KARAKTERISASI OPTIK EKSTRAK BAYAM MERAH (RED AMARANTH) UNTUK APLIKASI DYE SENSITIZED SOLAR CELL (DSSC)
Vita Efelina 1* , Endah Purwanti 1 ,Farradina Choria Suci 2 , Arnisa Stefanie 1 , Reni Rahmadewi 1
1 Program Studi Teknik Industri, Fakultas Teknik, Universitas Singaperbangsa Karawang
2 Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Singaperbangsa Karawang *vita.efelina@staff.unsika.ac.id

## Abstrak
We report how the prepare red amaranth extract. In this study, red amaranth extract was made using the maceration method. Energy is one of the basic needs for human life. One alternative to overcome the electricity crisis is the use  of  solar  energy.  Development  of  solar  cells  continues,  until  now  many  researchers  are  modifying  basic materials using dyes commonly called Dye Sensitized Solar Cells (DSSC). This DSSC has great potential to be developed. Dyes commonly used as doping are synthetic and natural dyes. In this study using red spinach or red amaranth because red spinach has a pigment that can be used to substitute for synthetic colors. So far there has been no in-depth study examining the optical properties of the dye red amaranth extract material. Therefore, this research has carried out a study of the fundamental optical properties of the dye red amaranth extract material. Red amaranth extract caracterized by UV Vis and FTIR spectroscopy. Red amaranth absorbance occurs at wavelength of 432 nm and 663 nm.
Kata kunci : DSSC, optical properties, red amaranth.

## 1. Pendahuluan
Energi merupakan salah satu kebutuhan dasar  bagi  kehidupan  manusia.  Pengembangan sumber  energi  yang  ramah  lingkungan,  mudah dibuat dan low cost menjadi sangat penting. Salah satu alternatif mengatasi krisis energi listrik yaitu pemanfaatan  energi  matahari.  Sumber  energi  ini dimanfaatkan  dengan  mengubah  energi  cahaya menjadi  energi  listrik  oleh  sel  surya.  Indonesia mempunyai  potensi  besar  untuk  menjadikan  sel surya  sebagai  sumber  energi  masa  depan,  karena Indonesia  berada  pada  garis  katulistiwa  yang memungkinkan  mendapatkan  sumber  energi matahari secara optimal [1].
Pengembangan sel surya terus berlangsung, hingga saat ini peneliti banyak yang memodifikasi  material  dasar  menggunakan  zat warna  yang  biasa  disebut  dengan Dye  Sensitized Solar  Cell (DSSC).  DSSC  ini  memiliki  potensi yang  besar  untuk  dikembangkan.  Hal  ini dikarenakan  sel  surya  tidak memerlukan material dengan  kemurnian  tinggi  dan low  cost [2]. Sebelumnya  telah  banyak dye yang  digunakan untuk  memodifikasi  material  DSSC.  Preparasi DSSC  menggunakan  ekstrak  antosianin  ubi  jalar ungu ( Ipomea batatas L. ) telah dilakukan. Dalam peneltian tersebut, spektrum serapan ubi jalar ungu cukup lebar dari panjang gelombang 480-580 nm. Efisiensi  maksimum  yang  dihasilkan  adalah sebesar 0.38% [3].
Menurut Ekasari dan Yudoyono (2013), telah  melakukan  percobaan  dan  menghasilkan efisiensi  DSSC  dengan  teknik  TiO 2 dicampur dengan  zat  warna  ekstrak  jahe  merah  dengan efisiensi 0,78%, setelah direndam dengan ekstrak jahe  merah  hanya  mendapatkan  efisiensi  0,002% [4].  Dye dapat diekstrak menggunakan pelarut dan destilasi  uap.  Teknik  ekstraksi  menggunakan pelarut terdiri dari maserasi dan perkolasi, refluks, sokhet,  degisti,  infus  dan  dekok  [5].  Dalam penelitian  ini,  telah  dilakukan  ekstraksi  dye menggunakan  bayam  merah  dengan  teknik maserasi.  Bayam  merah  merupakan  salah  satu potensi  yang  dapat  dikembangkan  menjadi  zat warna  alami  karena  warna  merah  dari  bayam mengandung pigmen alami. Ekstrak bayam merah menggunakan  teknik  maserasi  karena  pengerjaan yang tidak rumit dan memerlukan peralatan yang sederhana [6].
Berdasarkan uraian diatas, telah berhasil dilakukan ekstrak bayam merah menggunakan  teknik  maserasi.  Hal  yang  telah dilakukan  lebih  lanjut  adalah  karakterisasi  optik menggunakan spektrometer UV Vis. Karakterisasi optik  dari  bayam  merah  dapat  dilakukan menggunakan  Spektroskopi  UV  Vis.  Sehingga dapat diketahui data absorbansi ekstrak dari bayam merah.
Penelitian  kajian  sifat  optik  ekstrak  dye bayam merah menggunakan teknik maserasi untuk
aplikasi DSSC telah dilakukan selama 12 bulan di Laboratorium  produksi  Teknik  Mesin  dan Laboratorium Kimia ITB.
Daun bayam merah yang telah dipisahkan dari tangkainya dipotong kecil-kecil dan ditimbang  sebanyak  5  gram.  Kemudian  bayam tersebut  di  blender  dan  dilakukan  variasi  larutan menggunakan  aquades,  etanol,  metanol  dan aseton.  Masing-masing  larutan  sebanyak  40  ml. Setelah  itu  disimpan  di  tempat  gelap  selama  24 jam. Ekstrak yang sudah di maserasi kemudian di saring  dengan  kertas  saring.  Ekstraksi  dilakukan dengan  metode  maserasi.  Metode  maserasi bertujuan untuk mengambil zat atau senyawa aktif yang  terdekat  pada  senyawa  aktif    menggunakan pelarut tertentu. Mengekstrak zat warna diperlukan metode  yang  sesuai  dengan  sifat  bahan  agar dihasilkan stabilitas pigmen yang tinggi [7].
Karakterisasi awal dilakukan pada sampel red amaranth menggunakan  spektroskopi UV -Vis,  Karakterisasi  sifat  optik red  amaranth menggunakan spektroskopi UV -Vis. Karakterisasi menggunakan  spektroskopi UV -Vis  diperoleh spektrum  absorbansi.  Pada  penelitian  ini  telah dilakukan ekstraksi dari daun bayam merah. Daun bayam  merah  di  ekstraksi  menggunakan  pelarut yang  berbeda-beda  yaitu  methanol,  ethanol, acetone,  acetic  acid,  dan  aquades  dengan  waktu maserasi  24  jam.  Dan  bayam  merah  telah dipisahkan  dari  tangkainya  kemudian  dipotong kecil-kecil sebanyak 5 gram. Kemudian dihancurkan menggunakan blender dengan mencampur  larutan  sebanyak  40  ml.  Ketika perendaman  akan  terjadi  pemecahan  dinding  sel tempat pigmen seperti antosianoplas dan kloroplas akibat perbedaan tekanan di dalam dan di luar sel tumbuhan. Pigmen yang keluar dari sel kemudian larut  dalam  pelarut  organik.  Pigmen  yang diekstrak  berkaitan  dengan  panjang  gelombang sinar  matahari  yang  diserap.  Sensitizer  yang efektif  harus  menyerap  cahaya  melebihi  rentang dari  cahaya  tampak  hingga  infra  merah.  Hasil ekstraksi dye bayam merah dengan variasi pelarut berbeda-beda ditunjukkan pada Gambar 1 berikut ini :
Gambar 1. Ekstraksi dye bayam merah
Sifat optik material berkaitan dengan respon suatu material  terhadap  radiasi  elektromagnetik  dan secara  khusus  pada  rentang  cahaya  tampak. Beberapa  sifat  optik  material  adalah  absobsi, refleksi  dan  transmisi.  Pada  penelitian  ini  sifat
optik dibatasi pada absorbansi dye bayam merah.
Absorbansi merupakan kuantitas yang menyatakan  kemampuan  bahan  dalam  menyerap (mengabsobsi) cahaya. Absorbansi cahaya terjadi ketika eksitasi elektron dari pita valensi melewati bandgap menuju pita konduksi, sehingga tercipta sebuah  elektron  bebas  dalam  pita  konduksi  dan hole di pita valensi [8].
Proses  pengujian  absorbansi dye bayam merah  diawali  dengan  proses baseline pada spektrofotometer.  Proses  ini  bertujuan  untuk mengurangi  pengaruh  air,  etanol,  methanol  dan aseton  sebagai  pelarut  pada  ekstraksi  bayam merah.  Selanjutnya  setelah  proses baseline , dilakukan pengujian  absobansi dye .  Karakterisasi optik variasi pelarut dye bayam merah menggunakan  UV-Vis spektrofotometer  pada rentan  panjang  gelombang  190-1100  nm  yang merupakan    spectrum  sinar  tampak.  Pada  rentan panjang  geombang  tersebut, dye organik  secara alami  efektif  menyerap  cahaya  pada  cahaya tampak  saat  berlangsungnya  proses  fotosintesis. Berikut  merupakan  hasil  dari  spektrum  UV  Vis BM Acetone dengan maserasi 24 jam, 48 jam dan 72 jam ditunjukkan pada Gambar 2-4 berikut ini:
Gambar 2 . Absorbansi dye maserasi 24 jam
Gambar 3. Absorbansi dye maserasi 48 jam
Gambar 4. Absorbansi dye maserasi 72 jam
2. Simpulan 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 325 375 425 475 525 575 625 675 725 775 panjang gelombang (nm) A b s o rb a n s i 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 325 375 425 475 525 575 625 675 725 775 panjang gelombang (nm) A b s o rb a n s i 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 325 375 425 475 525 575 625 675 725 775 panjang gelombang (nm) A b s o rb a n s i
Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, dapat diambil kesimpulan sebagai berikut: telah berhasil di sintesis ekstrak dye bayam merah menggunakan teknik  maserasi.  Telah  diperoleh  hasil  data  awal dari karakterisasi menggunakan spektro UV Vis.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Jasa, L (2010). Mengatasi Krisis Energi dengan Memanfaatkan Aliran Pangkung Sebagai Sumber Pembangkit Listrik Alternatif. Universitas Udayana.  Teknik  Elektro.  Vol.9  No.2  Hal.  182- 190.
[2]  Gratzel,  M  dan  O’regan.  1991.  A  Low-Cost, High  Efficiency  Solar  Cell  Based  On  Dye- Sensitized Colloidal TiO2 Films. Jurnal of Nature Vol.  353,  Issue  63466,  737.  Switzerlad  :  Swiss Federal institute of Technology.
[3]  Damayanti,  R,  Hardeli,  Sanjaya,H,  2014. Preparasi  Dye  Sensitized  Solar  Cell  (DSSC) Menggunakan Ekstrak Antosianin Ubi Jalar Ungu (Ipomoea batatas L.). Jurnal Sainstek Vol. VI No.2
: 148-157.
[4]  Yudoyono,  Ekasari,  V.,  &  Gatut  .  (2013). Fabrikasi  Dssc  dengan  Dye  Ekstrak  Jahe  Merah (Zingiber  Officinale  Linn  Var.  Rubrum)  Variasi Larutan  TiO2  Nanopartikel  Berfase  Anatase
dengan  Teknik  Pelapisan  Spin  Coating. Jurnal sains dan seni POMITS 2 , 2337-3520.
[5] Febriansyah, A. (2009). Uji Efek Imunomodulator Ekstrak Metanol Daun Dan Kulit Batang Rhodamnia cinera Jack Melalui
Pengukuran  Aktivitas  Dan  Kapasitas  Fagositosis Sel Makrofag Peritoneum Mencit Yang Diinduksi Staphylococcus  epidermidis  Secara  In  Vitro. Fakultas  kedokteran  dan  ilmu  kesehatan.  UIN Syarif Hidayatullah.
[6] Fatayati, I. ( 2014). Ekstrak Kulit Buah Naga Merah  (  Hylocereus  Costaricensis)  Sebagai  Dye Pada Solar Cell. Universitas Islam Sunan Gunung Djati Bandung.
[7] Hermawan, R., Hayati, E.K., Budi, U.S. 2010. Effect of Temperature, PH on Total Concentration and  Color  Stability  of  Anthocyanins  Compound Extract  Roselle  (Calyx).  Jurnal  Tekno  Pangan. Universitas Maulana Malik Ibrahim, Malang.
[8] Darwis, D, Basri, SA, Iqbal. 2016. Pengawetan Klorofil Daun Katuk Sebagai Zat Pewarna Untuk Bahan  Dssc  (Dye  Sensitized  Solar  Cell)  Dengan Menggunakan  Freeze  Drying.  Gravitasi  Vol.15 No.1. ISSN : 1412-2375.