Abstrak —Sejak  pertama  kali  dikembangkan,  usaha  untuk meningkatkan  efisiensi Dye  Sensitized  Solar  Cell (DSSC)  terus dilakukan.  Mulai  dari  pemilihan  bahan  pewarna,  jenis semikonduktor  yang  digunakan,  desain counter elektroda, struktur sandwich atau yang lainnya. Anatase dan rutile adalah fase  dari  TiO 2 yang  sering  digunakan  untuk  fabrikasi  DSSC. Penelitian  ini  menggunakan  kulit  manggis  dan Rhoeo  spathacea yang  diekstrak  menggunakan  ethanol  sebagai  pewarna  alami yang  mengandung  antosianin.  Pewarna  tersebut  dikarakterisasi menggunakan  UV-Vis  dan  FTIR,  dan  menunjukkan  absorpsi pada  panjang  gelombang  392  nm  untuk  kulit  manggis  dan  413 nm untuk Rhoeo spathacea . TiO 2 disintesis menggunakan metode co-precipitation .  Ukuran  partikel  yang  dihasilkan  adalah  11  nm untuk  anatase  and  54,5  nm  untuk  rutile  dengan  menggunakan persamaan  Scherrer.  DSSC  difabrikasi  dengan  variasi  fraksi volume  TiO 2 anatase  dan  rutile.  DSSC  diuji  dibawah  cahaya matahari dengan daya sebesar 17 mW/cm 2 . Kurva arus-tegangan (I-V)  DSSC  yang  dihasilkan  fraksi  volume  75%:25% memperlihatkan  hasil  terbaik  dibanding  yang  lain.  Efisiensi tertinggi  adalah  0.037%  dan  0.013%  dihasilkan  oleh  DSSC dengan pewarna alami dari kulit manggis dan Rhoeo spathacea .
Kata  kunci :  DSSC,  kulit  manggis, Rhoeo  spathacea ,  fraksi volume, anatase, rutile

## I. PENDAHULUAN
YE  SENSITIZED  SOLAR  CELL (DSSC)  mulai dikembangkan    Grätzel  dan  O’Regan  pada  tahun  1991. Pembuatan  jenis  sel  surya tersensitisasi  ini  tergolong  mudah dan  tidak  membutuhkan  biaya  mahal.  DSSC  tersusun  dari beberapa  komponen  antara  lain,  semikonduktor  oksida, lapisan dye (pewarna) ,  counter elektroda , dan  elektrolit. Dalam  hal  ini,  pewarna  memiliki  peranan  penting  sebagai penyerap  cahaya  matahari  dan  mengubahnya  menjadi  energi listrik.  Pada  penelitian  yang  pernah  dilakukan,  pewarna dari senyawa ruthenium complex dapat mencapai efisiensi 11-12% [1,2].  Namun,  jumlah  pewarna ruthenium  complex terbatas dan harganya cukup mahal.
Dengan  alasan  tersebut,  penelitian  berkembang  ke  arah pencarian pewarna alami yang diekstrak dari bunga, daun dan buah-buahan  [3].  Pewarna alami  yang  digunakan  sebagai sensitizer pada  DSSC  tergolong  ramah  lingkungan, pembuatannya  pun  mudah  dan  murah  meskipun lifetime -nya
rendah  [3-6]. Beberapa bahan alami  yang telah dimanfaatkan sebagai pewarna antara lain kulit manggis, Rhoeo spathacea, buah  delima,  lobak  merah  ( red  turnip )  dengan  efisiensi berturut-turut mencapai 1,17%, 1,49%, 1,50%, dan 1,70% [5].
Kulit manggis dan Rhoeo spathacea merupakan tumbuhan yang  melimpah  di  Indonesia.  Total  panen  manggis  di Indonesia  mencapai  79.073  ton  [7].  Sedangkan  untuk keberadaan Rhoeo  spathacea di  Indonesia  cukup  banyak  dan mudah  berkembang  biak  meski  belum  ada  nilai  pasti  yang menunjukkan berapa jumlah sebenarnya.
Cara  meningkatkan  efisiensi  sel  surya tidak  hanya  melalui variasi  pewarna yang  digunakan.  TiO 2 adalah  salah  satu semikonduktor oksida yang dianggap paling baik efisiensinya di  antara  semikonduktor  lainnya  [6].  Secara  umum,  struktur kristal TiO 2 dibagi menjadi tiga fase yaitu rutile, anatase, dan brookite.
Usaha  untuk  meningkatkan efisiensi dari DSSC akan  terus dilakukan.  Oleh  karena  itu,  pada  penelitian  ini  akan diformulasikan  ekstrak  antosianin  kulit  manggis  dan Rhoeo spathacea untuk pewarna alami sebagai sensitizer pada DSSC. Selain  itu,  pengaruh  fraksi  volume  dari  struktur  kristal  TiO 2 juga akan dipelajari. Fase anatase yang memiliki  kemampuan mengadsorbsi pewarna yang lebih banyak dan koefisien difusi elektronnya  tinggi  akan  dikombinasikan  dengan  fase  rutile yang stabil dan bandgap -nya sesuai untuk menyerap spektrum cahaya matahari. Hal ini dilakukan untuk melihat performansi DSSC  jika  terdapat  penggabungan  antara  anatase  dan  rutile sebagai semikonduktor oksidanya.

## II. URAIAN PENELITIAN
A. Ekstraksi Pewarna Kulit Manggis dan Daun Rhoeo
Spathacea
Bahan pewarna alami yang digunakan adalah kulit manggis dan  daun Rhoeo  spathacea .  Kulit  manggis  dikeringkan  pada temperatur 80 o C selama 10 jam dan 5 jam untuk daun Rhoeo spathacea .  Kemudian  kulit  manggis  kering  ditumbuk  hingga menjadi  bubuk.  Sebanyak  10  gram  bubuk  kulit  manggis dilarutkan dalam 50 ml ethanol 96%, begitu pula untuk daun Rhoeo  spathacea .  Selanjutnya  larutan  pewarna  diaduk menggunakan magnetic stirrer pada temperatur 60 o C selama
Fabrikasi Dye Sensitized Solar Cell (DSSC) Berdasarkan Fraksi Volume TiO 2 Anatase-Rutile dengan Garcinia mangostana dan Rhoeo Spathacea sebagai Dye Fotosensitizer
Sustia Agustini, Doty Dewi Risanti, dan Dyah Sawitri Jurusan Teknik Fisika, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111
e-mail : risanti@ep.its.ac.id
D
30  menit.  Larutan  yang  telah  diaduk  didinginkan  selama  20 menit kemudian disimpan selama 7 hari dan disaring.
B. Sintesis TiO 2 dengan Metode Co-Precipitation
Nanopartikel  TiO 2 disintesis  dengan  metode  kopresipitasi . TiCl 3 sebanyak 10 ml diaduk bersama dengan 4,7 ml aquades dan  0,3  ml  HCl  37%  dengan  menggunakan magnetic  stirrer selama  2-3  menit  pada  temperatur  45 o C.  Kemudian ditambahkan  20  ml  HCl  37%  dalam  posisi  terus  mengaduk. Setelah  larutan  berwarna  ungu  encer  kemudian  ditambahkan NH 4 OH  25%  sebanyak  50  ml  dan  terus  diaduk  hingga berwarna  ungu  hitam.  Larutan  terus  ditetesi  NH 4 OH  hingga larutan  berwarna  putih  dan  mulai  menghasilkan  endapan. Selanjutnya  proses  dihentikan  dan  larutan  dibiarkan mengendap  [8].  Setelah  mengendap,  endapan  dan  cairan NH 4 OH  dipisahkan.  Endapan  tersebut  dikalsinasi  pada temperatur  400 o C  selama  5  jam  untuk  mendapatkan  fasa anatase  dan  1000 o C  selama  7  jam  untuk  mendapatkan  fasa rutile [9,10].
C. Pelapisan TiO 2 pada Kaca TCO dan Perendamannya di dalam Pewarna Alami
Pada tahap pelapisan ini, TiO 2 dijadikan pasta dengan cara melarutkan  2  gram  bubuk  TiO 2 dalam  0,7  ml  aquades  dan digerus di mortar. Ditambahkan 1 ml CH 3 COOH 98% dan 0,1 ml  Triton  X-100  pada  pasta.  Untuk  melapiskan  pasta  TiO 2 , kaca  TCO  harus  dibersihkan  dengan  menggunakan  ethanol 96%.  Pasta  TiO 2 dilapiskan  pada  kaca  TCO  dengan  ukuran 0,5x0,5  cm 2 menggunakan  metode doctor  blade .  Pada pelapisan  tersebut,  terdapat  lima  campuran  (fraksi  volume) fase  anatase  dan  rutile  dengan  perbandingan  anatase:rutile yaitu  100%:0%,  25%:75%,  50%:50%,  75%:25%  dan 0%:100%.  Kaca  TCO  yang  sudah  terlapisi  TiO 2 dianil  pada temperatur  225 o C  selama  2  menit  kemudian  didinginkan selama  beberapa  menit.  Selanjutnya,  kaca  TCO  direndam  di dalam larutan pewarna selama 12 jam [8].

## D. Perakitan DSSC
DSSC  dirakit  menggunakan  struktur sandwich dengan menggunakan  elektrolit  I-/I3-  dan  katalis  Pt  pada counter electrode (elektroda  pembanding).  Elektrolit  dibuat  dengan melarutkan 0,8 gram KI (0.5M) dan 0.127 gram I 2 (0.05M) ke dalam  acetonitril.  Kaca  TCO  yang  sudah  dilapisi  TiO 2 dan pewarna direkatkan  dengan  TCO  yang  berlapis  platina. Kemudian,  elektrolit  diisikan  melalui  celah  di  antara  kedua kaca TCO.
E. Karakterisasi dan Pengukuran Pewarna Kulit Manggis dan Rhoeo spathacea dan TiO 2
Pada  penelitian  ini,  jenis  karakterisasi  yang  dilakukan adalah  UV-vis Spectrophotometer ,  XRD,  FTIR,  BET  dan AFM.  Pengujian  UV-vis Spectrophotometer dilakukan  untuk mengetahui  spektrum  absorbansi  dari  pewarna  alami menggunakan  UV1100 Spectrophotometer pada  panjang gelombang 300 nm hingga 800 nm .
Pengujian Fourier  Transform  Infra  Red (FTIR)  pada pewarna  dilakukan  untuk  mengetahui  ikatan  kimia  yang terdapat  pada  pewarna  alami.  Selain  itu,  FTIR  juga  dapat
digunakan  untuk  mengetahui  fasa  TiO 2 anatase  dan  rutile. Pengujian ini menggunakan Thermo Nicolet i510.
Pengujian X-Ray  Diffraction (XRD)  dilakukan  untuk mengetahui  tingkat  kristalinitas,  ukuran  partikel,  persentase fasa  dari  suatu  bahan  yang  disini  adalah  TiO 2 dengan  fasa anatase  dan  rutile.  Pengujian  XRD  ini  menggunakan  Philips X’pert MPD pada sudut 15 o hingga 65 o . Hasil pengujian XRD ini  berupa  grafik  yang  nantinya  akan  digunakan  untuk menghitung  ukuran  kristal  TiO 2 dengan  persamaan  Scherrer [11]:
  FWHM k D * cos    (1)
dengan  D  adalah  ukuran  kristal  suatu  bahan  (nm),  k  adalah konstanta (k=0,89), λ adalah panjang gelombang  sinar-X (Cu Kα)  yang bernilai 0,154 nm,  FWHM  adalah Full  Width Half Maximum (dalam  radian),  dan  θ  adalah  sudut  difraksinya. Untuk  mengidentifikasi  fasa  yang  terbentuk  digunakan Joint Committee  on  Powder  Diffraction  Standards (JCPDS)  21- 1272 dan 21-1276 untuk anatase dan rutile.
Pada  penelitian  ini, Atomic  Force  Microscopy (AFM) digunakan  untuk  melihat  topografi  permukaan  dan  distribusi fase  TiO 2 yang  telah  dilapiskan  pada  fraksi  volume  25:75, 50:50 dan 75:25.
Pengujian Brunauer Emmet Teller (BET) pada penelitian ini dilakukan untuk mengetahui luas permukaan, volume pori dan distribusi  ukuran  pori.  Dari  pengujian  BET  dapat  diketahui ukuran  partikel  rata-rata  dari  setiap  fraksi  volume  dengan menggunakan persamaan berikut [12]:
av D n S    (2)
dimana  S  adalah  luas  permukaan  partikel  (m 2 /g),  n  adalah faktor  partikel  (n=6), ρ adalah  massa  jenis  TiO 2 (4.23 g/cm 3 ) dan D av adalah ukuran partikel rata-rata.
F. Pengukuran Efisiensi Konversi Cahaya dengan IPCE
Incident  Photon  to  Current  Conversion  Efficiency (IPCE) digunakan  untuk  menentukan  efisiensi  konversi  cahaya  pada DSSC.  Untuk  menghitung  nilai  IPCE  digunakan  persamaan berikut [13]:
] [ ] [ ] [ ] . [ 1240 [%] 2 2      cm W P nm cm A J nm eV IPCE cahaya SC    (3)
dimana 1240 (eV nm) adalah faktor konversi cahaya ke arus, J SC adalah  kerapatan  arus  (µA  cm -2 ),  λ  adalah  panjang gelombang  yang  diubah-ubah  pada  monokromator  (nm),  dan P cahaya adalah  daya  yang  diukur  pada  setiap  panjang gelombang (µW cm -2 ).

## G. Pengukuran Arus dan Tegangan yang Dihasilkan DSSC
Pengururan arus dan tegangan dilakukan dengan mengubah- ubah hambatan luar pada rangkaian ekivalen. I SC dapat diukur pada saat hambatan luar dibuat bernilai nol sehingga arus yang mengalir bernilai maksimal. Sedangkan V OC diukur pada saat hambatan  luar  dibuat  bernilai  maksimal  sehingga  tidak  ada arus listrik yang mengalir dan tegangannya bernilai maksimal. Karakteristik  lain  yang  digunakan  untuk  mengetahui
performansi DSSC adalah fill factor (FF) pada persamaan (4) [14].
SC OC MPP MPP I V I V FF .  (4)
Nilai  FF  ini  adalah  perbandingan  antara  daya  maksimum dengan  daya  hasil  perkalian  V OC dan  I SC .  Daya  maksimum didapatkan  dari  V MPP dikalikan  I MPP dimana  V MPP dan  I MPP adalah  tegangan  dan  arus  yang  jika  dikalikan  menghasilkan nilai  maksimum.  Dari  nilai  FF  yang  sudah  didapatkan  akan dihitung  nilai  daya  listrik  maksimum  yang  dihasilkan  oleh DSSC dengan persamaan (5) [14]
FF I V P SC OC MAX . . 
(5)
Sehingga,  akan  didapatkan  efisiensi  DSSC  dengan persamaan (6) sebagai berikut [14],
Cahaya MAX P P   (6)

## III. HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Hasil Pengujian XRD TiO 2 Gambar  1  merupakan  hasil  pengujian  XRD  dari  TiO 2 fase anatase dan rutile. Puncak-puncak yang terbentuk pada setiap  fase  akan  digolongkan  menjadi  fase  anatase  atau rutile  berdasarkan  nilai  2θ  yang  ada.  Data  puncak-puncak yang ada dicocokkan dengan JCPDS 21-1272 untuk anatase dan  21-1276  untuk  rutile.  Dari  standar  tersebut,  dapat diketahui sudut-sudut yang termasuk di dalam fase anatase ataupun rutile.
Selain  dapat  melihat  fase  yang  terbentuk,  komposisi masing-masing  fase  beserta  ukuran  kristalnya  dapat  dihitung yang  ditunjukkan  pada  Tabel  1.  Dari  perhitungan  tersebut dapat diketahui bahwa ukuran kristal untuk fase anatase yang dihasilkan  dari  kalsinasi  400 o C  selama  5  jam  lebih  kecil dibandingkan  fase  rutile  yang  dihasilkan  dari  kalsinasi  1000 o C selama 7 jam.

## B. Hasil Pengujian FTIR  TiO 2
Gambar 2  merupakan hasil pengujian  FTIR dari TiO 2 fase anatase  dan  rutile.  Dari  pengujian  ini  dapat  diketahui  adanya beberapa gugus fungsi yang terjadi pada bilangan gelombang tertentu  yang  ditunjukkan  dengan  puncak  gelombang  yang terbentuk.  Beberapa  gugus  fungsi  yang  terjadi  dapat  dilihat pada Tabel 2.

## C. Hasil Pengujian UV-Vis Pewarna Kulit Manggis dan Rhoeo Spathacea
Gambar  3  menunjukkan  hasil  pengujian  UV-vis spektroskopi  untuk  ekstrak  kulit  manggis  dan  daun Rhoeo spathacea .  Dari  kedua  bahan  pewarna tersebut  menunjukkan spektrum  serapan  yang  berbeda.  Dari  pengujian  ini  dapat diketahui  ekstrak  kulit  manggis  memiliki  spektrum  serapan 392 nm.
20 30 40 50 60 0 300 600 900 1200 1500 1800 A R R R R R R R R R A A A A A A Rutile Anatase In te ns it as 2  ( o ) A Gambar. 1. Hasil uji XRD TiO 2 fase  anatase dan rutile 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 30 40 50 60 70 80 90 100 Anatase Rutile 2358,65 1210,92 1636,61 2360,83 T ra ns m it an si ( % ) Bilangan Gelombang (cm -1 ) 3357,26
Gambar. 2. Hasil uji FTIR TiO 2 fase anatase dan rutile
Tabel 1. Ukuran kristal dan komposisi TiO 2 400 o C (5 jam) 1000 o C (7 jam) Fase Anatase Rutile Anatase Rutile Ukuran Partikel (nm) 11,65 54,52 Komposisi 99,75 0,25 2,20 97,80 Tabel 2. Bilangan gelombang dan gugus fungsi teramati pada fase anatase dan rutile [20] Fase Bilangan Gelombang (cm -1 ) Gugus Fungsi Teramati Anatase 1210,92 Vibrasi Ti-O-O 1636,61 Bending  vibration dari  H 2 O  and Ti-OH 2360,83 Defect (Vibrasi CO 2 ) 3357,26 H-OH menyerap air Rutile 2358,65 Defect (Vibrasi CO 2 ) 400 450 500 550 600 650 700 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 665 nm 413 nm Manggis Rhoeo spathacea A bs or ba ns i Panjang gelombang,  (nm) 392 nm
Gambar. 3. Hasil uji UV-Vis pewarna kulit manggis dan Rhoeo spathacea
Rentang  absorbansi  untuk  antosianin  jenis  sianidin  berada pada  400-500  nm  [15,16].  Nilai  392  nm  ini  masih  dapat dikatakan  termasuk  pada  rentang  tersebut.  Sedangkan  untuk ekstrak  daun Rhoeo  spathacea ,  terdapat  empat  spektrum serapan yang terbaca yaitu 413 nm, 537 nm, 603 nm dan 665 nm. Pada ekstrak daun Rhoeo spathacea , terdapat 2 spektrum absorbansi yaitu rentang 410-420 nm dan rentang 660-670 nm [17].

## D. Hasil Pengujian FTIR Pewarna Kulit Manggis dan Daun
Rhoeo Spathacea
Selain diuji dengan
menggunakan UV-Vis Spectrophotometer, pewarna  juga  diuji  dengan  FTIR  untuk mengetahui  gugus  fungsi  yang  ada  pada  pewarna.  Hasil pengujiannya  ditunjukkan  pada  Gambar  4.  Dari  hasil pengujian  tersebut,  terdapat  spektrum  absorpsi  yang menunjukkan  keberadaan  antosianin  dengan  rentang  3200- 3400 cm -1 yaitu pada bilangan gelombang 3334,52 cm -1 untuk kulit manggis dan 3343,29 cm -1 untuk Rhoeo spathacea [18].
E. Hasil Pengujian BET TiO 2
Pada  penelitian  ini,  pengujian  BET  digunakan  untuk mengetahui  distribusi  pori  dan  luas  permukaan    TiO 2 yang digunakan. Hal ini dikarenakan TiO 2 dengan permukaan yang luas  dapat  meningkatkan  performansi  DSSC.  Semakin  luas permukaan  TiO 2 maka  akan  semakin  banyak  pewarna  yang teradsorb sehingga semakin banyak foton yang bisa ditangkap oleh pewarna. Dari data yang didapatkan menunjukkan bahwa struktur  TiO 2 yang  digunakan  adalah  mesopori.  Dari  kelima fraksi  volume,  75%:25%  memiliki  adsorpsi  isotherm  yang paling tinggi. Semakin tinggi adsorpsi isotherm menunjukkan bahwa  fraksi  volume  tersebut  memiliki  permukaan  yang semakin luas. Untuk sifat fisis dari setiap fraksi volume dapat dilihat pada Tabel 4.
Jika dibandingkan dengan ukuran partikel hasil perhitungan dari pengujian XRD (Tabel 1), ketiga ukuran partikel tersebut sudah  sesuai.  Ukuran  partikel  untuk  anatase  dan  rutile  hasil perhitungan  dengan  persamaan  Scherer  adalah  11,65  nm  dan 54,52  nm.  Untuk  fraksi  volume  75%:25%  yang  memiliki volume  anatase  yang  lebih  besar  memiliki  ukuran  partikel yang  cenderung  ke  ukuran  partikel  anatase.  Begitu  pula dengan fraksi volume 25%:75%  yang memiliki volume rutile yang lebih besar memiliki ukuran partikel yang cenderung ke ukuran  partikel  rutile.  Fraksi  volume  50%:50%  cenderung memiliki ukuran partikel di tengah-tengah kedua fase tersebut. Dari  pengujian  ini  dapat  diketahui  bahwa  partikel  dengan diameter  pori  berukuran  di  bawah  40  nm  berjumlah  sangat banyak.

## F. Hasil Pengujian AFM
Gambar  5  menunjukkan  topografi  dari  permukaan  TiO 2 yang  dilapiskan  pada  TCO.  Pengujian  ini  bertujuan  untuk melihat topografi dari pelapisan TiO 2 fraksi volume 25%:75%, 50%:50%  dan  75%:25%.  Dengan  bentuk  topografi  tersebut, dapat  diketahui bagaimana  persebaran fase  anatase dan rutile yang  telah  dicampur.  Semakin  banyak  komposisi  rutile, topografi permukaan semakin kasar.
4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 20 40 60 80 100 Manggis Rhoeo spathacea 87 8, 02 10 43 ,4 9 10 85 ,9 2 13 26 ,7 0 13 82 ,2 2 16 47 ,4 8 28 98 ,5 7 29 75 ,7 4 33 43 ,2 9 57 7, 58 87 8, 67 10 43 ,7 9 10 86 ,2 7 13 80 ,7 6 16 47 ,6 0 28 91 ,8 7 29 73 ,9 0 T ra ns m it an si ( % ) Bilangan gelombang ( cm-1 ) 33 34 ,5 2
Gambar. 4. Hasil Uji FTIR pewarna kulit manggis dan Rhoeo Spathacea
Tabel 4. Sifat Fisis Fraksi Volume TiO 2 *[8] Fraksi Volume (Anatase:Rutile) Luas Permukaan (m 2 /g) Volume Pori (cc/g) Diameter Pori (nm) Ukuran Partikel (nm) 100% : 0%* 113,02 0,28 3,38 40,08 75% : 25% 70,69 0,19 9,74 20,05 50% : 50% 36,33 0,12 9,51 39,02 25% : 75% 35,38 0,11 3,84 40,09 0% : 100%* 93,94 0,14 3,04 15,09
Gambar. 5. Topografi permukaan lapisan TiO 2 pada TCO fraksi volume : (a) 25%:75% (b) 50%:50% (c) 75%:25%

## G. Spektrum IPCE
Gambar  6  dan  Gambar  7  menunjukkan  spektrum  IPCE untuk  DSSC  dengan  pewarna  kulit  manggis  dan Rhoeo spathacea. Nilai IPCE yang tinggi menunjukkan bahwa proses transfer elektron dari pewarna ke pita konduksi semikonduktor terjadi  secara  efektif.  Selain  itu,  IPCE  yang  tinggi  juga menunjukkan  transfer  elektron  dari  I - ke  pewarna teroksidasi secara  efektif  [19].  Semakin  tinggi  nilai  IPCE  atau  semakin mendekati 100%, semakin banyak foton yang diubah menjadi arus [13].
Dari  Gambar  6,  dapat  dilihat  nilai  IPCE  semakin  kecil seiring  berkurangnya  komposisi  rutile  pada  setiap  fraksi volume.  Hal  ini  ini  dikarenakan  rutile  memiliki  indeks  bias yang  lebih  tinggi  (2,72)  dari  anatase  (2,52).  Selain  itu,  rutile mempunyai  hamburan  cahaya  yang  lebih  baik  karena morfologi  permukaan  yang  kasar  [21].  Nilai  IPCE  yang  juga merupakan  fungsi  panjang  gelombang  dapat  menunjukkan morfologi  dan  struktur  lapisan  TiO 2 .  Jika  dibandingkan dengan  anatase,  fase  rutile  memiliki  IPCE  yang  lebih  tinggi dengan  panjang  gelombang  400  nm  hingga  750  nm. Sedangkan  pada  anatase,  peningkatan  IPCE  pada  panjang gelombang  500-550  nm  berhubungan  dengan  adsorpsi pewarna  yang  tinggi  yang  dipengaruhi  oleh  permukaan  yang luas [21].
400 450 500 550 600 0.0000 0.0001 0.0002 0.0003 0.0004 0.0005 0.0006 0.0007 0.0008 0.0009 400 450 500 550 600 0.00000 0.00002 0.00004 0.00006 0.00008 0.00010 100% Anatase 75% Anatase 50% Anatase 25% Anatase 100% Rutile % IP C E  (nm) % I P C E  (nm)
Gambar. 6. Spektrum IPCE pewarna kulit manggis
400 450 500 550 600 0.00000 0.00005 0.00010 0.00015 0.00020 0.00025 400 450 500 550 600 0.00000 0.00001 0.00002 0.00003 0.00004  (nm) % IP C E 100% Anatase 75% Anatase 50% Anatase 25% Anatase 100% Rutile  (nm) % I P C E
Gambar. 7. Spektrum IPCE pewarna Rhoeo spathacea

## H. Performansi DSSC
Pengukuran arus dan tegangan bertujuan untuk mengetahui performansi  DSSC  seperti  yang  ditunjukkan  kurva  I-V  pada Gambar  8  dan  9  untuk  pewarna kulit  manggis  dan Rhoeo spathacea. Dari  kedua  kurva  tersebut,  arus  yang  dihasilkan DSSC  dengan  fraksi  volume  75%:25%  menghasilkan  nilai yang paling tinggi baik untuk pewarna kulit manggis maupun Rhoeo  spathacea .  Efisiensi  DSSC  sangat  bergantung  pada nilai  I SC ,  V OC ,  dan  FF.  Perubahan  nilai  I SC ,  V OC ,  dan  FF beserta efisiensinya dapat dilihat pada Tabel 5.
DSSC  yang  menggunakan  pewarna  kulit  manggis menunjukkan  performansi  yang  lebih  baik  dibandingkan DSSC dengan pewarna Rhoeo spathacea . Hal ini ditunjukkan dengan  nilai  kerapatan  arus  (J SC )  yang  dihasilkan  DSSC dengan pewarna kulit manggis selalu lebih tinggi dari J SC yang dihasilkan  pewarna Rhoeo  spathacea untuk  semua  fraksi volume. Kerapatan arus  yang dihasilkan DSSC  menunjukkan kemampuan  pewarna  dalam  mengumpulkan  foton.  Semakin baik  performansi  pewarna , akan  semakin  banyak  foton  yang dikumpulkan sehingga arus yang dihasilkan semakin besar.
Penambahan  rutile  pada  komposisi  fase  anatase  TiO 2 menyebabkan nilai V OC dan FF yang semakin rendah jika dilihat dari hasil pengukuran DSSC dengan pewarna Rhoeo spathacea . Sedangkan untuk DSSC dengan pewarna kulit manggis, nilai V OC dan FF juga semakin rendah meski mengalami naik turun. Selain itu  dapat  dilihat  dengan  nilai  FF  untuk  fraksi  100%  anatase yang juga lebih tinggi dari fraksi 100% rutile.
0 50 100 150 200 250 300 350 0 4 8 12 16 20 A ru s (  A ) Tegangan (mV) 100% Anatase 75% Anatase 50% Anatase 25% Anatase 0% Anatase
Gambar 8. Kurva I-V DSSC dengan pewarna kulit manggis
0 50 100 150 200 250 300 0 1 2 3 4 5 Tegangan (mV) A ru s (  A ) 100% Anatase 75% Anatase 50% Anatase 25% Anatase 0% Anatase
Gambar 9. Kurva I-V DSSC dengan pewarna Rhoeo spathacea
Tabel 5.
Hasil Pengukuran dan Perhitungan Melalui Persamaan (4-6)
Pewarna Fraksi Volume (A:R) FF J sc (mA/cm 2 ) V oc (mV)  (%) Kulit Manggis 100% : 0% 0,47 0,028 198 0,015 75% : 25% 0,19 0,080 358 0,037 50% : 50% 0,32 0,026 194 0,010 25% : 75% 0,39 0,030 236 0,014 0% : 100% 0,42 0,020 215 0,011
Rhoeo spathacea 100% : 0% 0,62 0,014 243 0,012 75% : 25% 0,39 0,019 294 0,013 50% : 50% 0,07 0,011 179 0,001 25% : 75% 0,26 0,010 120 0,002 0% : 100% 0,23 0,016 222 0,005
Dari  semua  DSSC  yang  telah  difabrikasi,  fraksi  volume 75%:25% dengan bahan pewarna kulit manggis menghasilkan efisiensi  tertinggi  yaitu  0,037%.  Fraksi  volume  75%:25%  ini juga  menghasilkan  efisiensi  tertinggi  untuk  DSSC  dengan pewarna Rhoeo  spathacea yaitu  0,013%.  Jika  meninjau kembali  hasil  pengujian  BET,  fraksi  volume  ini  tepat menghasilkan  efisiensi  terbaik.  Fraksi  volume  75%:25% menunjukkan  kemampuan  adsorpsi  tertinggi  yang  juga berhubungan  dengan  permukaannya  yang  luas.  Semakin  luas permukaan partikel TiO 2 maka akan semakin banyak pewarna
yang  teradsorb  sehingga  semakin  banyak  foton  yang  diserap oleh TiO 2 [5]. Efisiensi DSSC dengan pewarna kulit manggis selalu lebih tinggi dibandingkan DSSC dengan pewarna Rhoeo spathacea untuk  semua  fraksi.  Fraksi  volume  50%:50% menghasilkan  efisiensi  paling  rendah  baik  untuk  DSSC dengan  pewarna  kulit  manggis  maupun  pewarna Rhoeo spathacea .

## IV. KESIMPULAN
Berdasarkan  hasil  pengujian  dan  analisa  yang  telah dilakukan, dapat  diambil kesimpulan bahwa  perubahan  fraksi volume anatase dan rutile berpengaruh terhadap efisiensi yang dihasilkan  DSSC.  Penambahan  rutile  pada  komposisi  fase anatase TiO 2 menyebabkan nilai V OC dan FF semakin rendah. Efisiensi  terbaik  dihasilkan  oleh  fraksi  volume  dengan perbandingan 75% anatase dan 25% rutile yaitu 0,037% untuk kulit  manggis  dan  0,013%  untuk Rhoeo  spathacea .  Efisiensi yang  dihasilkan  oleh  DSSC  dengan  pewarna  kulit  manggis memiliki  performansi  lebih  baik  dari  DSSC  dengan  pewarna Rhoeo  spathacea .  Hal  ini  ditunjukkan  dengan  nilai  J SC yang dihasilkan  pewarna  kulit  manggis  selalu  lebih  tinggi dibandingkan pewarna Rhoeo spathacea .
UCAPAN TERIMA KASIH Penulis  ingin  mengucapkan  terima  kasih  kepada  STRANAS Fiscal
year
2013
berdasarkan pada kontrak no:034/SP2H/PL/DIT.LITABMAS/V/2013, Laboratorium Energi,  Laboratorium  XRD  dan  Laboratorium  Lingkungan LPPM ITS. Penulis juga berterima kasih kepada Laboratorium Elektrokimia  dan  Korosi,  Jurusan  Teknik  Kimia  dan Laboratorium Material dan Energi, Jurusan Kimia.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Y. Chiba, A. Islam, Y. Watanabe, R. Komiya, N. Koide, dan L.Y. Han, “Dye-sensitized solar cells with conversion efficiency of 11.1%”. Jpn. J. Appl. Phys . 45 (2006) L638–L640.
[2] R.  Buscaino,  C.  Baiocchi,  C.  Barolo,  C.  Medana,  M.  Grätzel,  Md.K. Nazeeruddin,  G.  Viscardi,  “A  Mass  Spectrometric  Analysis  of Sensitizer Solution Used for Dye Sensitized Solar Cell”. Inorg. Chim. Acta 361 (2008) 798–805
[3] H.  Zhou,  W.  Liqiong,  G.  Yurong,  M.  Tingli,  “Dye-Sensitized  Solar Cells  Using  20  Natural  Dyes  As  Sensitizers”. Journal  of Photochemistry and Photobiology A Chemistry 219 (2011) 188–194
[4] S.  Hao,  W.  Jihuai,  H.  Yunfang,  L.  Jianming,  “Natural  Dyes  ss Photosensitizers  for  Dye-Sensitized  Solar  Cell”. Solar  Energy 80 (2006) 209–214
[5] M.R.  Narayan,  “Dye  Sensitized  Solar  Cells  Based  on  Natural Photosensitizers”. Renewable  and  Sustainable  Energy  Reviews 16 (2012) 208–215
[6] J. K. Lee dan Y. Mengjin, “Progress In Light Harvesting And Charge Injection  of  Dye-Sensitized  Solar  Cells”. Materials  Science  and Engineering B 176 (2011) 1142– 1160
[7] Direktorat Jenderal Pengolahan Dan Pemasaran Hasil Pertanian, 2006. “Road Map Pengembangan Agroindustri Manggis”.
[8] R. A. Wahyuono, “Dye-Sensitized Solar Cells (DSSC) Fabrication with TiO 2 and  ZnO  Nanoparticle  for  High  Conversion  Efficiency”. Master Thesis, ITS
[9] A.  L.  Castro,  M.  R.  Nunes,  A.  P.  Carvalho,  F.  M.  Costa,  M.  H. Florencio,  “Synthesis  of  Anatase  TiO 2 Nanoparticles  With  High Temperature  Stability  And  Photocatalytic  Activity”. Solid  State Sciences vol. 10, hal. 602 – 606
[10] M.  Z.  Asrori,  A.  Permana,  D.  Sukma,  Darminto,  “Development  of Nanocomposite  PANi  (HCl)  –  TiO 2 as  Anti  Corrosion  Material”. Proceeding  of  16 th National  Seminars  of  Nuclear  Power  Plant Facilities, Technology and Safety ISSN: 0854 – 2910, hal.  275-281 [11] M.  Sardela,  “X-ray  Analysis  Methods.  Advanced  Materials Characterization  Workshop”. The  Frederick  Seitz  Materials  Research Laboratory – University of Illinois at Urbana-Champaign
[12] Y.  Tanaka  dan  M.  Suganuma,  “Effect  Of  Heat  Treatment  On Photocatalytic Propertie Of Sol-Gel Derived Polycrystalline”. J. Sol-gel Sci and Tech. vol. 22, hal. 83 – 89.
[13] K.  Varghese,  C.  A.  Grimes,  “Appropriate  Strategies  For  Determining The  Photoconversion  Efficiency  of  Water  Photoelectrolysis  Cells:  A Review  With  Examples  Using  Titania  Nanotube  Array  Photoanodes Oomman”. Solar Energy Materials & Solar Cells 92 (2008) 374–384
[14] S.  R.  Wenham,  M.  A.  Green,  M.  E.  Watt,  R.  Corkish,  “Applied Photovoltaics”. Australia:Centre for Photovoltaic Engineering
[15] H.  Chang  dan  Y. J.  Lo,  “Pomegranate  Leaves  And  Mulberry  Fruit  as Natural  Sensitizers  for  Dye-Sensitized  Solar  Cells. Journal  of  Solar Energy vol. 84, hal. 1833 – 1847.
[16] E.  Yamazaki,  M.  Murayama,  N.  Nishikawa,  N.  Hashimoto,  M. Shoyama,  O.  Kurita,  “Utilization  Of  Natural  Carotenoids  As Photosensitizers For Dye-Sensitized Solar Cells”. Solar Energy vol. 81, issue 4, hal. 512 – 516.
[17] W. H. Lai, Y. H. Su, L. G. Teoh, M. H. Hon, “Commercial And Natural Dyes  As  Photosensitizers  For  A  Water-Based  Dye-Sensitized  Solar Cell Loaded With Gold Nanoparticles”. Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry 195 (2008) 307 – 313.
[18] R.  A.  M.  Ali  dan  N.  Nayan,  “Fabrication  And  Analysis  Of  Dye- Sensitized Solar Cell Using Natural Dye Extracted From Dragon Fruit”. International  Journal  of  Integrated  Engineering  (Issue  on  Electrical and Electronic Engineering) hal. 55 – 62.
[19] K. Hara,  T. Horiguchi, Kinoshita, Tohru, K. Sayama, H. Sugihara, H. Arakawa,  “Highly  Eficient  Photon-To-Electron  Conversion  With Mercurochrome-Sensitized  Nanoporous  Oxide  Semiconductor  Solar Cells”. Solar Energy Materials & Solar Cells 64 (2000) 115 134
[20] P.  Wu,  J.  Shi,  J.  Chen,  B.  Wang,  L.  Guo,  “Graphitis  Carbon  Nitride Modified by Silicon for Improved Visible Light Driven Photocatalytic Hydrogen Production”. Nanostructured Materials and Nanotechnology Ceramic Engineering and Science Proceedings vol. 33, issue 7
[21] S. H.  Kang,  M. S.  Kang,  H. S.  Kim,  J. Y.  Kim,  Y. H.  Chung,  W. H. Smyrl, Y. E. Sung, “Columnar Rutile TiO 2 Based Dye-Sensitized Solar Cells  By  Radio-Frequency  Magnetron  Sputtering”. Journal  of  Power Sources 184 (2008) 331–335