## KAJIAN PUSTAKA APLIKASI NANOPARTIKEL MELALUI METODE
SOL-GEL SEBAGAI FOTOANODA PADA DYE SENSITIZED SOLAR CELL (DSSC)
Frendi Ihwan Syamsudin, Fitria Rahmawati, Meti Indrowati, Risa Suryana, dan Sulistyo

## Saputro
Program Studi S3 Pendidikan IPA, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan, Universitas Sebelas Maret, Jl. Ir Sutami No. 36A Kentingan, Kecamatan Jebres, Kota Surakarta, Provinsi Jawa Tengah,
Kode Pos 57126, Indonesia E-mail: frendi290498@student.uns.ac.id

## Abstrak
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui 1) proses sintesis Zink Oxide (ZnO), 2) proses perakitan  Dye  Sensitized  Solar  Cell  (DSSC)  dengan  ZnO,  3)  hasil  analisis  efektivitas  DSSC dengan  ZnO  ketika  diuji  dengan  Ultra  Violet-Visible  (UV-VIS),  X-Ray  Diffraction  (XRD), Scanning  Electrone  Microscopy  (SEM),  dan  Transmission  Electron  Microscope  (TEM),  dan  4) efisiensi penggunaan nanopartikel ZnO pada DSSC. Metodologi penelitian adalah studi literatur melalui  kajian  pustaka.  Hasil  kajian  pustaka yaitu  1)  proses  sintesis  partikel  ZnO  menggunakan metode sol-gel dengan variasi material dopan Al(NO 3 ) 3 0,5  % dan Zn(CH 3 COOH) 2 .2H 2 O 1%, 2) pembuatan fotoanoda dilakukan dengan teknik screen printing dengan melapiskan ZnO dan  TiO 2 di  atas  substrat  FTO,  3)  fotoanoda  ZnO  memiliki  nilai  energi  gap  tertinggi  sebesar  3,31  eV dengan  intensitas  difraksi  tertinggi  daripada  fotoanoda  AZO  0,5%  dan  AZO  0,1%,  morfologi permukaan pada fotoanoda ZnO, AZO 0,5% dan AZO 0,1% berbentuk hexagonal, dan 4) terjadi peningkatan efisiensi sel surya ketika ZnO digunakan sebagai fotoanoda.
Kata kunci : dye sensitized solar cell; fotoanoda; nanopartikel; sol-gel; zink oxide

## Abstract
The work aims to determine 1) the Zink Oxide (ZnO) synthesis process, 2) the Dye Sensitized Solar Cell (DSSC) assembly process with ZnO, 3) the results of the analysis of the effectiveness of DSSC with  ZnO  when  tested  with  Ultra  Violet-Visible  (UV-VIS)  ),  X-Ray  Diffraction  (XRD),  Scanning Electron Microscopy (SEM), and Transmission Electron Microscope (TEM), and 4) the efficiency of  using  ZnO  nanoparticles  in  DSSC.  The  research  methodology  is  a  literature  study  through literature  review.  The  results  of  the  literature  review  are  1)  the  process  of  synthesizing  ZnO particles  using  the  sol-gel  method  with  variations  in  the  dopant  material  Al(NO 3 ) 3 0.5%  and Zn(CH 3 COOH) 2 .2H 2 O 1%, 2) photoanodes are made using screen printing technique by layering ZnO and TiO2 on FTO substrate, 3) ZnO photoanode has the highest gap energy value of 3.31 eV with  the  highest  diffraction  intensity  than  0.5%  AZO  and  0.1%  AZO  photoanodes,  surface morphology on ZnO photoanode, 0.5% AZO and 0.1% AZO in hexagonal shape, and 4) there is an increase in solar cell efficiency when ZnO is used as a photoanode.
Keywords : dye sensitized solar cell; photoanoda; nanoparticles; sol-gel; zink oxide

## PENDAHULUAN
Kegiatan manusia dalam kehidupan yang memerlukan  energi  listrik  semakin  meningkat seiring  dengan  berjalannya  waktu,  sedangkan ketersediaan energi listrik semakin menipis [1]. Salah  satu  kebutuhan  primer  manusia  adalah listrik  terutama  akibat  adanya  perkembangan teknologi  informasi  dan  komunikasi  dimana semua  kegiatan  memerlukan  sumber  energi listrik, baik di daerah perkotaan maupun
pedesaan,  bahkan  sampai  daerah  pelosok  [2]. Hal  ini  menjadi  permasalahan  bagi  negara Indonesia karena adanya keterbatasan pembangkit  energi  listrik  yang  saat  ini digunakan [3].
Salah  satu  solusi  adalah  optimalisasi potensi  energi  matahari  yang  dikenal  dengan energi  surya  sebagai  salah  satu  energi terbarukan  [4].  Energi  terbarukan  merupakan energi  ramah  lingkungan  yang  dimanfaatkan secara bebas karena ketersediaannya melimpah
di  alam  sehingga  tidak  ada  kekhawatiran habisnya sumber energi [4].
Matahari  adalah  sumber  energi  yang tidak  akan  habis  selama  masih  terjadi  reaksi nuklir  antara  helium  dengan  helium  pada  inti matahari  yang  menghasilkan  cahaya  [5]. Matahari  adalah  energi  ramah  lingkungan  dan tidak menyebabkan pemanasan global [5].
Pemanfaatan  energi  matahari  dilakukan melalui prinsip fotovoltaik dari fabrikasi energi sel  surya  [6].  Secara  umum  cahaya  matahari dapat  bersifat  sebagai  gelombang  dan  partikel [4].  Pemanfaatan  cahaya  matahari  pada fabrikasi  energi  ini  memposisikan  sifat  cahaya sebagai partikel [6]. Cahaya matahari mengandung  partikel-partikel  yang  disebut dengan  foton  [7].  Ketika  cahaya  matahari merambat  ke  bumi  dan  mengenai  sel  surya, maka  foton-foton  yang  ada  dalam  cahaya tersebut  akan  menumbuk  atom-atom  pada  sel surya,  sehingga  mengakibatkan  terpisahnya elektron.  Bagian  yang  kehilangan  elektron disebut  dengan hole .  Elektron  ini  akan mengalir  dari  pita  valensi  ke  pita  konduksi yang  disebut  dengan  loncatan  energi  sebagai energi  celah.  Ketika  elektron  mengalir  maka elektron  akan  menjauhi  muatan  negatif  bidang dan demikian pula hole akan menjauhi  muatan positif  bidang.  Maka  terjadilah  arus  listrik yang terbentuk dalam sel surya [8].
Teknologi  sel  surya  sebagai  pembangkit listrik tenaga matahari disebut solar cell . Solar cell memiliki  efisiensi  20%  sehingga  semua kebutuhan  di  bumi  akan  energi  listrik  bisa terpenuhi.  Sel  surya  dibagi  menjadi  tiga generasi berdasarkan perkembangan teknologi, yaitu generasi silikon tunggal dan multisilikon, generasi  lapisan  tipis  ( Thin  Film  Solar  Cell ), dan  generasi  tersensitisasi  zat  warna  ( Dye Synthesized Solar Cell ) [9].
Generasi  sel  surya  silikon  tunggal  pada awalnya  mampu  menghasilkan  efisiensi  yang sangat  tinggi,  namun  memiliki  masalah terbesar yaitu mahalnya produksi dan perawatan,  sehingga  kurang  efisien  jika dijadikan  sebagai  energi  alternatif.  Kemudian sel surya generasi Thin Film Solar yang dibuat dengan  gas  silane  dan  hydrogen  menghasilkan silikon  berlawanan  arah  ( amorphous  silicon ) dengan  efisiensi  tertinggi  sebesar  19,5%. Setelah itu Dye Synthesized Solar Cell ( DSSC ) ditemukan  pada  tahun  1991  oleh  Michael Gratzel. DSSC memiliki  kelebihan  dalam fleksibiltas  kimia,  kemudahan  sintesis,  dan
ramah  lingkungan.  Kemampuan DSSC dalam menghasilkal listrik  dipengaruhi oleh beberapa faktor, diantaranya adalah jenis fotoanoda yang digunakan dalam DSSC [10].
Senyawa  kimia  metal  oksida  sangat berpotesi  sebagai  fotoanoda  pada  DSSC, diantaranya  adalah Zink  Oxide  (ZnO) [11].
Kelebihan  ZnO  adalah  memiliki  lebar  pita yang  sama  dengan  TiO2  yaitu  3,37  eV, memiliki  mobilitas  elektron  yang  lebih  besar daripada  TiO2,  merupakan  semikonduktor atraktif  dikarenakan  rentang  resistivitas  antara 10-4  sampai  1012  Ω.cm,  pada  temperature ruang  memiliki  energi  ikat  eksiton  sebesar  60 meV,  proses  sintesis  sederhana  dan  mudah, serta memiliki efisiensi 0,27% [12].
Dengan  demikian  pertanyaan  penelitian untuk  kajian  pustaka  pada  artikel  ini  yaitu  1) Bagaimana  proses  sintesis  dari  ZnO?,  2) Bagaimana  proses  perakitan  DSSC  dengan ZnO?,  3)  Bagaimana  hasil  analisis  efektivitas DSSC  dengan  ZnO  ketika  diuji  dengan  UV- VIS,  XRD,  SEM,  dan  TEM?,  4)  Bagaimana efisiensi penggunaan ZnO pada DSSC?.

## METODE PENULISAN
Metodologi  penulisan  artikel  adalah studi  literatur  yang  dilakukan  dengan  data sekunder  berupa  artikel-artikel  yang  berkaitan erat  dengan  aplikasi  nanopartikel  sebagai fotoanoda pada sel surya DSSC.

## HASIL DAN PEMBAHASAN Proses Sintesis ZnO (Zinc Oxide)
Senyawa  ZnO  (Zinc  Oxide)  dihasilkan dari proses sintesis senyawa precursor Zn(CH3COOH)2.2H2O (Zinc Acetate Dihydrate)  dengan  metode  Sol-Gel  [13]. Senyawa  precursor  merupakan  senyawa  yang menghasilkan senyawa lain dalam reaksi kimia [14].  Sehingga  Zinc  Acetate  Dihydrate  nanti akan  melakukan  reaksi  yang  menghasilkan Zinc  Oxide  [13].  Metode  Sol-Gel  menerapkan tahapan  fasa  sol  dan  gel  dalam  sintesis nanopartikel  [15].  Keadaan  cair  larutan  koloid disebut  sol,  sedangkan  keadaan  padat  larutan koloid disebut gel [15].
Prinsip  metode  Sol-Gel  yaitu  membuat larutan  dalam  pelarut  organik  dari  precursor pada  tingkat  molekuler  untuk  meningkatkan homogenitas kimia dan mempolimerasi precursor menjadi gel [14].
Pada fasa gel masih terkandung senyawa organik. Untuk menghilangkannya
dilakukan pengeringan dan pembakaran hingga terbentuk  material  oksida  [13].  Penggunaan metode  Sol-Gel  dapat  membentuk  partikel homogen  berskala  nano  dengan  tingkat kemurnian dan kekuatan tinggi  [16].  Keramik dan  gelas  adalah  contoh  produk  hasil  sintesis dengan metode Sol-Gel [16].
Metode  Sol-Gel  berkembang  seiring berjalannya  waktu  menghasilkan  material serbuk  hingga  padat  dimana  pada  tahun  1950 digunakan  untuk  membuat  bahan  bakar  nuklir berupa  bubuk  UO2  dan  ThO2  sebagai radioaktif,  tahun  2000  untuk  pembuatan keramik  kordierit,  tahun  2007  untuk  sintesa Nanokristal  Mesoporit,  tahun  2011  untuk sintesis nanokomposit TiO2, tahun 2012 untuk sintesa  Oksida  BIFEVOX,  tahun  2013  untuk sintesis  LiFePO4,  tahun  2014  untuk  sintesis Barium  M-heksaferit,  tahun  2015  untuk sintesis  Zeolit,  tahun  2016  untuk  sintesis nanopartikel  PbS,  tahun  2017  untuk  sintesis Zirkon,  tahun  2018  untuk  sintesis  Lithium Mangan Oksida Spinel [16].
Metode Sol-Gel secara lengkap ditunjukkan pada Gambar 1.
Gambar 1. Tahapan Metode Sol-Gel [16]
Pada  Gambar  1  ditunjukkan  bahwa tahapan  Sol-Gel terdiri dari Hidrolisis, Condensation,  Gelation,  Ageing,  Drying,  dan Densification. Namun tahapan metode Sol-Gel yang  digunakan  pada  pembuatan  fotoanoda ZnO ini terdiri dari tahap hidrolisis, kondensasi, ageing, dan drying berikut : 1. Tahap Hidrolisis dan Kondensasi Pada  tahap  hidrolisis,  dalam  methanol
dilarutkan Zn(CH3COOH)2.2H2O.
Kemudian  pada  suhu  65°C  diaduk  dengan magnetic stirrer. Setelah itu untuk mempercepat  reaksi  ditambahkan  katalis NaOH yang menghasilkan Zn(OH)2.
Kemudian  terjadi  perubahan  warna  bening
menjadi  putih  keruh  yang  akan  berubah menjadi  bening  kembali  setelah  90  menit [13].  Warna  akan  semakin  keruh  jika semakin  besar  konsentrasi  pendopingan. Perubahan warna menandakan terjadi pembentukan  sol  sebagai  hasil  dari  tahap hidrolisis [13].
2. Tahap Ageing dan Drying
Setelah selesai tahap hidrolisis dan kondensasi, dilanjutkan dengan tahap Ageing  dan  Drying.  Pengendapan  larutan hingga  diperoleh  endapan  putih  susu dilakukan pada tahap ageing selama 48 jam. Kemudian dicuci sebanyak 3 kali menggunakan  n-hexane. Setelah itu dengan teknik  screen  printing  di  atas  substrat  kaca dibuatlah  lapisan  tipis  [13].  Kemudian  sisa gel  dikeringkan  menjadi  padatan  selama  8 jam  pada  suhu  150°C.  Padatan  ditumbuk menjadi  serbuk  halus.  Kemudian  serbuk dicampurkan  Acetylacetone,  Triton-X,  dan Deinonized  Water  untuk  pembuatan  pasta homogen.  Setelah  itu  dengan  Teknik  yang sama dibuat lapisan tipis pasta dan Fluorine Tin Oxide (FTO) [13].
Proses  Perakitan  DSSC  dengan  Fotoanoda ZnO
Gambar 2. Perakitan DSSC [13]
DSSC  tersusun  dari  lapisan  luar  FTO (Fluorine  Tin  Oxide)  sebagai  elektroda.  Pada FTO  bagian  bawah  dilapisi  dengan  karbon yang  berfungsi  sebagai  katalis  untuk  menjaga kestabilan eksitasi elektron. Diantara FTO atas dan  bawah  terdapat  semikonduktor  berupa AZO,  ZNO,  TiO2,  dan  Dye.  Terdapat  larutan elektrolit  untuk  mengantisipasi  kehilangan elektron  pada  Dye  ketika  terjadi  eksitasi elektron dari keadaan rendah ke tinggi [13].
Perakitan  diawali  proses  pelapisan  FTO dengan  karbon.  Kemudian  menambahkan
larutan elektrolit diantara FTO bawah dan atas beserta  dengan  penambahan  ZNO/AZO  dan TiO2.  Setelah  itu  dilakukan  teknik  screen printing  hingga  dihasilkan  seperti  Gambar  3. Jika  kita  ingin  melihat  perbedaan  daya  serap, intensitas  difraksi,  morfologi,  dan  efisiensi serapan  ketika  diuji  dengan  karakterisasi  UV- Vis,  XRD,  SEM,  dan  TEM  maka  dapat dilakukan  variasi  fotoanoda  dalam  perakitan lapisan tipis, yaitu ZnO, AZO 0,5%, dan AZO 1% .
Gambar 3. Hasil Perakitan Sel DSSC [13]
Prinsip  kerja  DSSC  ditunjukkan  pada Gambar 4.
Gambar 4. Prinsip Kerja DSSC [17]
Tahapan  pertama  pada  DSSC  adalah penyerapan  foton  oleh  Dye.  Kemudian  Dye tereksitasi  dengan  loncatan  elektron  menuju TiO2  dan  ZnO/AZO.  Setelah  itu  elekron diteruskan menuju FTO bagian atas. Kemudian larutan  elektrolit  menangkap  elektron  setelah melewati elektroda pembanding sehingga tidak terjadi kehilangan elektron [13].
Hasil  Analisis  Efektivitas DSSC dengan Fotoanoda ZnO Hasil Karakterisasi Ultra Violet-Visible ( UV- Vis )
Korelasi  antara  interaksi  unsur  dalam molekul dengan frekuensi energi dapat diamati dari  ilmu  yang  dinamakan  spektroskopi  [18]. Ketika  terdapat  serapan  cahaya  ultraviolet  di daerah  panjang  gelombang  antara  160  nm sampai  780  nm  menyebabkan  terjadinya transisi  tingkat  energi  dalam  molekul  dari orbital  dasar  berenergi  rendah  ke  orbital berenergi lebih tinggi yang akan  menimbulkan
vibrasi.  Hal  ini  disebut  spektrofotometri ultraviolet (UV-Vis) [19]. Pengukuran spektrofotometri  UV-Vis  dilakukan  dengan alat spektrofotometer UV-Vis [20]. Bagian dan prinsip kerja spektrofotometer UV-Vis ditunjukkan pada Gambar 5.
Gambar 5. Bagian dan Prinsip Kerja Spektrofotometer UV-Vis Prinsip kerja dari Spektrofotometer UV-
Vis adalah cahaya ultraviolet yang ditembakkan  melalui  celah  diuraikan  dengan cermin  prisma  menjadi  spektrum  cahaya sehingga  terdapat  cahaya  yang  diserap  oleh larutan  sampel,  diteruskan,  dan  dipantulkan [19]. Penyerapan cahaya menyebabkan elektron  akan  tereksitasi  dari  orbital  dasar  ke orbital  yang  lebih  tinggi.  Cahaya  yang diteruskan sebagai data nilai transmitansi [18]. Hasil  pengukuran  disajikan  dalam  spektra serapan dengan bentuk umum berupa parabola terbalik  (bukit)  jika  perbedaan  energi  cukup besar.  Namun  jika  perbedaan  energi  kecil maka spektra berbentuk garis atau bukit landai. [20].
Perbedaan  serapan  spektrum  cahaya pada  variasi  fotoanoda  ZnO,  AZO  0,5%,  dan AZO  0,1%  diukur  dengan  spektrofotometer UV-Vis ditunjukkan Gambar 6.
Gambar 6. Perbedaan serapan spektrum cahaya pada  variasi  fotoanoda  ZnO,  AZO 0,5%, dan AZO 0,1% [13]
Berdasarkan Gambar 6 diperoleh bahwa spektrum  cahaya  yang  dapat  diserap  oleh fotoanoda  ZnO  berada  pada  rentang  daerah
sinar  ultraviolet  (UV)  diantara  panjang gelombang  300  nm  sampai  400  nm.  Pada panjang gelombang 353 nm terjadi penyerapan tertinggi  oleh  fotoanoda  ZnO  dengan  energi celah  akibat  adanya  eksitasi  elektron  sebesar 3,31  eV.  Sedangkan  nilai  energi  celah  pada partikel AZO 5% dan AZO 1% adalah 3,28 eV dan 3,29 eV [13].
Hasil Karakterisasi X-Ray Diffraction ( XRD )
X-Ray  Diffraction  (XRD) digunakan untuk  memberikan  informasi  dimensi  sel  dari difraksi  fase  bahan  kristal  yang  berbentuk powder dengan penembakan elektron berenergi  tinggi  [21].  Penembakan  elektron tersebut  menghasilkan  sinar  X  sebagai  sumber difraksi  adalah  memiliki  panjang  gelombang 10-5  nm  –  10  nm  yang  berfrekuensi  1017  – 1020  Hz  dengan  tingkat  energi  tinggi  antara 200 eV – 1 MeV [21]. Bagian dan prinsip kerja dari XRD ditunjukkan pada Gambar 7.
Gambar  7.  Bagian  dan  Prinsip  Kerja  X-Ray Diffraction [20]
Gambar  8.  Intensitas  refleksi  sinar  X  pada pengujian  fotoanoda  ZnO,  AZO 0,5%, dan AZO 0,1% [13]
Berdasarkan Gambar 7, XRD terdiri dari tabung  sinar  X,  tempat  objek  yang  akan diteliti,  dan  detektor  sinar  X.  Ketika  filamen
katoda  dipanaskan  terjadi  loncatan  elektron dari keadaan rendah ke tinggi yang menembak objek  sehingga  dihasilkan  pancaran  sinar  X. Detektor  akan  berputar  merekam  intensitas difraksi akibat pancaran sinar X dan mengolahnya  hingga  dihasilkan  luaran  berupa grafik  [20].  Intensitas  difraksi  sinar  X  pada pengujian  fotoanoda  ZnO,  AZO  0,5%,  dan AZO  0,1%  ditunjukkan  pada  Gambar  8. Berdasarkan  Gambar  8  dengan  intensitas difraksi  yang  berbeda  dihasilkan  lebar  puncak yang  hampir  sama  pada  ketiga  variasi fotoanoda.  Intensitas  difraksi  tertinggi  terjadi pada partikel ZnO [13].
Hasil  Karakterisasi Scanning  Electrone

## Microscopy (SEM)
Scanning  Electrone  Microscopy  (SEM) digunakan  untuk  menggambarkan  informasi morfologi permukaan sampel melalui pemindaian  scan  raster  dengan  pancaran elektron  monokromatik  dari  tingkat  energi tinggi [22]. Bagian dan prinsip kerja dari SEM ditunjukkan pada Gambar 9.
Gambar 9. Bagian Scanning Electrone Microscopy (SEM)
Prinsip kerja SEM yaitu sumber elektron yang  berasal  dari  filamen  katoda  ditembakkan menuju  sampel.  Pancaran  elektron  tersebut diteruskan  ke  anoda  untuk  membatasi  sudut hamburan.  Kemudian  diteruskan  ke  lenda magnetik  dimana  elektron  difokuskan  oleh lensa londenser sebelum sampai pada permukaan  sampel.  Kemudian  dihasilkan Backscattred  Electron  (BSE) dan Secondary Electron (SE) yang terhubung amplifier hingga dihasilkan morfologi pada monitor [22].
Hasil  karakterisasi  SEM  pada  Lapisan Tipis  Gel    dan  Lapisan  Tipis  Pasta  dengan perbesaran  50.000  kali  ditunjukkan  pada Gambar 10 dan Gambar 11.
Gambar 10. Hasil Karakterisasi SEM Lapisan Tipis Gel Perbesaran 50.000 kali [13]
Gambar 11. Hasil Karakterisasi SEM Lapisan Tipis Pasta Perbesaran 50.000 kali [13]
Pada  Gambar  10  diperoleh  bahwa morfologi  lapisan  tipis  gel  semakin  halus, sedankan  pada  Gambar  11  diperoleh  hasil bahwa  morfologi  lapisan  tipis  pasta  lebih kontras  membentuk  butiran  partikel.  Dengan demikian penggunaan Triton-X dapat meningkatkan kehalusan struktur partikel [13].
Hasil  Karakterisasi Transmission  Electron Microscope (TEM) Transmission
Electron Microscope
(TEM) digunakan  untuk  melihat  morfologi permukaan  sampel  dengan  menembakkan elektron  pada  sampel  yang  sangat  tipis  [1]. Bagian  dan  prinsip  kerja  TEM  ditunjukkan pada Gambar 12.
Gambar 12. Bagian dan Prinsip Kerja TEM
Hasil karakterisasi TEM ditunjukkan pada Gambar 13.
Gambar 13. Hasil Karakterisasi TEM [13]
Pada  Gambar  13  dihasilkan  morfologi ZnO  dan  AZO  berbentuk  hexagonal.  Namun bentuk hexagonal belum sempurna karena pola sebaran partikel belum merata [13].

## Efisiensi Penggunaan ZnO Pada DSSC
Analisis  hubungan  antara  rapat  arus dengan  tegangan  pada  DSSC  dengan  variasi fotoanoda  ZnO,  AZO  0,5%,  dan  AZO  0,1% ditunjukkan pada Gambar 14.
Gambar 14. Kurva Rapat Arus Terhadap Tegangan [13]
Kemudian  nilai  dari  Voc,  Jsc,  FF,  serta efisiensi  untuk  setiap  variasi  fotoanoda  ZnO, AZO 0,5%, dan AZO 0,1%  ditabulasikan pada Tabel 1.
Variasi V oc (V)   J(mA/cm 2 )  FF (%)  η (%) ZnO 0,58 1,80 37,39 0,39 AZO 0,5%  0,53 6,52 43,48 1,5 AZO 1% 0,53 3,18 48,15 0,81 Berdasarkan  Gambar  14  dan  Tabel  1 nilai  tegangan  tertinggi  sebesar  0,58  Volt dihasilkan oleh fotoanoda ZnO, nilai rapat arus tertinggi sebesar 6,52 dihasilkan oleh fotoanoda  AZO  0,5%,  nilai  FF  tertinggi sebesar  48,15%  dihasilkan  oleh  fotoanoda AZO  1%,  dan  efisiensi  tertinggi  sebesar  15% dihasilkan  oleh  fotoanoda  AZO  0,5%  [13]. Dengan  demikian  semakin  besar  tegangan maka akan semakin kecil rapat arus. Kemudian
semakin  kecil  rapat  arus  maka  efisiensi  yang dihasilkan  akan  semakin  kecil.  Sehingga tegangan berbanding terbalik dengan rapat arus dan  efisiensi,  sedangkan  rapat  arus  sebanding dengan efisiensi.

## SIMPULAN
a. Proses sintesis partikel ZnO menggunakan  metode sol-gel dengan variasi  material  dopan  Al(NO 3 ) 3 0,5  % dan Zn(CH 3 COOH) 2 .2H 2 O 1%.
b. Pembuatan  fotoanoda  dilakukan  dengan teknik screen printing dengan  melapiskan ZnO dan TiO 2 di atas substrat FTO.
c. Fotoanoda  ZnO  memiliki  nilai  energi  gap tertinggi sebesar 3,31 eV dengan intensitas  difraksi  tertinggi  daripada fotoanoda  AZO  0,5%  dan  AZO  0,1%. Morfologi  permukaan  pada  fotoanoda ZnO,  AZO  0,5%  dan  AZO  0,1% berbentuk hexagonal .  Morfologi  semakin halus dalam lapisan tipis  gel  dan semakin kontras dalam lapisan tipis pasta.
d. Berdasarkan  grafik  hubungan  rapat  arus terhadap  tegangan  terjadi  peningkatan efisiensi sel surya .

## UCAPAN TERIMAKASIH
Ucapan  terimakasih  ditujukan  kepada Prof.  Dr.  Fitria  Rahmawati,  M.Si.,  Dr.  Meti Indrowati,  S.Si.,  M.Si.,  dan  Dr.  Eng.  Risa Suryana,  S.Si.,  M.Si.  selaku  Dosen  Pengampu Mata Kuliah Teknologi Nano di Program Studi S3  Pendidikan  IPA  FKIP  UNS.  Ucapan terimakasih  juga  ditujukan  kepada  Prof.  Dr. Sulistyo  Saputro,  M.Si.,  Ph.D.  selaku  Kaprodi S3 Pendidikan  IPA  dan  Dosen  Pengampu  MK Penulisan Karya Ilmiah.

## DAFTAR PUSTAKA
1 Lubis  A.  2007.  Energi  Terbarukan Dalam  Pembangunan  Berkelanjutan. Teknol. Lingkung. 8 (2): 155.
2 Sih  Setyono  J,  Hari  Mardiansjah  F, Febrina  Kusumo  Astuti  M.  2019. Potensi  Pengembangan  Energi  Baru Dan  Energi  Terbarukan  di  Kota Semarang. J. Riptek. 13 (2): 177.
3 Diantari  RA,  Darmana  T,  Zaenal  Z, Hidayat  S,  Jumiati  J,  Soewono  S,
Indradjaja  IM.  2019.  Sosialisasi  Energi Baru  Terbarukan  dan  Lingkungan Hidup Untuk Masyarakat Desa Sukawali  KAB.  Tangerang,  Banten.  J.
Pengabdi.  Pada  Masy.  Menerangi Negeri. 2 (1): 53. 4 Widodo  DA,  Suryono,  A  T.  2010. Pemberdayaan Energi Matahari Sebagai Energi Listrik Lampu Pengatur Lalu Lintas. J. Tek. Elektro. 2 (2): 133. 5 Arif  N,  Suaedi  S,  Rahmadi  M,  Siregar FM.  2021.  Potensi  Energi  Surya sebagai Energi Listrik Alternatif berbasis  RETScreen  di  Kota  Palopo, Indonesia.  Dewantara  J.  Technol. 1 (1): 38.
6 Kusmantoro  A,  Farikhah  I.  2022. Penyuluhan  Identifikasi  Potensi  Energi Matahari Sebagai Sumber Listrik Di Sd Negeri  Tambakharjo  Semarang.  J- ADIMAS (Jurnal Pengabdi. Kpd.
Masyarakat). 10 (1): 63.
7 Pranoto B, Cendrawati DG, Hesty NW, Kusriadie  E.  2018.  Evaluasi  Pemetaan Potensi  Energi  Surya  Berbasis  Model Wrf  Di  Desa  Palihan  Dan  Desa Aikangkung.  J.  Sains  Dirgant. 15 (2):
63. 8 Rohmah  N,  Sudarti.  2022.  Potensi Energi Surya Sebagai Sumber Pembangkit Tenaga Listrik untuk
Penerangan  Rumah  450  Watt.  J-Eltrik. 3 (1): 30.
9 Pangestuti  DH,  Gunawan,  Haris  A. 2008.  Jurnal  Kimia  Sains  dan  Aplikasi Pembuatan  Dye  Sensitized  Solar  Cell  ( DSSC  )  dengan  Sensitizer.  J.  Kim. Sains dan Apl. 11 (3): 70.
10 Cahyadi  CI  et  al.  2020.  Efisiensi Recharger  Baterai  Pada  Pembangkit Listrik  Tenaga  Surya.  Edu  Elektr.  J.
9 (2): 61.
11 Aryza S, Hermansyah H, Siahaan APU,
Suherman S, Lubis Z. 2017.
Implementasi  Energi  Surya  Sebagai Sumber  Suplai  Alat  Pengering  Pupuk Petani Portabel. It J. Res. Dev. 2 (1): 12.
12 Setyawan LB. 2018. Perkembangan dan Prospek Sel Fotovoltaik Organik: Sebuah  Telaah  Ilmiah.  Techné    J.  Ilm. Elektrotek. 17 (02): 93.
13 Hanavi  Dp,  Afrilia  Cg,  Safriani  L, Aprilia  A.  2019.  Sintesis  Zno  Serbuk
Dan Penggunaannya Sebagai Fotoanoda Pada Sel Surya Tersensitisasi  Warna.  J.  Mater.  dan Energi Indones. 9 (01): 44.
14 Milawati S, Syahbanu I, Sasri R. 2021.
Sintesis Komposit TiO2-SiO2 Menggunakan Metode Sol-Gel- Hidrotermal. J. Ilmu Dasar. 22 (1): 51.
15 Zainul  R.  Teknologi  Material  Maju : Prinsip  Dasar  dan  Aspek  Rekayasa. Universitas Negeri Padang. 2018.
16 Liza  YM,  Yasin  RC,  Maidani  SS, Zainul  R.  SOL  GEL :  PRINCIPLE AND TECHNIQUE.2018.
17 Gratzel  M.  2003.  Dye-Sensitized  Solar Cells.  J.  Photochem.  Photobiol.  C
Photochem. Rev. 4 (2): 145.
18 Angraini N, Yanti F. 2021. Penggunaan Spektrofotometer Uv-Vis Untuk Analisis  Nutrien  Fosfat  Pada  Sedimen Dalam  Rangka  Pengembangan  Modul Praktikum Oseanografi Kimia. J. Penelit. Sains. 23 (2): 78. 19 Irawan A. 2019. Kalibrasi Spektrofotometer  Sebagai  Penjaminan Mutu Hasil Pengukuran dalam Kegiatan  Penelitian  dan  Pengujian. Indones. J. Lab. 1 (2): 1.
20 Jamaluddin.  Fisika  Material  (X-Ray
Diffractions) C-RD. Kendari. 2016.
21 Karyasa  IW.  2014.  Studi  X-Ray Fluoresence  Dan  X-Ray  Diffraction Terhadap  Bidang  Belah  Batu  Pipih
Asal  Tejakula.  JST  (Jurnal  Sains  dan
Teknol. 2 (2): 14.
22 Masta  N.  Buku  Materi  Pembelajaran Scanning  Electron  Microscopy.  UKI,
Jakarta. 2020.