## Preparasi dan Karakterisasi Dye-sensitized Solar Cell
(DSSC) dengan Pewarna Ekstrak Jeruk: Pengaruh Variasi Komposisi Karotenoid dan Flavonoid Terhadap Efisiensi Sel Surya
Ernawita, 1, ∗ Irwansyah, 2 Dyah Sawitri, 2 dan Ruri Agung Wahyuono 2, †
1 Program Studi Agroteknologi, Universitas Al-Muslim Aceh, Jln. Almuslim, Matangglumpangdua, Bireuen, Aceh, 24261
2 Departemen Teknik Fisika, Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Kampus ITS Sukolilo, Surabaya, 60111

## Intisari
Sel surya berpewarna tersensitisasi atau dikenal dengan dye-sensitized solar cell (DSSC) dengan meng- gunakan semikonduktor ZnO dan ekstrak jeruk sebagai molekul pewarna sensitisasi (dye) telah difabrikasi dan dikarakterisasi. Ekstrak jeruk yang digunakan adalah jeruk purut biasa dan jeruk nipis. Hasil estimasi berdasarkan spektrum infra merah yang ditunjang dengan studi pendahulu menggunakan HPLC dan LC-MS menunjukkan bahwa ekstrak jeruk purut biasa dan jeruk nipi mengandung karotenoid jenis lutein. Ekstrak jeruk purut biasa kaya akan kandungan flavonoid seperti naringin, hesperidin dan tangeretin, sedangkan ekstrak jeruk nipis kaya akan kandungan quercetin, sakuranetin, dan tangeretin. Kombinasi kandungan flavonoid berpengaruh pada sifat optik dan elektronik dari ekstrak. Hasil fabrikasi dan karakterisasi arus-tegangan DSSC menggunakan elektroda aktif ZnO dan pewarna ekstrak jeruk menunjukkan hasil bahwa tegangan rangkaian terbuka (V ◦ c ) dan faktor pengisian ( fill factor , FF) relatif sama untuk semua jenis ekstrak jeruk yaitu V ◦ c ≈ 0,340 V dan FF ≈ 0,4. Rapat arus pada rangkaian singkat terbesar (J sc = 0,956 mA.cm − 2 ) dihasilkan DSSC dengan molekul pewarna ekstrak jeruk purut biasa dan efisiensi yang mampu dicapai sebesar 0,122%.

## ABSTRACT
Dye-sensitized solar cells (DSSC) employing ZnO and citrus extracts as sensitizer were fabricated and charac- terized. Citrus extracts used in this study were isolated from Citrus hysterics and Citrus Auran-Tii folia (kafir lime). Infrared spectroscopy study, corroborated with HPLC and LC-MS, estimates that both citrus extracts con- tain a high content of lutein as carotenoids. In addition, Citrus hysteric extracts contain rich flavonoid including naringin, hesperidin, and tangeritin, while kafir lime extracts are characterized by high content of quercetin, sakuranetin, and tangeritin. The combination of different flavonoids and carotenoids in both extracts results in different optical and electronic properties. The current-voltage measurement of ZnO-based DSSC shows that the open circuit voltage (V ◦ c ) and fill factor (FF) are unaffected upon using different dyes, i.e. V ◦ c ≈ 0.340 V and FF ≈ 0.4. The highest short circuit current (J sc = 0.956 mA.cm − 2 ) is generated in DSSC utilizing Citrus hysteric extracts and yield efficiency up to 0.122%.
K ATA KUNCI : Dye-sensitized solar cell, ZnO, Carotenoid, Flavonoid, Citrus extract, Efficiency http://dx.doi.org/10.12962/j24604682.v13i3.2839

## I. PENDAHULUAN
Teknologi konversi energi surya generasi ketiga yang mu- rah dan andal menjadi salah satu topik hangat dalam perkem- bangan sel surya lapisan tipis. Salah satu bentuk sel surya lapisan tipis adalah sel surya berpewarna tersensitisasi (SSPT) atau lebih jamak disebut dye-sensitized solar cell [1, 2]. DSSC terdiri dari fotoanoda yang terbuat dari semikonduktor tipe-n (umumnya TiO 2 dan ZnO), molekul pewarna (S), elektrolit (I − 3 /I − ) dan elektroda pembanding (Pt). Berbeda dengan sel
∗ E- MAIL : ernawita.ernawita@gmail.com
† E- MAIL : ruri.tf014@gmail.com
surya berbasis Si, pemisahan muatan pada DSSC terjadi pada banyak antarmuka. Arus listrik pada DSSC dihasilkan dari injeksi elektron (S* | TiO 2 → S − | TiO 2 + e CB ( T iO 2 ) ) setelah fotoeksitasi elektron molekul pewarna oleh radiasi cahaya (S + hv → S*). Molekul pewarna yang tereduksi karena kehi- langan elektron kemudian diregenerasi dengan penangkapan elektron oleh senyawa penerima dalam elektrolit (3S − | TiO 2 + I − 3 → S | TiO 2 + 3I − ). Namun demikian, terdapat mekanisme rekombinasi (intersepsi elektron) yang memungkin terjadi an- tara elektron pada pita konduksi dengan senyawa I − 3 dalam elektrolit sehingga mengurangi nilai arus foto yang dihasilkan DSSC [1]. Dalam perkembangan DSSC, terdapat ruang improvisasi untuk memperoleh efisiensi yang lebih tinggi diantaranya perekayasaan semikonduktor, struktur molekul pewarna, pasangan reduksi-oksidasi elektrolit, dan material
elektroda pembanding [2–5].
Pada perekayasaan semikonduktor untuk anoda DSSC, penggunaan material ZnO cukup menjanjikan dikarenakan sifat fisika yang lebih baik dibandingkan TiO 2 . Potensial pita konduksi lebih tinggi dibandingkan TiO 2 sehingga da- pat menghasilkan tegangan yang lebih besar, mobilitas elek- tron yang sangat cepat sehingga berpotensi mengurangi faktor rekombinasi, serta memiliki struktur dan morfologi yang da- pat diubah-ubah menyesuaikan kondisi sintesis [6–8]. Selain itu pemanfaatan bahan pewarna organik juga mulai dikem- bangkan cukup masif dikarenakan molekul pewarna kompleks Pewarna kompleks berbasis Ruthenium dikategorikan sebagai bahan anorganik yang tidak ramah lingkungan serta membu- tuhkan biaya sintesis yang mahal. Oleh karena itu, peneli- tian tentang bahan pewarna organik baik sintetik ataupun ekstraksi bahan alam menjadi alternatif untuk menguji un- juk kerja DSSC [9–12]. Gugus hidroksil (OH) atau karbok- sil (-COOH) pada senyawa organik, seperti antosianin dan karotenoid serta derivatifnya, dapat berikatan kovalen dengan Zn 2+ atau Ti 4+ sehingga sangat prospektif sebagai molekul sensitisasi pada DSSC. Berbagai ektrak buah dan daun seperti kulit manggis, daun nanas kerang, klorofil dan bunga sepatu yang dikenal mengandung antosianin yang tinggi dan berhasil menunjukkan karakteristik sel surya [9, 10, 13]. Selain ba- han alam tersebut, jeruk berikut dengan produk sampingnya seperti kulit jeruk dikenal sebagai sumber bio yang kaya akan karotenoid dan flavonoid [14, 15]. Namun demikian, eksplo- rasi ektrak kulit jeruk sebagai bahan pewarna untuk DSSC sangat jarang dilaporkan sebelumnya. Oleh karena itu, pada makalah ini disajikan fabrikasi dan karakterisasi secara kom- prehensif terkait variasi komposisi ekstrak jeruk (jeruk pu- rut biasa dan jeruk nipis) terhadap unjuk kerja (efisiensi) DSSC. Adapun karakterisasi sifat optik dan komposisi ek- strak jeruk dikarakterisasi dengan mengukur spektrum sera- pan (absorbansi) infra merah, absorbansi dan emisi UV/Vis. Sifat elektrokimia ekstrak jeruk dianalisis dari hasil penguku- ran cyclic voltammogram serta efisiensi DSSC diukur dengan menganalisis kurva arus-tegangan dan daya-tegangan dengan iluminasi simulator surya (100 mWcm − 2 ).

## II. METODE PENELITIAN

## Ekstraksi karotenoid dan flavonoid dari kulit jeruk
Ekstrak jeruk yang digunakan dalam studi ini adalah ekstrak kulit jeruk purut biasa, dan jeruk nipis. Detil karakteristik jeruk dapat dilihat pada referensi [14, 15]. Karotenoid dari jeruk diekstrak menggunakan metode yang sama pada penelitian sebelumnya. Sejumlah 500 mg dari kulit jeruk diekstrak dengan pelarut metanol:tetrahydrofuran (1:1, v/v) menggunakan ultra turrax hingga larutan ekstraksi berubah tidak bewarna. Ekstraksi polifenol dilakukan sebagai berikut: sampel kulit jeruk dihidrolisis menggunakan HCl dan NaOH untuk melepaskan senyawa polifenol dari matrik sampel. Sampel yang telah dihidrolisis diekstrak menggunakan pelarut etanol:air (1:a, v/v).

## Sintesis partikel nano ZnO
Sintesis partikel nano ZnO dilakukan melalui dua tahap reaksi sehingga diperoleh aggregat bola [3, 16, 17]. Pada tahap pertama, 0,1M Zn(CH 3 COO) 2 .2H 2 O dilarutkan dalam 100 ml diethylene glycol (DEG) dan dipanaskan pada temperatur 180 ◦ C serta diaduk secara kontinyu selama 1 jam. Larutan kemudian berubah menjadi putih susu dan didinginkan un- tuk kemudian disentrifugasi sehingga terpisah antara presipi- tat dan pelarut sisa (supernatant). Pelarut sisa yang terdiri dari sisa-sisa DEG, Zn(CH 3 COO) 2 .2H 2 O yang tidak bereaksi, air dan produk-rpoduk reaksi lainnya disimpan untuk reaksi tahap kedua. Pada tahap kedua, 0,1M Zn(CH 3 COO) 2 .2H 2 O di- larutkan dalam 100 ml DEG dan dipanaskan tanpa diaduk. Ketika larutan reaksi mencapai temperatur 140 ◦ C, 10 ml dari pelarut sisa ditambahkan sedikit demi sedikit hinga ter- jadi penurunan temperatur reaksi dan terjadi presipitasi ZnO. Larutan kemudian dipanaskan lanjut hingga mencapai temper- atur 160 ◦ C dan diaduk secara kontinyu selama 1 jam. Larutan kemudian didinginkan ke temperatur kamar dan disentrifugasi untuk memperoleh ZnO dengan aggregate bola yang terdis- persi secara homogen.

## Karakterisasi semikonduktor dan dye
Pola difraksi sinar X dari ZnO dilakukan menggunakan X- ray diffractometer. Kandungan dalam ekstrak jeruk sebelum- nya telah dikarakterisasi menggunakan HPLC dan LC-MS dan dilaporkan dalam artikel [14, 15]. Spektrometer sera- pan inframerah direkam menggunakan perangkat FTIR Nico- let iS10 (Thermo Scientific, Massachusetts, USA). Spek- trum absorbansi pada rentang panjang gelombang 400-800 nm dari ektrak jeruk diukur dengan menggunakan spektrom- eter UV/vis sedangkan spektrum emisi diukur menggunakan fluorolog. Sifat elektrokimia diuji dengan mengukur karak- teristik arus-tegangan pada cyclic voltammogram (CV) den- gan elektroda kerja karbon dan elektroda pembanding kawat platina. Adapun elektroda referensi pada pengukuran CV adalah Ag/AgCl.

## Fabrikasi dan pengujian DSSC
DSSC difabrikasi dengan struktur berlapis ( sandwich ) [4, 6]. Pasta ZnO dengan pelarut ethanol dan DEG dideposisikan pada substrat FTO ( F-doped tin oxide ) dengan luas aktif 20 mm 2 menggunakan metode doctor-blade serta kemudian dianil pada temperatur 450 ◦ C selama 1 jam untuk menda- patkan elektroda ZnO. Pada tahapan sensitisasi, elektroda ZnO dipanaskan pada temperatur 80 ◦ C kemudian direndam dalam larutan ekstrak jeruk dengan pelarut etanol selama 24 jam. Elektroda ZnO yang telah direndam kemudian diangkat dan dibersihkan dengan etanol untuk menghilangkan ekstrak yang tidak terserab secara kimia. Selanjutnya elektroda ZnO disandwich dengan elektroda pembanding Pt. Elektroda pem- banding disiapkan dengan melapiskan larutan 10 mM hydro- gen hexachloroplatinate (IV) hydrate (H 2 PtCl 6 , 99.9%) dalam pelarut 2-propanol pada substrat kaca FTO (FTO, ± 10 Ω ) dan dipanaskan pada temperatur 450 ◦ C selama 30 menit. Se- belum dilakukan pengujian arus-tegangan, elektrolit pasangan
Gambar 1: (a) Spektrum absorbansi IR dari ekstrak jeruk purut biasa (JP) dan jeruk nipis (JN). (b) Struktur molekuler dasar dari karotenoid (kiri) dan flavonoid (kanan) yang dianalisis dari spektrum absorbansi IR.
redoks I − 3 //I − diinjeksikan ke dalam sel. Adapun elektrolit ini terdiri dari 0,5 M tert-butylammonium iodide, 0,1 M Lithium iodide, 0,1 M iodine and 0,5 M 4-tert-butylpyridine yang di- larutkan dalam pelarut asetonitril. Pengujian arus-tegangan dilakukan menggunakan potensiostat Kethley dengan iradiasi solar simulator 100 mW.cm − 2 menggunakan filter AM1.5.

## III. HASIL DAN PEMBAHASAN
Kandungan karotenoid dan flavonoid diestimasi menggu- nakan hasil pengukuran absorbansi IR yang menunjukkan karakter vibrasi harmonik dan vibrasi fundamental dari molekul tertentu. Berdasarkan studi berbasis absorbansi IR [18], analisis spektrum IR mengabaikan puncak-puncak pada rentang > 3500 cm − 1 dikarenakan puncak absorpsi yang lebar dari vibrasi peregangan gugus hidroksil (-OH) dapat bertumpang tindih dengan puncak absorpsi yang lain. Rentang absorbansi yang menjadi fokus analisis adalah 1000 hingga 3500 cm − 1 dikarenakan pada rentang ini pita valensi dari gugus karbonil bersifat IR aktif.
Estimasi kuantitatif kandungan karotenoid dan flavonoid dilakukan dengan menggunakan program fitting berbasis particle swarm optimization (PSO) terhadap jumlahan dari dugaan kandungan karotenoid dan flavonoid yang ada di dalam ekstrak jeruk [19]. Proses optimasi menggunakan partikel swarm sejumlah 500 hingga 1000 dengan maksi- mum 1000 iterasi. Spektrum IR dari ekstrak jeruk purut manis dan jeruk nipis ditunjukkan pada Gambar 1. Pun-
cak pada 3500-3200 cm − 1 merupakan karakteristik vibrasi regangan O-H dari makromolekul ataupun molekul air per- mukaan. Absorbansi pada rentang 3000-2800 cm − 1 dapat disebabkan vibrasi peregangan C-H dari gugus metil, metoksi dan metilena yang terdapat dari dua fraksi utama struktur molekuler flavonoid yaitu gugus benzopiron dan fenil. Vi- brasi peregangan dari karbonil (C=O) dari gugus karboksil (COO) ditunjukkan dengan puncak spectrum pada rentang 1740-1710 cm − 1 . Puncak infra merah pada 1640 cm − 1 meru- pakan penciri pergangan ikatan C=C dari cincin benzena. Spektrum vibrasional pada rentang 1430-1455 cm − 1 meru- pakan karakteristik senyawa alifatik dan aromatik (C-H) dari vibrasi deformasi planar gugus metil, metilena dan metoksi. Puncak absorbansi pada rentang 1300-1000 cm − 1 menun- jukkan vibrasi peregangan C-O asam karboksilat dan alka- nol, sedangkan absorbansi pada rentang 1130-1150 cm − 1 be- rasosiasi dengan vibrasi C-O-C dan O-H dari polisakarida. Karakteristik spektrum IR pada bilangan gelombang dibawah 900 cm − 1 merupakan karakteristik sidik jari ( finger print zone ). Secara umum hasil fitting terhadap spektrum IR me- nunjukkan bahwa ekstrak jeruk purut biasa dan jeruk nipis mengandung beberapa jenis karetonid (lutein dan zeaxanthin) serta berbagai derivatif flavonoid seperti flavonol, flavanon, flavon O-glycosides dan flavon polimetoksi ( polymethoxy- lated flavones , PMFs). Kandungan karotenoid dan flavonoid pada ekstrak jeruk berdasarkan spektrum IR adalah sebagai berikut (data ditunjukkan hanya kandungan > 5%): Ekstrak jeruk purut biasa mengandung naringin (20%), hesperidin (22%), neohesperidin (12%), tangeretin (27%) dan lutein
Gambar 2: Spektrum absorbansi pada panjang gelombang tampak dan NIR serta spectrum emisi untuk panjang gelombang eksitasi 410 nm dari ekstrak (a) jeruk purut dan (b) nipis.
(7%), sedangkan ekstrak jeruk nipis mengandung quercetin (14%), naringin (12%), hesperidin (11%), sakuranetin (18%), nobiletin (6%), tangeretin (21%) dan lutein (13%).
Pada Gambar 2 ditunjukkan karakteristik serapan dan emisi dari ekstrak kulit jeruk pada rentang panjang gelombang tam- pak dan near infrared (NIR). Ekstrak jeruk purut biasa memi- liki karakteristik serapan pada panjang gelombang 475 nm, 580 nm, dan 668 nm, sedangkan ekstrak jeruk nipis memiliki puncak serapan pada 470 nm, 605 nm (lemah), dan 670 nm. Beberapa puncak absorbansi ekstrak jeruk ini dapat dikore- lasikan dengan karakteristik absorbansi senyawa yang dom- inan dalam kandungan ekstrak, seperti: hesperidin memi- liki absorbansi maksimum pada panjang gelombang 435, 525 dan 670 nm; naringenin memiliki absorbansi maksimum pada panjang gelombang 410 dan 550 nm; quercetin memiliki ab- sorbansi maksimum pada panjang gelombang 510, 560 dan 690 nm [20, 21]. Turunan karotenoid yaitu lutein memiliki absorbansi maksimum pada 423, 445 dan 474 nm. Selain itu absorbtivitas molar dari spektrum absorbansi menunjukkan bahwa ekstrak jeruk purut biasa lebih berpotensi untuk me- manen iradiasi cahaya lebih besar dibandingkan ekstrak jeruk nipis. Evaluasi spektrum emisi dari masing-masing ekstrak jeruk menunjukkan bahwa kedua ekstrak memiliki karakter- istik emisi yang hampir sama. Ekstrak jeruk memiliki emisi
puncak pada 480 nm dan 680 nm dengan emisi pada 720 nm serta intensitas spektrum emisi pada panjang gelombang 475- 525 nm lebih kuat dibandingkan intensitas emisi pada panjang gelombang 720 nm. Adanya tumpang tindih spektrum emisi dan absorbansi memungkinkan terjadinya transfer energi di dalam sistem yaitu interaksi emisi foton dengan molekul pe- warna yang terjerap pada semikonduktor.
Sifat elektrokimia dari masing-masing ekstrak ditunjukkan pada pengukuran cyclic voltammogram seperti pada Gambar 3. Kedua ekstrak kulit jeruk memiliki tegangan oksidasi yang sama yaitu pada +0,67 V relatif terhadap potensial Ag/AgCl. Ekstrak kulit jeruk nipis hanya menunjukkan satu langkah re- duksi pada -1,02 V, sedangkan ekstrak kuit jeruk purut biasa menunjukkan dua langkah reduksi pada -1,11 dan -1,74 V. Berdasarkan hasil uji elektrokimia tersebut, diketahui bahwa ekstrak jeruk memiliki kecenderungan yang bersifat lebih ok- sidan sehingga tepat untuk dijadikan pewarna DSSC menggu- nakan semikonduktor tipe-n, salah satunya ZnO.
Sebelum dilakukan analisis terhadap unjuk kerja DSSC, karakterisasi terhadap sifat fisika dari material ZnO disajikan pada Gambar 4. Berdasarkan formulasi Debye-Scherrer, be- sarnya kristalit ZnO dapat dihitung melalui persamaan:
D = kλ β cos θ (1)
Gambar 3: Sifat elektrokimia ditunjukkan dengan cyclic voltammo- gram dari ekstrak jeruk biasa dan jeruk nipis.
Gambar 4: Pola difraksi X-Ray ZnO pada kaca substrat FTO. Gam- bar yang disisipkan menunjukkan morfologi ZnO yang diperoleh dengan luas area spesifik serta ukuran kristalit ZnO. Skala batang ekivalen dengan ukuran 100 nm.
dengan D adalah ukuran kristalit (nm), k adalah faktor ge- ometri (0,9), λ adalah panjang gelombang (nm), β adalah lebar puncak pada nilai tengah intensitas ( full-width at half maximum , FWHM), dan θ adalah sudut difraksi. Besarnya kristalit ZnO pada penelitian ini adalah 15 nm. Namun demikian, berdasarkan karakterisasi SEM morfologi ZnO berupa bola spheris dengan ukuran rerata 200 nm. Hal ini me- nunjukkan bahwa kristalit ZnO membentuk agregat berbentuk bola yang memiliki luas permukaan aktif sebesar 30 m 2 /g. Berdasarkan karakterisasi struktur pori, ZnO dengan agre- gat bola memiliki karakter pori bimodal yang berasal dari pori inter-partikel(kristalit) atau intra-agregat dan pori inter- agregat [4, 16]. Morfologi agregat bola ini sangat berguna untuk meningkatkan pemanenan cahaya karena faktor peng- hamburan cahaya internal ( internal light scattering ) sehingga efisiensi DSSC dapat ditingkatkan [3].
Performansi DSSC ditunjukkan pada kurva arus vs. tegan-
TABEL I: Parameter sel surya dari DSSC dengan iradiasi 100 mW.cm − 2 . Nilai simpangan baku diambil dari hasil pengukuran em- pat sampel yang berbeda.
Ekstrak V ◦ c J sc FF η (volt) (mA.cm − 2 ) (%) (%) Jeruk Nipis 0,334 ± 0,012 0,786 ± 0,025 40,07 0,105 Jeruk Purut 0,336 ± 0,016 0,956 ± 0,042 37,92 0,122
Gambar 5: Karakterisasi arus tegangan (bulat penuh) dan daya- tegangan (bulat kosong) untuk DSSC menggunakan ekstrak jeruk bi- asa (merah) dan jeruk nipis (hitam).
gan (J-V) dan daya vs tegangan (P-V) (Gambar 5). Karakter- istik sel surya ditunjukkan dengan empat parameter yaitu: ra- pat arus hubungan singkat ( short-circuit current density , J sc ), tegangan hubungan terbuka ( open-circuit voltage , V ◦ c ), faktor pengisian ( fill factor , FF) dan efisiensi konversi energi ( η ). Ni- lai FF dihitung dari rasio daya maksimum (J max × V max ) ter- hadap daya teoretis (J sc × V ◦ c ). Karakteristik sel surya hasil uji DSSC dengan masing-masing ekstrak kuit jeruk ditabu- lasikan pada Tabel I.
Pada Tabel I ditunjukkan bahwa nilai V ◦ c tidak bervariasi antara DSSC dengan ekstrak jeruk nipis ataupun jeruk pu- rut yaitu berkisar pada nilai 0,335 V. Hal ini menunjukkan bahwa beda potensial antara pita konduksi ZnO dan potensial reaksi redoks elektrolit tidak berbeda satu sama lain. Hal ini menunjukkan bahwa karakteristik elektronik ZnO dan elek- trolit yang digunakan pada masing-masing DSSC adalah iden- tik. Demikian pula dengan nilai FF yang tidak bervariasi se- cara signifikan sehingga dapat dijustifikasi bahwa karakter- istik elektrik fabrikasi (series resistance R s dan shunt resis- tance R sh ) adalah identik. Nilai R s dan R sh ini dapat dies- timasikasikan dari gradien kurva J-V berturut-turut pada titik dekat J sc dan V oc . Oleh karena itu, nilai arus foto yang di- hasilkan dalam setiap DSSC dapat dikorelasikan secara spe- sifik dengan karakteristik optik dan elektrokimia dari variasi komposisi karotenoid dan flavonoid yang terkandung dalam ekstrak jeruk.
Ditinjau dari potensial/tegangan reduksi relatif terhadap
tegangan referensi Ag/AgCl, ekstrak jeruk purut memiliki beda potensial -0.41 hingga -1.14 V terhadap potensial pita konduksi ZnO pada kondisi vakum (-0.7 V vs. Ag/AgCl) [22]. Hal ini berimplikasi bahwa energi bebas Gibbs (- ∆ G inj ) untuk injeksi elektron pada kondisi tereksitasi pewarna ek- strak jeruk purut lebih besar dibandingkan pewarna ekstrak jeruk nipis, sehingga efisiensi injeksi elektron yang bersesua- ian juga semakin besar. Selain itu, pada bahasan sifat op- tik ditunjukkan bahwa pada konsentrasi ekstrak yang sama, nilai absorptivitas esktrak jeruk purut lebih tinggi diband- ingkan ekstrak jeruk nipis (sebagai contoh: A λ =475 nm = 0,23 vs. 0,1) sehingga efisiensi pemanenan cahaya/foton juga lebih besar. Selain dua hal di atas, penggunaan ek- strak jeruk nipis cukup menarik untuk studi lebih lanjut. Hal ini dikarenakan adanya tumpang tindih spektrum absorpsi dan emisi ekstrak yang dapat menginduksi terjadinya trans- fer energi secara resonansi F¨orster antar molekul yang ter- jerab (teradsorbsi) secara berdekatan [23]. Adanya transfer energi ini akan meningkatkan kapasitas sensitisasi molekul pewarna oleh foton yang terhambur karena interaksi foton dengan semikonduktor serta interaksi dengan emisi foton dari molekul pewarna akibat penyerapan foton pada panjang gelombang yang bersesuaian. Secara umum, hasil preparasi DSSC dengan elektroda ZnO dan pewarna ekstrak jeruk me- nunjukkan efisiensi yang cukup baik untuk kelas pewarna alami dibandingkan dengan beberapa DSSC yang telah dila- porkan menggunakan ekstrak antosianin kulit manggis, bunga sepatu, bunga nanas kerang, dan lain-lain [5, 7, 16, 24, 25].

## IV. SIMPULAN
Dye-sensitized solar cells (DSSCs) dengan anoda ZnO tersensitisasi pewarna ekstrak jeruk telah difabrikasi dan dikarakterisasi. Pewarna ekstrak jeruk purut biasa kaya akan kandungan flavonoid seperti naringin, hesperidin dan tan- geretin, sedangkan ekstrak jeruk nipis kaya akan kandun- gan quercetin, sakuranetin, dan tangeretin. Adapun kedua pewarna memiliki kandungan lutein (kelas karotenoid) yang identik. Kombinasi kandungan flavonoid dan karotenoid pada ekstrak jeruk mempengaruhi spektrum absorbsi dan emisi pada panjang gelombang tampak serta mempengaruhi poten- sial reduksi dari kedua ekstrak. Hasil uji arus-tegangan DSSC menggunakan elektroda aktif ZnO dan pewarna ekstrak jeruk menunjukkan nilai V oc dan FF yang relatif sama, sehingga nilai J sc yang berbeda dapat dikorelasikan dengan karakterit- sik optik dan elektrokimia dari pewarna ekstrak jeruk. Rapat arus pada rangkaian singkat terbesar (J sc = 0,956 mA.cm − 2 ) dihasilkan DSSC dengan molekul pewarna ekstrak jeruk pu- rut biasa dan efisiensi yang mampu dicapai sebesar 0,122%. Hal ini dikarenakan energi bebas Gibbs untuk injeksi elektron dari kondisi tereksitasi ekstrak jeruk purut biasa lebih besar dibandingkan ekstrak jeruk nipis sehingga didapatkan injeksi elektron yang lebih efisien. Selain itu tingginya absorbansi molar ektrak jeruk purut biasa serta adanya tumpang tindih spektrum absorbsi dan emisi berimplikasi pada tingginya efisiensi pemanenan cahaya dalam piranti DSSC.
[1] M. Gr¨atzel. J. Photochem. Photobiol. C, 4 , 145-153 (2003).
[2] A. Kay, M. Gr¨atzel, J. Solar Energy Materials & Solar Cells, 44 , 99-117 (1996).
[3] R.A. Wahyuono, Dye-Sensitized Solar Cells (DSSC) Fabrication with TiO 2 and ZnO Nanoparticle for High Conversion Efficiency , Master Thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember, 2013.
[4] R.A. Wahyuono, et al. , Chemical Physics, 483 , 112-121 (2017).
[5] R. Mahendra, R.A. Wahyuono, D. Sawitri, D.D. Risanti, Dye- Sensitized Solar Cells (DSSC) Based on ZnO non-and Verically Aligned Nanorods Structures , Proceeding of the 3 rd Applied Sci- ence for Technology Innovation, ASTECHNOVA, 3 , 269-275 (2014).
[6] R.A. Wahyuono, et al. , Open Chemistry, 14 (1), 158-169 (2016).
[7] M. Iqbal, et al. , Adv. Mater. Res., 1123 , 219-222 (2015).
[8] R.A. Wahyuono, D.D. Risanti, Modeling and experiment of dye-sensitized solar cell with vertically aligned ZnO nanorods through chemical bath deposition , Proc. SPIE 9444, International Seminar on Photonics, Optics, and Its Applications (ISPhOA 2014), 94440Q (January 9, 2015); doi:10.1117/12.2081054.
[9] H. Chang, Y.-J. Lo, Journal of Solar Energy, 84 , 1833-1847 (2010).
[10] E. Yamazaki, et al. , Solar Energy, 81 , 512-516 (2007).
[11] I. Eka Putri, et al. , Advanced Materials Research, 1123 , 325- 328 (2015).
[12] S. Agustini, et al. , AIP Conference Proceedings, 1554 (1), 66 (2013).
[13] R.A. Wahyuono, D.D. Risanti, Selection of Natural Dye Photo- sensitizer for Quasi-solid State Dye-sensitized Mesoporous TiO 2 Solar Cell (DSC) Fabrication , Proceeding International Confer- ence on Chemical and Material Engineering 2012, PSE.12, 1-6, 2012.
[14] Ernawita, et al. , Eur. Food Res. Technol., 242 , 1869-1881 (2016).
[15] Ernawita, et al. , Antioxidants, 6 (1), 11 (2017).
[16] A. Syukron, R.A. Wahyuono, D. Sawitri, D.D. Risanti. Adv. Mater.Res., 896 , 183-186 (2014).
[17] R.A. Wahyuono, et al. , AIP Conference Proceedings 1586 (1), 78-81 (2014).
[18] M. Heneczkowski, M. Kopacz, D. Nowak, A. Kuzniar, Acta Pol. Pharm., 58 , 415-420 (2001).
[19] A. Galvez, A. Iglesias, Comput. Aided Des., 43 , 1683-1692 (2011).
[20] V. Domenici, et al. , J. Agric. Food Chem., 62 (38), 9317-9325 (2014).
[21] J.A. Sierra, et al. , New J. Chem., 40 , 1420-1429 (2016).
[22] K. Itaya, E. Tomita, Surface Science, 219 , L515-L520 (1989).
[23] J.I. Basham, G.K. Mor, C.A. Grimes, ACS Nano, 4 (3), 1253- 1258 (2010).
[24] H. Zhou, L. Wu, Y. Gao, T. Ma, J. Photochem. Photobiol. A: Chemistry, 219 , 188-194 (2011)
[25] S. Hao, J. Wu, Y. Huang, J. Lin, Journal of Solar Energy, 80 , 209-214 (2006)