ISSN: 1410-8917
Jurnal Kimia Sains dan Aplikasi 16 (3) (2013) : 90 – 96
Jurnal Kimia Sains dan Aplikasi Journal of Scientific and Applied Chemistry
Journal homepage: http://ejournal.undip.ac.id/index.php/ksa
Pengaruh Pasta ZnO dengan Penambahan Dish Detergent dan PVA pada Kaca Konduktif terhadap Efisiensi Dye Sensitized Solar Cell dari Ekstrak Bunga Rosela ( Hibiscus sabdariffa L.)
Sri Handayani a , Gunawan a* , Abdul Haris a
a Analytical Chemistry Laboratory, Chemistry Department, Faculty of Sciences and Mathematics, Diponegoro University, Jalan Prof. Soedarto, Tembalang, Semarang
* Corresponding author: gunawan@live.undip.ac.id
A r t i c l e   I n f o

## A b s t r a c t
Keywords: Dye Sensitized Solar Cell (DSSC), ZnO pasta, anthocyanin of rosella flower
A study concerning the making of ZnO pasta with the addition of dish detergent and PVA on conductive glass and the efficiency of dye-sensitized solar cell (DSSC) of rosella flower extract  ( Hibiscus  sabdariffa L.)  had been  conducted.  This research  aims  to  produce  ZnO layer  nanoporous  and  to  determine  the  effect  of  pasta  ZnO  with  the  addition  of  dish detergent and PVA on the efficiency of dye-sensitized solar cell (DSSC). Working electrode was  made  of  ZnO thin  film  adsorbed  anthocyanin  from  rosella  flower  extract,  counter electrode was made of carbon and I - /I 3 - electrolyte as couple redox. Characterization of DSSC included absorption wavelength dyes of rosella flowers, the crystallinity of ZnO, ZnO layer morphology structure and bonding characteristics between ZnO with anthocyanin compounds. DSSC efficiency value was determined by the current and voltage curves. The results were obtained ZnO layers nanoporous size of 71.43 nm, and the efficiency of DSSC for ZnO with dish detergent was 2.964 x 10 -4 % and ZnO with PVA obtained an efficiency of 0.712 x 10 -4 %.

## A b s t r a k
Kata Kunci:
Dye Sensitized Solar Cell (DSSC), pasta ZnO, antosianin bunga rosella
Telah  dilakukan  penelitian  tentang  pembuatan  pasta  ZnO  dengan  penambahan dish detergent dan PVA pada kaca konduktif terhadap efisiensi dye sensitized solar cell (DSSC) dari  ekstrak  bunga  rosela  ( Hibiscus  sabdariffa L.).  Penelitian  ini  bertujuan  untuk menghasilkan lapisan ZnO nanopori dan untuk mengetahui pengaruh pembuatan pasta ZnO dengan penambahan dish detergent dan PVA terhadap efisiensi dye sensitized solar cell (DSSC). Penelitian dilakukan dengan pembuatan elektroda kerja ( working electrode ) dari lapis tipis ZnO yang mengadsorb antosianin bunga rosela, elektroda perlawanan ( counter electrode )  dari  karbon  dan  elektrolit  I - /I 3 - sebagai  pasangan  redoks . Karakterisasi  DSSC meliputi  serapan  panjang  gelombang  zat  pewarna  bunga  rosella,  kristalinitas  ZnO, struktur  morfologi  lapis  ZnO  dan  karakteristik  ikatan  antara  ZnO  dengan  senyawa antosianin. Nilai efisiensi DSSC ditentukan dengan metode kurva arus dan tegangan. Hasil penelitian  dapat  diperoleh  lapisan  ZnO  berukuran  nanopori  sebesar  71,43  nm,  dan efisiensi DSSC yang diperoleh untuk ZnO dengan dish detergent sebesar 2,964 x 10 -4 % sedangkan ZnO dengan PVA diperoleh efisiensi sebesar 0,712 x 10 -4 %.

## 1. Pendahuluan
Sel  surya  atau  sel  fotovolta  merupakan  alat  yang mampu  mengubah  energi  matahari  menjadi  energi listrik.  Sel  surya  yang  banyak  digunakan  sekarang  ini
adalah  sel  surya  generasi  terbaru,  yaitu dye-sensitized solar cell (DSSC) [1]. DSSC ini terdiri dari tiga komponen utama,  diantaranya  adalah  penyerap  zat  warna  lapisan TiO 2 nanokristalin  pada  substrat  TCO,  disebut  dengan
foto-anoda, pasangan redoks I - /I 3 - pada pelarut organik, dan counter electrode atau katoda [2].
Sejauh  ini  semikonduktor  yang  banyak  digunakan adalah  semikonduktor  TiO 2 ,  namun  semikonduktor  ini masih  memberikan  efisiensi  yang  kecil  pada  DSSC, sehingga perlu dikembangkan jenis semikonduktor baru. Beberapa penelitian mengenai penggunaan ZnO sebagai semikonduktor  diantaranya  dilakukan  oleh  Itagaki dkk. [3]  dapat  menghasilkan  efisiensi  sebesar  1,9  %. Penelitian  lain  dilakukan  oleh  Yin dkk. [4]  diperoleh efisiensi sebesar 4,17%.
Seng  oksida  (ZnO)  hadir  sebagai  alternatif semikonduktor karena ZnO memiliki mobilitas elektron yang  lebih  tinggi  dibandingkan  dengan  TiO 2 ,  pita konduksi ZnO memiliki tingkat yang berdekatan dengan TiO 2 dan  bentuknya  sangat  fleksibel  sehingga  dapat digunakan  sebagai  semikonduktor  [3].  Selain  itu,  ZnO digunakan  sebagai  alternatif  fotoelektroda  karena memiliki  celah  pita  ( bandgap) ,  afinitas  elektron,  dan efisiensi  injeksi  elektron mirip  dengan  TiO 2 .  Disamping memiliki  sifat  yang  menarik,  ZnO  adalah  bahan  yang mudah disintesis dalam berbagai variasi struktur nano, ini semua untuk mengoptimisasi sifat bahan nano dalam aplikasi DSSC  [5]. Tujuan lain penggunaan ZnO sebagai elektroda  kerja  (anoda)  dalam  DSSC  adalah  untuk meningkatkan  kemampuan  dalam  memindahkan elektron [6].
Dye-Sensitized Solar Cell (DSSC) tersusun atas 2 jenis elektroda  dan  elektrolit.  Pertama,  fotoelektroda  yang terdiri  atas  semikonduktor  dengan  zat  warna  yang teradsorpsi  dan  substrat  kaca  FTO,  yang  kedua  adalah elektrolit  yang  mengandung  pasangan  redoks  I - /I 3 - dan counter electrode Pt atau karbon [3]. Komponen penyusun DSSC tersebut mempunyai fungsi masing-masing. Kaca konduktif  berfungsi  sebagai  penghantar  arus  dari elektroda kerja ke elektroda perlawanan sehingga terjadi aliran arus. Elektroda kolektor atau elektroda kerja dalam sel  tersebut  terbentuk  dari  sebuah  film  semikonduktor nanokristal  bercelah  pita  lebar  contohnya  TiO 2 yang dilapiskan  pada  kaca  konduktor  oksida  transparan. Lapisan dye (zat warna) berfungsi sebagai sensitasi yang berfungsi  untuk  menyerap  foton  dari  cahaya  matahari. Zat  warna  akan  terserap  secara  kimia  pada  film semikonduktor  tersebut.  Pada  elektroda  perlawanan dilapisikan  katalis  (biasanya  platinum  atau  karbon) untuk mempercepat reaksi fotokimia. Larutan elektrolit terdiri atas pasangan redoks iodida ( I - ) dan triiodida ( I 3 - ) yang berfungsi sebagai donor elektron [7].
Gambar 1. Skema prinsip sel surya fotoelektrokimia tersensitisasi dye
Prinsip  kerja  sel  surya  pewarna  tersensitisasi dimulai ketika cahaya matahari yang jatuh ke permukaan sel,  diserap  oleh  larutan  pewarna  ( dye )  yang  sensitif terhadap  cahaya  matahari  (disebut  pula  dengan photosensitizer ).  Akibat  terserapnya  energi  cahaya matahari ini, elektron dari pewarna dapat tereksitasi dan menuju ke lapisan ZnO yang terus kemudian dialirkan ke kabel  melalui  lapisan  tipis  kaca  konduktor  (elektroda). Sedangkan,  kehilangan  elektron  pada  larutan  pewarna digantikan  oleh  adanya  donor  elektron  dari  larutan elektrolit  iodin  melalui  reaksi  reduksi-oksidasi  dengan lapisan tipis karbon sebagai katoda. Berikut reaksi yang berlangsung dalam DSSC:
S + h v → S*
S* → S + + e - (ZnO)
2 S + + 3 I - → 2 S + I 3 - I 3 - +2 e - (c) → 3 I - e - (c) + h v → e - (ZnO)
Tegangan  yang  dihasilkan  oleh  sel  surya tersensitisasi  zat  warna berasal  dari  perbedaan  tingkat energi  konduksi  elektroda  semikonduktor  ZnO  dengan potensial elektrokimia pasangan elektrolit redoks ( I - /I 3 - ). Arus yang dihasilkan dari sel surya ini terkait langsung dengan intensitas penyinaran dan kinerja zat warna yang digunakan.  Arus  yang  terbaca  menunjukkan  adanya sensitisasi  lapis  ZnO  oleh  zat  warna yang  mendorong terjadinya  injeksi  elektron  dari  keadaan  tereksitasi menuju  pita  konduksi  ZnO.  Hal  ini  menunjukkan terjadinya  aliran  elektron  dari  elektroda  kerja  sebagai kutub  negatif  menuju  elektroda  lawan  sebagai  kutub positif.
Dalam  penelitian  ini  sel  surya  yang  dikembangkan menggunakan  elektroda  nanokristal  ZnO  yang  dibuat dari bubuk ZnO ( merck , p.a) yang dilakukan pemvariasian pembuatan  pasta  ZnO,  yaitu  dengan  penambahan dish detergent dan  PVA  ( polyvinyl  alcohol ).  Zat  warna  ( dye) yang  digunakan  adalah antosianin  yang  diekstrak  dari bunga  rosela.  Sedangkan untuk  mengurangi  degradasi elektrolit digunakan elektrolit padat berbasis gel polimer PEG  (polyethylene glycol)  yang  mengandung  pasangan redoks (I - /I 3 - ) sebagai penjerat elektrolit cair.

## 2. Metode Penelitian

## Alat dan Bahan
Bahan  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini diantaranya  bubuk  ZnO  (p.a,  Merck),  PEG  4000  (p.a, Merck  Germany),  kloroform  (p.a,  Merck),  KI  (p.a, Merck),  I 2 (p.a,  Merck),  asetil  aseton  (p.a),  karbon  dari battery, bunga rosela, asetonitril, akuades, dish detergent , scoth  tape,  dan  kaca  TCO.  Peralatan  yang  digunakan adalah multimeter digital (Krisbow), furnace (Naberthem),  spektrofotometer  UV-Vis  (Shimadzu), Scanning  Electron  Microscopy  (SEM)  (JSM-35C), Difraksi  Sinar-X  (XRD)  (Crystal  Impact,  Bonn, Germany),  Spektrofotometer  FT-IR  (Shimadzu),  gelas ukur,  gelas  beker,  hot  plate,  mortar,  neraca  analitik (Ohauss), klip kertas.

## Pembuatan Pasta ZnO
Serbuk ZnO yang digunakan dalam pembuatan pasta ZnO  sebelumnya  telah  digerus  dengan  menggunakan mortar.  Pasta  ZnO  yang  pertama  (A)  dibuat  dengan menggunakan dish  detergent ,  bubuk  ZnO  sebanyak  2 gram dicampur dengan  6  tetes  asetil  aseton  yang  telah dilarutkan  dalam  akuades  10  %,  kemudian  dilakukan penambahan 6 mL akuades, ke dalam pasta ditambahkan 2  tetes dish  detergent untuk  mengurangi  tegangan permukaan  dan  memudahkan  untuk  penyebaran  pasta (Giannouli dan Spiliopoulou, 2011). Pembuatan pasta ZnO yang  kedua  (B)  dianalogikan  dengan  pembuatan  pasta pada  TiO 2 ,  yaitu  dengan  menambahkan  0,5  gram  PVA dicampur dengan 4,5 mL akuades kemudian dipanaskan pada  suhu  80 0 C  diaduk  secara  teratur,  kemudian dimasukkan  serbuk  ZnO  sebanyak  4,5  gram.  PVA berfungsi sebagai pengikat dalam pembuatan pasta ZnO dan dilakukan pengadukan sampai campuran tercampur sempurna. Pasta yang telah dibuat kemudian dilapiskan pada  kaca  TCO  kemudian  di  furnace  pada  suhu  450˚C selama 30 menit.

## Pembuatan Zat Warna ( Dye) Dari Ekstrak Rosela
Bunga  rosela  kering  sebanyak  2  gram  digerus dengan mortar ditambahkan metanol 20 mL. Larutan dye didiamkan  selama  24  jam.  Larutan  kemudian  disaring dengan kertas saring [8]. Kemudian larutan ekstrak dye antosianin  diukur  pH-nya  menggunakan  pH  paper. Setelah itu larutan ekstrak dye antosianin diuji spektrum serapan optiknya dengan spektrofotometer UV-Vis.

## Pembuatan Elektrolit
Elektrolit  padat  yang  digunakan  berbasis  polimer PEG  ( polyethylene  glycol )  dengan  berat  molekul  ( BM ) 4000.  Sebanyak  7  gram  PEG  dilarutkan dengan  25  mL kloroform  hingga  membentuk  gel,  selanjutnya dimasukkan beberapa  tetes  larutan  KI/I 2 yang  dibuat dengan  mencampurkan  0,8  gram  KI kedalam  10  mL asetonitril  kemudian  diaduk  dan  ditambahkan  0,127 gram  iod  (I 2 ) ke  dalam  larutan  tersebut.  Campuran tersebut  diaduk  dengan  pengaduk  magnet sambil dipanaskan  pada  suhu  80 o C  selama  satu  jam  hingga homogen dan membentuk gel [9].

## Pembuatan dan Karakterisasi Sel Surya
Elektroda  ZnO  A  ( dish  detergent )  dan  ZnO  B  (PVA) pada substrat kaca TCO yang telah difurnace, kemudian direndam dalam zat warna antosianin dari bunga rosela selama  30  menit.  Lapisan  ZnO  yang  telah  direndam  di dalam  larutan  ekstrak  antosianin  disebut  ZnO tersensitisasi dye. Kemudian elektroda ZnO tersensitisasi dengan  ekstrak  antosianin  dikarakterisasi  dengan menggunakan  FT-IR  untuk  mengetahui  terjadinya ikatan  antara  ZnO  dengan dye ,  serta  dikarakterisasi dengan  XRD  untuk  mengetahui  kristalografi  untuk masing-masing  ZnO.  Serta  dilakukan  karakterisasi dengan SEM untuk hasil pasta dengan efisiensi terbaik. Setelah  itu  larutan  elektrolit  polimer  diteteskan  di  atas ZnO  tersensitisasi  dye,  lalu  ditutup  dengan  elektroda lawan ( counter electrode ) berupa lapisan karbon.
Sel surya yang dihasilkan diukur karakteristik arus dan  tegangan  (I-V)  dengan  merangkainya  dengan sebuah voltmeter (V) dan sebuah amperemeter (A) serta sebuah beban atau potensiometer untuk mengatur arus di dalam rangkaian (Gambar 2). Sumber cahaya  berasal dari matahari dengan intensitas 0,1113 W/cm 2 diarahkan tegak lurus terhadap permukaan sel surya.
Gambar 2. Skema rangkaian listrik pengujian sel surya
Nilai arus dan tegangan sel surya diukur pada setiap posisi  potensiostat  yang  divariasikan  mula-mula  pada resistansi  maksimum  hingga  nilai  minimumnya.  Hasil pengukuran  yang  diperoleh  dibuat  kurva  I-V  untuk menentukan performa energi sel surya.

## 3. Hasil dan Pembahasan
Analisis Larutan Zat Warna ( dye) menggunakan UV-Vis
Sebelum  digunakan  sebagai  sensitizer,  ekstrak antosianin  terlebih  dahulu  diuji  spektrum  absorpsinya menggunakan  Spektrofotometer  UV-Vis.  Spektrum absorbans diukur pada rentang panjang gelombang 400 nm – 700 nm. Dari data dapat diketahui bahwa puncak panjang  gelombang  maksimum  ekstrak  bunga  rosela pada  508,5  nm  yang  merupakan  transisi  elektronik dengan absorbansi 0,151. Menurut Ali dan Matthew [10] panjang gelombang senyawa antosianin berkisar antara 400-550  nm,  sedangkan  menurut  Wongcharee dkk. [8] sebesar 420 nm.
Gambar 3. Spektra UV- Vis ekstrak bunga rosela

## Karakteristik Lapis Tipis ZnO dengan metode XRD
Metode  analisis  difraksi  sinar  X  dilakukan  dengan tujuan  untuk  mengetahui  fase  kristal  ZnO,  jumlah komposisi fase kristal ZnO dan ukuran kristal penyusun lapis tipis ZnO.  Karakterisasi  XRD  dilakukan menggunakan  alat  XRD  dengan  sumber  Cu  pada tegangan 40 kV dan arus 30 mA. Hasil karakterisasi XRD berupa  pola  difraksi  (difraktogram)  yang  terdiri  dari puncak-puncak  karakteristik  ZnO  seperti  ditunjukkan pada Gambar 4 dan Gambar 5.
Gambar 4. Difraktogram Lapis Tipis ZnO A (dish detergent) pada substrat kaca
Dari  gambar  4  dapat  diketahui  bahwa  derajat kristalisasi  lapis  tipis  ZnO  cukup  tinggi  dengan  puncak yang  tajam  dan  intensitas  cukup  besar.  Data difraktogram lapis tipis ZnO terdapat 3 puncak pada 2 θ yaitu  36,3022;  31,8132;  dan  34,4684  serta  jarak  antar bidang (d) sebesar 2,47268 Å, 2,81060 Å, dan 2,59992 Å. Sedangkan  difraktogram  lapis  tipis  ZnO  B  ditunjukan pada gambar 5.
Gambar 5. Difraktogram Lapis Tipis ZnO B (PVA) pada substrat kaca
Dari  data  gambar  5  dapat  dilihat  bahwa  derajat kristalisasi lapis tipis ZnO cukup tinggi dan puncak yang diperoleh  cukup  tajam  dengan  intensitas  yang  besar. Data  difraktogram  lapis  tipis  ZnO  menunjukan  ada  3 puncak pada 2 θ yaitu 36,2938; 31,8080; dan 34,4619 serta jarak  antar  bidang  (d)  sebesar  2,47324;  2,81104;  dan 2,60040.
Dari data pola difraktogram dapat digunakan untuk menentukan ukuran kristal ZnO berdasarkan nilai FWHM ( Full  Widht  and  Half  Maximum )  pada  berbagai  puncak dengan menggunakan persamaan Scherrer,
𝐷 = 𝑘. 𝜆 𝛽 cos 𝜃
dengan  D  adalah  ukuran  kristal, λ =  0,154060  nm adalah  panjang  gelombang  sinar  X  yang  menggunakan Cu  sebagai  sumber  lampunya, β adalah  nilai  FWHM masing-masing  puncak  karekterisasi, θ adalah  sudut difraksi, dan k = 0,94 yang merupakan suatu konstanta. Dari  perhitungan  dengan  menggunakan  persamaan Scherrer diatas dapat diperoleh ukuran kristal ZnO. Dari hasil  pengukuran  dengan  menggunakan  persamaan diatas diperoleh ukuran kristal ZnO wurtzite untuk ZnO A sebesar 50,9 nm sedangkan ZnO B sebesar 50,6 nm.
Dalam  aplikasinya  pada  sistem  sel  surya  ZnO tersensitisasi  dye,  semakin  kristal  ZnO  berukuran
nanopartikel,  maka  diharapkan  semakin  banyak  dye yang teradsorb pada lapisan nanopartikel ZnO sehingga dapat meningkatkan efisiensi dari DSSC.
Karakteristik Serapan Inframerah Zat Warna Bunga Rosela dengan Lapis Tipis ZnO
Analisa dengan menggunakan spektroskopi inframerah  bertujuan  untuk  mengetahui  gugus  fungsi yang  terdapat  dalam  zat  warna  ekstrak  bunga  rosela. Ikatan  yang  terjadi  antara  zat  warna  dengan  ZnO merupakan  jembatan  penghubung  untuk  terjadinya proses  injeksi  elektron  dari  zat  warna  menuju  pita konduksi  ZnO.  Analisis  spektometri  inframerah  untuk lapis tipis ZnO yang telah tersensitisasi zat warna dapat dilihat pada gambar 6 dan gambar 7.
Gambar 6. Spektra inframerah lapis tipis ZnO A – zat warna
Gambar 7. Spektra inframerah lapis tipis ZnO B dengan zat warna
Kedua  gambar  tersebut  kemudian  dibandingkan dengan spektra pada zat warna sehingga dapat diketahui pergeseran  yang  telah  terjadi.  Spektra  pada  zat  warna dapat dilihat pada gambar 8.
Gambar 8. Spektra inframerah zat warna
Dari  ketiga  spektra  FTIR  tersebut  dapat  diketahui perbedaan  dan  persamaan  maupun  pergeseran  pita serapan yang ditunjukan pada tabel 1.
Tabel 1: Pergeseran dan hilangnya pita serapan antara zat warna dengan lapis tipis ZnO-zat warna
Bilangan gelombang (cm -1 ) Jenis vibrasi Dye ZnO A ZnO B 3560,73 3425,62 3425,58 OH 1275,34 1396,46 1396,46 CH 3 bending 1716,34 1774,51 1774,51 C=O 1638,77 - - C=C 1015,88 1087,85 1080,14 C−O 587,83 509,21 - Subtitusi benzena posisi meta - 925,83 918,12 Subtitusi benzena posisi para - 478,35 462,92 Vibrasi stretching ZnO ( v Zn−O )
Dari tabel terlihat bahwa spektra zat warna ekstrak bunga  rosela  dengan  lapis  tipis  ZnO- dye beberapa mengalami  pergeseran  pita  serapan.  Serta  dapat diketahui kerangka kerja ZnO pada spektra sekitar 478, 35 cm -1 dan 462,92 cm -1 . Ikatan yang terjadi ditunjukan dengan adanya pergeseran bilangan gelombang.

## Karakteristik Morfologi Lapis Tipis ZnO dengan SEM
Karakteristik dengan menggunakan SEM dilakukan hanya  pada  pasta  ZnO  yang  menghasilkan  efisiensi terbaik, yaitu pada ZnO A (dengan dish detergent ).
Dari  hasil  SEM  lapis  tipis  ZnO  A  pada  gambar  9 diperoleh  hasil  bahwa  ukuran  rata-rata rongga  terkecil lapis  tipis  ZnO  dengan dish  detergent pada  perbesaran 10000x diperoleh ukuran pori sebesar 71,43 nm. Ukuran yang  dihasilkan  cukup  optimal  sebagai  suatu  bahan semikonduktor  kristal  nano.  Penelitian  oleh  Giannouli dan  Spiliopoulou  [11],  menghasilkan  ukuran  pori  yang beragam tergantung dari waktu penyimpanan pasta ZnO yaitu  sebesar  50  dan  80  nm.  Pada  penampang  lintang lapis tipis ZnO telah diperoleh bentuk lapisan homogen dengan  ketebalan  sekitar  12,86  μm  dapat  dilihat  pada gambar  10.  Ukuran  dan  ketebalan  pori  tidak  terlalu berpengaruh  dalam  kemampuannya  menyerap  cahaya. Menurut  Pérez-Hernández dkk. [5],  keadaan  lapis  tipis ZnO  yang  padat  dan  bahkan  dengan  ketebalan  300  nm tidak terlalu berpengaruh dalam jumlah cahaya tampak yang  dapat  diserap  oleh  sisi  aktif  sel  surya,  lapisan  ini mungkin hanya bertindak sebagai filter cahaya tempak.
Gambar 9. Morfologi permukaan lapis tipis ZnO A dan metode doctor blade dengan perbesaran 10.000 x
Gambar 10. Penampang lintang lapis tipis ZnO A dan metode doctor blade dengan perbesaran 1000 x

## Penentuan Efisiensi DSSC
Kinerja  sel  surya  dilakukan  dengan  pengukuran karakteristik  arus  dan  tegangan  ( I-V )  pada  kondisi tersinari dengan menggunakan alat pengukur intensitas dengan intensitas sebesar 0,1113 W/cm 2 . Gambar 11 dan 12 merupakan  hasil  pengukuran  untuk  masing-masing pasta  ZnO.  Dari  hasil  pengukuran  dapat  dilihat  bahwa pasta ZnO A menghasilkan arus dan tegangan yang lebih besar  dibandingkan  dengan  pasta  ZnO  B  dikarenakan kemudahan  dalam  proses  pelapisan  pada  substrat  kaca TCO. Hal ini didukung dengan hasil karakteristik dengan spektroskopi FT- IR dari spektra menunjukan bahwa ZnO A  menghasilkan  spektra  Zn−O  yang  lebih  luas dibandingkan  dengan  Zn − O  B.  Sehingga  ikatan  antara Zn 2+ − dye semakin  mudah  terbentuk  dan dye yang teradsorp  pada  permukaan  semikonduktor  semakin banyak maka semakin mudah transfer elektron dari dye ke semikonduktor. Hal ini dapat meningkatkan efisiesnsi DSSC.
Dari  kurva  arus-tegangan  (I-V)  yang  diperoleh dapat ditentukan parameter-parameter keluaran dari sel surya,  yaitu  arus  rangkaian  pendek  (I SC ),  tegangan rangkaianbuka  (V OC ),  arus  maksimum  (I max ),  tegangan maksimum (V max ), daya maksimum (P max ), fill factor (FF) dan  efisiensi  konversi  ( η ).  Efisiensi  konversi  sel  surya dihitung menurut hubungan
𝜂 = 𝑃 𝑀𝐴𝑋 𝑃 𝐶𝐴𝐻𝐴𝑌𝐴
Daya maksimum diberikan oleh hubungan :
𝑃 = 𝑉 𝑂𝐶 . 𝐼 𝑆𝐶 . 𝐹𝐹
dengan fill factor (FF) diberikan oleh :
𝐹𝐹 = 𝑉 𝑀𝐴𝑋 . 𝐼 𝑀𝐴𝑋 𝑉 𝑂𝐶 . 𝐼 𝑆𝐶
Gambar 11. Kurva I-V Sel Surya pada ZnO A (dengan dish detergent )
Gambar 12. Kurva I-V Sel Surya pada ZnO B (dengan PVA)
Berdasarkan  hasil  pengukuran  nilai  arus  dan tegangan  yang  telah  dibuat  dalam  bentuk  kurva  arus- tegangan (IV), diperoleh parameter-parameter keluaran sel surya seperti dirangkum di dalam Tabel 2.

## Tabel 2: Hasil pengukuran arus-tegangan sel surya dengan variasi pembuatan pasta ZnO
Hasil Pengukuran Pasta ZnO A B V OC (mV) 39,1 22,6 I SC (mA x 10 -3 ) 71 31 V MPP (mV) 29.874 17,649 I MPP (mA x 10 -3 ) 66,282 26,973 FF 0,713 0,677 P MAX (W) 1,979 x 10 -6 0,474 x 10 -6 η (%) 2,964 x 10 -4 0,712 x 10 -4
Dari tabel di atas dapat dilihat bahwa sel surya yang telah  dibuat  dapat  menghasilkan  arus  listrik,  karena  di dalam sistem sel surya terjadi aliran elektron secara terus menerus. Aliran elektron terjadi ketika cahaya mengenai permukaan  semikonduktor  yang  telah  menyerap  zat warna, molekul zat warna tereksitasi dari keadaan dasar menuju  keadaan  tereksitasi  dan  elektron  mempunyai energi  yang  cukup  untuk  menginjeksi  ke  pita  konduksi
dari semikonduktor. Injeksi elektron dapat terjadi akibat adanya  interaksi  antara  zat  warna  dengan  ZnO  melalui ikatan yang terjadi [11].
Efisiensi yang dihasilkan pada penelitian ini masih kecil, yaitu pasta ZnO A sebesar 2,934 x 10 -4 % sedangkan pasta ZnO B sebesar 0,712 x 10 -4 %. Ada beberapa hal yang menyebabkan  rendahnya  efisiensi  yang  diperoleh diantaranya  adalah  besarnya  hambatan  dari  kaca  TCO yang  digunakan  yaitu  sebesar  100- 200  Ω/cm 2 .  Hal  ini sesuai dengan Hukum Ohm yang menyatakan hambatan berbanding  terbalik  dengan  arus  dan  berbanding  lurus dengan  tegangan.  Selain  itu,  elektrolit  yang  digunakan yaitu iod mudah teroksidasi oleh udara. Proses oksidasi ini  dipercepat  dengan  adanya  panas.  Rekombinasi muatan  menjadi  salah  satu  faktor  rendahnya  efisiensi yang  diperoleh.  Hal  ini  dikarenakan  ion  triiodida  (I 3 - ) menyerap  lapisan  oksida  semikonduktor  di  mana  zat warna tidak menyerap karena ukuran ion I 3 - yang terlalu kecil  dibandingkan  dengan  molekul  zat  warna.  Ion triiodida  (I 3 - )  kemudian  bereaksi  dengan  elektron  yang terinjeksi pada oksida semikonduktor [3]. Menurut Köchl dkk. [12]  faktor  lain  yang  cukup  berpengaruh  dalam rendahnya  efisiensi  sel  surya  adalah  adanya  kerusakan pada dye yang  sifatnya  kurang  stabil. Dye tersebut mengalami degradasi.

## 4. Kesimpulan
Telah  dihasilkan  lapisan  ZnO  berukuran  nanopori yaitu  sebesar  71,43  nm.  Serta  dapat  diketahui  adanya pengaruh  pembuatan  pasta  ZnO  dengan  menggunakan metode doctor blade memberikan nilai efisiensi masing- masing untuk ZnO A (dish detergent) sebesar 2,964 x 10 - 4 %  dan  untuk  ZnO  B  (PVA)  diperoleh  efisiensi  sebesar 0,712 x 10 -4 %.

## 5. Daftar Pustaka
[1]  Michael  Grätzel,  James  R  Durrant,  Dye-Sensitised Mesoscopic  Solar  Cells,  in: Nanostructured  and photoelectrochemical  systems  for  solar  photon conversion , World Scientific, 2008, pp. 503-536.
[2]  Chun-Chen Yang, Huan Qing Zhang, Yu Rong Zheng, DSSC with a novel Pt counter electrodes using pulsed electroplating techniques, Current Applied Physics , 11, 1, Supplement, (2011) S147-S153
http://dx.doi.org/10.1016/j.cap.2010.11.012
[3]  Masayuki  Itagaki,  Yuya  Nakano,  Isao  Shitanda, Kunihiro Watanabe, Faradaic impedance to analyze charge  recombination  in  photoelectrode  of  dye- sensitized  solar  cell, Electrochimica  Acta ,  56,  23,
(2011)
7975-7983
http://dx.doi.org/10.1016/j.electacta.2011.01.087
[4]  Xiong  Yin,  Xizhe  Liu,  Long  Wang,  Bin  Liu, Electrophoretic  deposition  of  ZnO  photoanode  for plastic  dye-sensitized  solar  cells, Electrochemistry Communications , 12, 9, (2010) 1241-1244
http://dx.doi.org/10.1016/j.elecom.2010.06.02
[5]  G  Pérez-Hernández,  A  Vega-Poot,  I  Pérez-Juárez, JM  Camacho,  O  Arés,  V  Rejón,  JL  Pena,  G  Oskam, Effect  of  a  Compact  ZnO  Interlayer  on  The Performance  of  ZnO-Based  Dye-Sensitized  Solar Cells, Solar  Energy  Materials  and  Solar  Cells ,  100,
Jurnal Kimia Sains dan Aplikasi 16 (3) (2013) : 90 – 96
(2012) 21-26 http://dx.doi.org/10.1016/j.solmat.2011.05.012
[6]  Lee Shih-Fong, Lee Li-Ying, A Nanostructural Zinc Oxide Electrode Prepared by a Hydrothermal Method for Dye-Sensitized Solar-Cell Application, Journal of Science and Engineering Technology , 5, 3, (2009) 13-
20
[7]  Tate  Brammer,  Nanostructured  Titania  Dye Sensitised  Solar  Cells:  Study  of  the  effects  of variations  in  the  TiO2  Film  Thickness  and  Dyeing Times, (2004)
[8]  Khwanchit  Wongcharee,  Vissanu  Meeyoo,  Sumaeth Chavadej,  Dye-sensitized  solar  cell  using  natural dyes  extracted  from  rosella  and  blue  pea  flowers, Solar  Energy  Materials  and  Solar  Cells ,  91,  7,  (2007)
566-571 http://dx.doi.org/10.1016/j.solmat.2006.11.005
[9]  Akhiruddin  Maddu,  Mahfuddin  Zuhri,  Irmansyah Irmansyah,  Penggunaan  Ekstrak  Antosianin  Kol Merah  Sebagai  Fotosensitizer  pada  Sel  Surya  TiO2 Nanokristal Tersensitisasi Dye, Makara , 11, 2, (2009) 78-84
[10] Samina Ali, JE Matthew, Biomimicry in Solar Energy
Conversion with
Natural Dye-Sensitized Nanocrystalline  Photovoltaic  Cells, Department  of Chemistry  and  Biochemistry  Obelin  College,  Ohio , (2007) 1-22
[11]  M.  Giannouli,  F.  Spiliopoulou,  Effects  of  the morphology  of  nanostructured  ZnO  films  on  the efficiency  of  dye-sensitized  solar  cells, Renewable Energy , 41, (2012) 115-122 http://dx.doi.org/10.1016/j.renene.2011.10.010
[12] Jürgen  Köchl,  Andreas  Wagner,  Wolf  Peter  Stöckl, Research  on  the  usability  of  low-cost  materials  in dye  sensitized  solar  cells,  HTL  Braunau  am  Inn, Austria, 2010.