Fabrikasi Inter Layer Counter Electrode Karbon Untuk Dye-sensitized Solar Cell

Abstract

Dye-Sensitized Solar Cell (DSSC) tipe monolitik yang hanya memiliki satu substrat banyak
dikembangkan karena harga fabrikasi yang murah dan proses fabrikasi yang sederhana.
Namun, efisiensi yang rendah merupakan salah satu kelemahannya. Salah satu penyebabnya
adalah counter electrode yang digunakan sebagai lapisan untuk meningkatkan
konduktivitas substrat kaca FTO, tidak menempel kuat pada substrat kaca FTO, sehingga
diperlukan lapisan inter layer yang dapat meningkatkan konduktivitas lapisan counter
electrode serta meningkatkan adhesivitas antara counter electrode dengan substrat kaca
FTO. Pada penelitian ini, bahan counter electrode yang diguankan adalah karbon dan bahan
inter layer yang digunakan adalah karbon dan TiO
colloid yang berfungsi sebagai binder.
Pendeposisian setiap lapisan DSSC tipe monolitik dilakukan dengan teknik screen printing.
Lapisan pertama karbon 1 (Inter Layer) memiliki komposisi 0,13 gr grafit, 0,2 ml TiO
2

colloid, 0,2 ml Triton 10% dan 0,25 ml terpineol dan karbon 2 (Counter Electrode) memiliki
komposisi 0,5 gr carbon nanopowder, 2 gr bubuk grafit, 0,3 gr ethyl-cellulose, 0,25 gr TiO
P25,

dan 4,25 gr terpineol. Kedua lapisan karbon tersebut komposisinya dikali 10 untuk
memperbanyak pasta yang dihasilkan. Massa grafit pada karbon 1 (Inter Layer)
divariasikan menjadi 5 variasi yaitu 0,9 gr (A), 1,1 gr (B), 1,3 gr (C), 1,5 gr (D), dan 1,7 gr
(E). Setelah inter layer karbon difabrikasi, dilakukan karakterisasi morfologi, pengukuran
resistansi sheet, uji adhesivitas dan uji transmitansi serta karakterisasi I-V pada DSSC tipe
monolitik yang telah difabrikasi. Hasilnya, pada morfologi inter layer karbon yang
dikarakterisasi menggunakan SEM, diperoleh bahwa lapisan inter layer sampel B memiliki
penyebaran grafit yang merata dan hanya sedikit terlihat adanya aglomerasi pada karbon.
Selain itu, pada uji resistansi sheet menggunakan four point probe diperoleh hasil bahwa
sampel B memiliki Rs yang stabil dengan rata rata 12,097±0,054 Ω/sq. Pada uji adhesivitas,
terlihat bahwa lapisan karbon 1 yang melekat kuat pada substrat kaca FTO secara visual,
dan pada uji transmitansi menggunakan UV-VIS, sampel B memiliki rasio transmitansi
terkecil antara sesudah dan sebelum uji adhesivitas sebesar 1,963. Hasil karakterisasi I-V
DSSC tipe monolitik, diperoleh efisiensi terbesar berasal dari sampel B yang memiliki massa
1,1 gr grafit pada TiO
colloid sebesar 1,258 %. Sehingga penambahan inter layer karbon
antara counter electrode karbon dan substrat kaca FTO dapat meningkatkan efisiensi dari
DSSC tipe monolitik
2
Kata kunci: DSSC tipe monolitik, karbon, grafit
Abstract
Dye-Sensitized Solar Cell (DSSC) monolithic type which has only one substrate developed a lot
because of the low price of fabrication and a simple fabrication process. However, low
efficiency is one of its weaknesses. One reason is the counter electrode which is used as a layer
to increase the conductivity of the FTO glass substrate, not firmly attached to the FTO glass
substrate, so that an inter layer is needed that can increase the conductivity of the counter
electrode layer and increase the adhesivity between the counter electrode and the FTO glass
substrate. In this study, the material of counter electrode was used carbon and the inter layer
material was used carbon and TiO2 colloid which functioned as binders. Deposition of each
monolithic type DSSC layer is done by screen printing techniques. The first layer of carbon 1 

(Inter Layer) has a composition of 0,13 gr graphite, 0,2 ml TiO2 colloid, 0,2 ml Triton 10% and
0,25 ml terpineol and carbon 2 (Counter Electrode) has a composition of 0,5 gr carbon
nanopowder, 2 gr graphite powder, 0,3 gr ethyl-cellulose, 0,25 gr TiO2-P25, and 4,25 gr
terpineol. The two carbon layers are multiplied by 10 to multiply the resulting paste. Graphite
mass at carbon 1 (Inter Layer) varied into 5 variations, namely 0,9 gr (A), 1,1 gr (B), 1,3 gr (C),
1,5 gr (D), and 1,7 gr (E). After fabricated inter layer carbon, soma characterizations were
done, like morphological characterization, sheet resistance measurement, adhesivity test and
transmittance test and I-V characterization on monolithic type DSSC were fabricated. As a
result, in the inter layer carbon morphology characterized using SEM, it was found that the
inter layer of sample B had a uniform spread of graphite and only a small amount of carbon
agglomeration was seen. In addition, the sheet resistance test using four point probes shows that
sample B has a stable Rs with an average of 12,097±0,054 Ω/ sq. In the adhesion test, it can be
seen that the carbon 1 layer is firmly attached to the FTO glass substrate visually, and in the
transmittance test using UV-VIS, sample B has the smallest transmittance ratio between after
and before the adhesive test of 1,963. The results of the monolithic type I-V DSSC
characterization, obtained the greatest efficiency derived from sample B which has a mass of 1.1
gr graphite on the colloid TiO2 of 1,258%. So that the addition of the inter layer carbon between
the carbon electrode counter and the FTO glass substrate can improve the efficiency of the
monolithic type DSSC
Keywords: monolithic type DSSC, carbon, graphite