## EFISIENSI COUNTER ELECTRODE DENGAN PENGURANGAN PEMAKAIAN PLATINA MENGGUNAKAN KOMPOSIT BAHAN RAMAH LINGKUNGAN GRAFIN DAN CARBON NANOTUBES UNTUK APLIKASI DYE SENSITIZED SOLAR CELLS
Fatiatun Fatiatun * dan Intan Masruroh Swasti Prodi Pendidikan Fisika, Fakultas Ilmu Tarbiyah dan Keguruan, Universitas Sains Al-Qur’an, Mojotengah, Wonosobo , Indonesia
* coressponding author: fatia@unsiq.ac.id
Received 04-06-2022, Revised 20-10-2022, Accepted 24-10-2022 Available Online 27-10-2022, Published Regularly October 2022

## ABSTRACT
Dye sensitized solar cells (DSSCs) are the most popular solar cells in the third generation. DSSCs have  been  widely  developed  as  an  alternative  to  silicon-based  solar  cells  because  of  its  easy manufacturing  process,  high  efficiency,  easy  production  costs,  and  environmental  friendliness. Graphene and carbon nanotubes (CNTs) are promising materials to reduce the use of platinum (Pt) in counter electrode (CE) due to their excellent properties, such as thermal, electrical conductivity, and high surface area. One of the derivatives of graphene that is often used is reduced graphene oxide (rGO) which is produced from GO solution by a reduction process. GO was synthesized in an  electrolyte  containing  surfactant  by  the  electrochemical  exfoliation  method.  The  specially prepared  sodium  1,4-bis(neopentyloxy)-3-(neopentyloxycarbonyl)-1,4-dioxobutane-2-silphonate (TC14) surfactant was used in GO synthesis. The CE thin film of TC14-rGO/CNTs/Pt hybrid shows the  highest  efficiency  values  (0.0594%)  with  Jsc,  Voc,  and  FF  of  0.176  mA/cm2,  0.622  V,  and 0.464, respectively. This was believed due to the conjugated network in CNTs acts as a connecting cable between the TC14-rGO layers and as a vacancy filler, the high electrical conductivity value and the larger surface area also cause faster electron movement, making these properties important in DSSC performance. The FF value which is also the highest in the TC14-rGO/CNTs/Pt hybrid samples as CE is also influenced by its structure. The high surface area of CNTs and TC14-rGO in the  TC14-rGO/CNTs/Pt  hybrid  samples  exhibited  important  properties  for  generating  dye  after electron injection and led to a faster route of electron regulation during DSSCs processing. These findings indicate that Pt composited with environmentally friendly and inexpensive materials such as  T14-rGO and CNTs  can improve CE  performance in  DSSCs applications. Based on this, this research can be used as a basis for further research on the fabrication of carbon-based CE.
Keywords: carbon nanotubes; counter electrode; DSSCs; graphene; platinum

## ABSTRAK
Sel  surya  tersensitisasi  warna  ( dye  sensitized  solar  cell- DSSC)  merupakan  solar  sel  yang  paling terkenal  di  generasi  ketiga.  DSSC  sudah  secara  luas  dikembangkan  sebagai  alternatif  pengganti solar sel berbasis silikon karena proses pembuatannya yang mudah, efisiensi tinggi, biaya produksi yang mudah dan ramah lingkungan. Grafin dan carbon nanotubes (CNTs) merupakan bahan-bahan yang menjanjikan untuk mengurangi penggunaan platina (Pt) dalam CE karena sifatnya yang sangat baik, seperti konduktivitas termal, listrik dan luas permukaan yang tinggi. Salah satu turunan dari grafin yang sering digunakan yaitu reduced graphene oxide (rGO) yang diproduksi dari larutan GO dengan proses reduksi. GO disintesis dalam elektrolit yang mengandung surfaktan dengan metode
electrochemical  exfoliation .  Surfaktan  tiga  kaki  sodium  1,  4-bis  (neopentyloxy)-3- (neopentyloxycarbonyl)-1,  4-dioxobutane-2-silphonate  (TC14)  yang  dibuat  khusus  digunakan dalam sintesis GO. Dari semua CE yang telah difabrikasi, sampel film tipis CE TC14-rGO/CNTs/Pt hybrid memiliki nilai efisiensi yang paling besar (0.0594%) dengan J sc , V oc , dan FF berturut-turut yaitu 0.176 mA/cm 2 , 0.622 V and 0.464. Nilai efisiensi yang tinggi ini karena jaringan terkonjugasi pada  CNTs  berperan  sebagai  kabel  penghubung  antara  lapisan-lapisan  TC14-rGO  dan  sebagai pengisi kekosongan, tingginya nilai konduktivitas listrik serta luas permukaan yang lebih besar juga menyebabkan  pergerakan  elektron  lebih  cepat  sehingga  menjadikan  sifat-sifat  ini  penting  dalam kinerja DSSCs. Nilai FF yang juga paling tinggi pada sampel TC14-rGO/CNTs/Pt hybrid sebagai CE juga dipengaruhi oleh strukturnya. Luas permukaan yang tinggi pada CNTs dan TC14-rGO pada sampel  TC14-rGO/CNTs/Pt hybrid menunjukkan  sifat  yang  penting  untuk  membangkitkan pewarna  ( dye) setelah  injeksi  electron  dan  menyebabkan  rute  regulasi  elektron  yang  lebih  cepat selama proses DSSCs. Penemuan ini mengindikasikan bahwa Pt yang dikompositkan dengan bahan yang  ramah  lingkungan  dan  murah  seperti  T14-rGO  dan  CNTs  dapat  meningkatkan  kinerja  CE dalam aplikasi DSSCs. Berdasarkan hal tersebut, penelitian ini dapat digunakan sebagai dasar dalam penelitian selanjutnya mengenai fabrikasi CE dengan bahan dasar grafin.
Kata kunci: Grafin; Carbon Nanotubes ; Counter Electrode ;DSSCs;Platina

## PENDAHULUAN
Sejak tahun 1991, sel surya tersensitisasi warna ( dye sensitized solar cell- DSSC) merupakan solar  sel  yang  paling  terkenal  di  generasi  ketiga.  DSSC  sudah  secara  luas  dikembangkan sebagai  alternatif  pengganti  solar  sel  berbasis  silikon  karena  proses  pembuatannya  yang mudah,  efisiensi  tinggi,  biaya  produksi  yang  mudah  dan  ramah  lingkungan [1] .  DSSC  juga menunjukkan  hasil  yang  lebih  baik  dibandingkan  solar  sel  yang  konvensional  dan  dapat mengubah energi matahari menjadi listrik. DSSC terdiri dari empat komponen yaitu fotoanoda, pewarna  ( dye ),  elektrolit  dan counter  electrode (CE).  CE  dalam  aplikasi  DSSC  telah memperoleh perhatian yang cukup besar untuk dikembangkan karena berfungsi sebagai katalis untuk mempercepat reaksi reduksi-oksidasi pada elektrolit [2] .
Pt merupakan material yang sudah banyak digunakan sebagai CE karena konduktivitas listrik dan aktivitas katalitik yang tinggi [3], [4] .  Namun, Pt tergolong material yang mahal dan terbatas jumlahnya di alam sehingga perlu dikurangi jumlah penggunaannnya. Bahan-bahan berbasis carbon seperti grafin, carbon nanotubes (CNTs) dan karbon hitam dapat dipilih sebagai bahan alternative untuk CE. Grafin adalah bahan yang menjanjikan untuk mengurangi penggunaan platina  (Pt)  karena  sifatnya  yang  sangat  baik,  seperti  konduktivitas  termal,  listrik  dan  luas permukaan  yang tinggi  (2630  m 2 g −1 ) [5], [6] .  Grafin juga  menghadirkan biaya produksi  yang murah, transparansi optik yang tinggi, aktivitas elektrokatalitik yang bagus, ramah lingkungan dan  nilai  efisiensi  yang  tinggi  ketika  diaplikasikan  dalam  DSSC [7] .  Grafin  dapat  disintesis dengan  menggunakan  pendekatan  fisik,  seperti  pengelupasan  mikromekanis,  pertumbuhan epitaxial pada silikon karbida dan uap kimia deposisi (CVD) [8], [9] . Selain grafin, turunannya yaitu grafin oksida (GO) telah dikembangkan sebagai bahan CE karena proses pembuatannya yang  mudah,  konduktivitas  listrik  dan  luas  permukaan  yang  tinggi [10] .  GO  dapat  disintesis dengan berbagai cara seperti Hummer’s dan electrochemical exfoliation [11] .
Metode  Hummer’s  menunjukkan  biaya  produksi  yang  tinggi  karena  menggunakan  banyak bahan  kimia  dan  waktu  produksi  yang  lama [12] .  Oleh  karena  itu,  metode electrochemical exfoliation dipilih untuk sintesis GO karena ramah lingkungan, proses pembuatan yang mudah dan biaya produksi yang murah [13] . Kandungan oksigen yang tinggi pada GO dikurangi melalui proses reduksi untuk menghasilkan larutan reduced graphene oxide (rGO). Kandungan oksigen yang rendah pada rGO ini menjadikan sifatnya lebih konduktif, strukturnya lebih bagus dan stabil [14] . Berdasarkan hal tersebut, peneliti akan mengembangkan CE dengan menggunakan sedikit Pt yang dikompositkan dengan rGO dan CNTs yang berasal dari limbah minyak kelapa
sawit  yang  ramah  lingkungan.  Komposit  antara  Pt,  rGO  dengan  CNTs  ini  bertujuan  untuk saling melengkapi sifat yang dimiliki oleh masing-masing material sehingga tercipta sifat yang lebih bagus dan ramah lingkungan untuk CE dalam aplikasi DSSC.

## METODE

## Sintesis Graphene Oxide
Metode  yang  bisa  digunakan  dalam  sintesis  GO  yaitu  dengan  pendekatan  kimia  seperti electrochemical exfoliation dan Hummers [11] . Metode Hummers memperoleh perhatian khusus karena efisiennya yang tinggi dan proses reaksi yang singkat. Akan tetapi, metode Hummers termasuk  metode  yang  mahal  karena  menggunakan  banyak  bahan  kimia  dan  menimbulkan tingkat  cacat  yang  tinggi  pada  sampel.  Oleh  karena  itu, electrochemical  exfoliation dipilih untuk sintesis GO karena biaya poduksi yang  murah, ramah lingkungan dan efisien [10] . GO disintesis  dalam  elektrolit  yang  mengandung  surfaktan.  Surfaktan  tiga  kaki  sodium  1,  4-bis (neopentyloxy)-3-(neopentyloxycarbonyl)-1, 4-dioxobutane-2-silphonate (TC14) yang dibuat sendiri secara khusus digunakan dalam sintesis GO dengan kadar elektrolit 0.1 M. Elektrolit ini  dibuat  dengan  mencampurkan  surfaktan  TC14  dengan deonized  water (DI-water).  Dua batang  grafit  (GoodFellow  GmbH,  Germany)  dengan  diameter  1  mm  dan  panjang  15  mm digunakan  dalam  sintesis  GO  dengan  cara  direndam  dalam  larutan  elektrolit  0.1  M  dan dihubungkan ke potensial 7V selama 24 jam pada suhu kamar.

## Produksi Reduced Graphene Oxide
Dalam proses reduksi, larutan GO yang telah berhasil disintesis direduksi kadar oksigen yang ada di dalamnya sehingga menghasilkan larutan rGO. Hydrazine hydrate (80% larut dalam air, made  in  France)  digunakan  sebagai  bahan  pereduksi  oksigen  dalam  proses  reduksi.  Rasio antara hydrazine hydrate dan larutan GO yaitu 1:100 dan proses reduksi dilakukan pada suhu ~95 ° C selama 24 jam dengan selalu diaduk dengan menggunakan pengaduk magnet.
Komposit Reduced Graphene Oxide dan Carbon Nanotubes
Komposit TC14-rGO dan CNTs dibuat dengan mencampurkan serbuk CNTs sebanyak 0.254 gram dan 25 ml larutan TC14-rGO. Selanjutnya, larutan komposit TC14-rGO dan CNTs (TC14 rGO-CNTs hybrid) diaduk selama 1 jam di atas hot plate dengan bantuan pengaduk magnet di dalamnya dan disonikasi selama 30 menit pada suhu kamar.
Transfer Proses Komposit TC14- Reduced Graphene Oxide / Carbon Nanotubes Sebelum  proses  transfer,  substrat  kaca  FTO  dibersihkan  dengan  alat ultrasonic  cleaner menggunakan  aseton,  metanol  dan  DI-water.  Subtrat  kaca  yang  telah  dibersihkan  kemudian dipanaskan di atas hot plate pada suhu 120°C selama 5 menit. Setelah itu, metode pelapisan semprot ( spray coating ) digunakan untuk mentransfer larutan TC14 rGO/CNTs hybrid di atas substrat FTO sehingga terbentuk film tipis. Penyemprotan dilakukan dengan jarak sekitar 10 cm dari posisi substrat. Film tipis yang telah terbentuk di annealing pada suhu 400°C selama 1 jam dengan dialiri argon (Ar).
Komposit Reduced Graphene Oxide / Carbon Nanotubes dan Platina
Setelah terbentuk film tipis rGO/CNTs hybrid, maka selanjutnya dilakukan coating Pt di atas sampel  film  tipis  rGO/CNTs  hybrid  dengan  menggunakan  alat sputter  coater .  Ketebalan  Pt yang di coating di atas sampel film tipis rGO/CNTs hybrid tersebut yaitu sekitar ~10 nm yang dapat ditentukan dari alat tersebut.

## Karakterisasi CE
CE  dikarakterisasi  dalam  tiga  sifat  utama  yaitu  struktur,  optik  dan  listrik.  Struktur  CE dikarakterisasi dengan menggunakan field emission scanning electron microscopy (FESEM), energy  dispersive  X-ray (EDX),  spektroskopi  mikro-Raman.  Sifat  optik  diukur  dengan spektroskopi ultraviolet-visible (UV-Vis) dan pengukuran four-point probe untuk mengetahui sifat  listrik  film  tipis  CE.  Pengukuran  terakhir  yang  dilakukan  yaitu  dengan  solar  simulator untuk mengetahui efisiensi dari berbagai macam CE yang telah dibuat yaitu TC14-GO, TC14- rGO, TC14 rGO-CNTs hybrid dan TC14 rGO-CNTs/Pt hybrid untuk aplikasi DSSC.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Field  Emission  Scanning  Electron  Microscopy (FESEM)  dan Energy  Dispersive  X-ray (EDX)
Hasil  analisis  struktur  menggunakan  alat  karakterisasi  FESEM  dan  EDX  ditunjukkan  pada Gambar 1. Pada gambar ini menunjukkan ada 3 sampel CE yang dianalisis yaitu platina (Pt), komposit  TC14 reduced graphene  oxide/Pt (TC14-rGO/Pt hybrid )  dan  komposit  TC14 rGO/ carbon nanotubes/Pt (TC14-rGO/CNTs/Pt hybrid ). Gambar 1(a) memperlihatkan sampel Pt sebagai CE dengan struktur nanopartikel yang homogen di atas permukaan substrat  FTO. Hasil EDX analisis pada Gambar 1(b) memperlihatkan bahwa hasil persentase atomik Pt adalah 100%. Hal ini membuktikan kemurnian dari sampel Pt yang telah dibuat. Struktur nanopartikel Pt juga tersebar secara homogen pada permukaan film tipis TC14-rGO (Gambar 1(c)) . Pada sampel  film  tipis  TC14-rGO  (Gambar  1(c))  memperlihatkan  hasil  struktur  permukaan  yang seperti lembaran dan lapisannya sangat tipis. Hasil yang sangat tipis ini diperkirakan karena rendahnya kandungan oksigen (O) pada sampel TC14-rGO dibandingkan dengan kandungan karbon (C) dan juga menunjukkan berhasilnya proses reduksi (proses pembuatan rGO).
Hasil analisis EDX mengkonfirmasi adanya nanopartikel Pt pada permukaan sampel film tipis TC14-rGO/Pt dan TC14-rGO/CNTs/Pt hybrid (Gambar 1(d) dan 1(f)). Persentase atomik Pt pada sampel film tipis TC14-rGO/Pt dan TC14-rGO/CNTs/Pt hybrid secara berturut-turut yaitu 0.70% dan 1.28%. Persentase atomik Pt yang rendah ini memverifikasi bahwa lapisan Pt sangat tipis yaitu 10 nm pada permukaan sampel film tipis. Pada Gambar 1(d) juga memperlihatkan hasil  persentase  atomik  O  (36.32%)  yang  lebih  rendah  dibandingkan  C  (62.92%).  Struktur morfologi  pada  sampel  film  tipis  TC14-rGO/CNTs/Pt  hybrid  (Gambar  1(e))  menunjukkan penyebaran  yang  baik  dan  merata  TC14-rGO/CNTs  pada  permukaan  substrat  FTO. Kekosongan antara lapisan-lapisan TC14-rGO diisi oleh CNTs yang terlihat sebagai jaringan terkonjugasi.  CNTs  dapat  juga  digunakan  sebagai  kabel  penghubung  antara  lapisan-lapisan TC14-rGO [15], [16] . Struktur nanopartikel Pt juga tersebar secara homogen pada permukaan film tipis  TC14-rGO/CNTs.  Pada  Gambar  1(f)  juga  membuktikan  keberhasilan  proses  komposit TC14-rGO dengan  CNTs  yang dapat dilihat dari persentase atomik C (76.95%) lebih  tinggi daripada C pada sampel TC14-rGO/Pt (Gambar 1(d)) yaitu 62.98%.
(a) (b) (c) (d) (e) (f)
Gambar 1 . Gambar hasil analisis struktur menggunakan FESEM dan EDX (a)-(b)Pt, (c)-(d) TC14 rGO/Pt hybrid , dan (e)-(f) TC14 rGO/CNTs/Pt hybrid

## Micro-Raman Spectroscopy
Hasil analisis micro-Raman spectroscopy pada sampel-sampel film tipis CE ditunjukkan dalam Gambar  2.  Kristalinitas  dan  cacat  pada  sampel-sampel  film  tipis  dapat  ditentukan  dengan menggunakan analisis micro-Raman spectroscopy yang dilihat dari berbagai peak yang mucul dalam grafik raman [17] . Pada grafik micro-Raman Spectroscopy menunjukkan rasio I D /I G (0.43) yang lebih kecil pada sampel film tipis TC14 rGO/CNTs/Pt hybrid dibandingkan pada TC14 rGO/Pt hybrid (0.93).  Nilai  rasio  I D /I G yang  rendah  ini  karena  nilai  rasio  I D /I G pada  sampel TC14 rGO/CNTs juga memiliki nilai yang rendah yaitu 0.35 [18]. Rendahnya nilai rasio I D /I G ini juga dipercaya karena kontribusi dari rendahnya rasio I D /I G pada sampel CNTs murni yang terdiri dari struktur sp 2 yang lebih tinggi [19] . Bahan CNTs murni juga tidak memiliki kandungan O  yang  tinggi,  sehingga  menunjukkan  cacat  kecil  ( small  defect )  dan  ini  juga  menyebabkan penurunan rasio I D /I G .
D- dan G- band pada sampel TC14 rGO/Pt hybrid berturut-turut 1362 dan 1595 cm -1 . D- band menunjukkan  ikatan-ikatan  dangling  yang  mengindikasikan  cacat  pada  kisi-kisi  karbon  dan dikenal  sebagai  vibrasi  sp 3 pada  atom-atom  karbon [20] .  G- band dapat  digunakan  untuk mendeteksi vibrasi ikatan sp 2 pada atom-atom karbon [21] . Nilai D- dan G- band pada sampel TC14 rGO/Pt hybrid ini juga mengalami pergeseran ke panjang gelombang yang lebih rendah setelah dikompositkan dengan CNTs  yaitu  nilai D- dan G- band berturut-turut  menjadi 1343 dan 1574 cm -1 . Hasil ini mengindikasikan interaksi yang bagus antara TC14-rGO, CNTs dan Pt pada sampel film tipis TC14 rGO/CNTs/Pt hybrid . Ringkasan hasil analisis menggunakan micro-Raman  spectroscopy pada  sampel  film  tipis  TC14  rGO/Pt  dan  TC14  rGO/CNTs/Pt hybrid ditunjukkan pada Tabel 1.
Gambar 2 . Spektra micro-Raman pada sampel TC14 rGO/Pt hybrid dan TC14 rGO/CNTs/Pt hybrid
Tabel 1 . Hasil analisis menggunakan micro-Raman spectroscopy pada sampel film tipis TC14 rGO/Pt dan TC14 rGO/CNTs/Pt hybrid

## Ultraviolet-visible Spectroscopy (UV-Vis)
Sifat optik pada sampel film tipis CE yaitu Pt, TC14-rGO/Pt dan TC14-rGO/CNTs/Pt hybrid dianalisis  dengan  menggunakan  UV-Vis  spectroscopy  dan  ditunjukkan  dalam  Gambar  3. Berdasarkan  hasil  spektrum  UV-Vis,  sampel  TC14-rGO/Pt  dan  TC14-rGO/CNTs/Pt hybrid memiliki  nilai  transmitansi  yang  cukup  rendah  berturut-turut  yaitu  42%  dan  34%.  Nilai transmitansi  ini  diukur  pada  panjang  gelombang  400-800  nm [22] .  Nilai  transmitansi  yang rendah ini disebabkan karena film  TC14-rGO/Pt dan TC14-rGO/CNTs/Pt hybrid yang  lebih gelap  dan  lebih  tebal  dibandingkan  dengan  film  pada  TC14-rGO  murni  (92%) [10] .  Nilai transmitansi  pada  Pt  murni  yaitu  35%  dan  nilai  transmitansi  ini  lebih  tinggi  dibandingkan dengan  TC14-rGO/CNTs/Pt hybrid (34%).  Hal  ini karena ketebalan dalam  sampel  Pt murni masih lebih rendah dibandingkan dengan ketebalan pada sampel TC14-rGO/CNTs/Pt hybrid yang jauh lebih tebal karena ada banyak material yang ada di sampel tersebut.
Gambar 3. Spektrum UV-Vis pada sampel film tipis Pt, TC14-rGO/Pt dan TC14-rGO/CNTs/Pt hybrid
Analisis UV-Vis spectroscopy juga dapat digunakan untuk  menentukan nilai  energi b and gap. Energi band  gap dapat  ditentukan  dari  transmitansi  yang  telah  diperoleh  dengan menggunakan plot  Tauc (ekstrapolasi  linear)  seperti  yang  disajikan  dalam  Gambar  4. Berdasarkan  hasil  penghitungan  dalam  penentuan  energi band  gap ,  sampel  TC14-
Sampel D- peak (cm -1 ) G- peak (cm -1 ) I D /I G ratio 2D- peak (cm -1 ) TC14-rGO/Pt hybrid 1362 1595 0.93 2835 TC14-rGO/CNTs/Pt hybrid 1343 1574 0.43 2681
rGO/CNTs/Pt hybrid memperlihatkan  energi band  gap yang  paling  rendah  (~3.89  eV) dibandingkan dengan TC14-rGO/Pt hybrid (3.92 eV) dan Pt (3.95 eV). Nilai energi band gap yang rendah pada sampel TC14-rGO/CNTs/Pt hybrid dipercaya karena konduktivitas listrik yang tinggi pada CNTs dan Pt murni yang juga mempengaruhi pada rendahnya nilai energi band gap TC14-rGO/CNTs/Pt hybrid. Nilai energi band gap yang paling rendah ini dikaitkan dengan konduktivitas listrik yang tertinggi dan pergerakan elektron CE tercepat dalam aplikasi DSSCs. Ringkasan nilai transmitansi dan energi band gap pada sampel film tipis Pt, TC14-rGO/Pt dan TC14-rGO/CNTs/Pt hybrid ditunjukkan dalam Tabel 2.
(a)
(b) (c)
Gambar 4 . Energi band gap pada sampel film tipis (a) Pt, (b) TC14-rGO/Pt hybrid, dan (c) TC14-rGO/CNTs/Pt hybrid
Tabel 2 . Nilai transmitansi dan band gap pada sampel film tipis Pt, TC14-rGO/Pt dan TC14-rGO/CNTs/Pt hybrid Sampel Transmitansi (%) Band gap (eV) Pt 35 3.95 TC14-rGO/Pt hybrid 42 3.92 TC14-rGO/CNTs/Pt hybrid 34 3.89

## Pengukuran Four-point Probe
Hasil  analisis  sifat  listrik  pada  sampel-sampel  CE  dengan  menggunakan four-point  probe ditunjukkan  pada  Gambar  5.  Konduktivitas  listrik  pada  sampel  film  tipis  Pt  murni menunjukkan  hasil  yang  paling  tinggi  yaitu  3.87  S.cm -1 dibandingkan  pada  sampel  TC14- rGO/Pt  dan  TC14-rGO/CNTs/Pt  hybrid.  Pada  sampel  film  tipis  TC14-rGO/CNTs/Pt hybrid menunjukkan hasil konduktivitas listrik yang lebih tinggi (1.01 S.cm -1 ) dibandingkan dengan sampel TC14-rGO/Pt hybrid (6.6 x 10 -1 S.cm -1 ). Hasil konduktivitas listrik yang tinggi dan luas permukaan  tinggi  pada  sampel  TC14-rGO/CNTs/Pt hybrid ini  mengindikasikan  pergerakan elektron yang paling cepat sehingga cocok digunakan sebagai bahan CE dalam aplikasi DSSCs. Hasil ini juga dipengaruhi oleh proses pengelupasan (exfoliation process) surfaktan triple-tail TC14 yang baik dalam proses sintesis TC14-GO kemudian menjadi TC14-rGO. Nilai energi band gap yang rendah pada sampel TC14-rGO/CNTs/Pt hybrid (~3.89 eV) dan konduktivitas listrik  yang  tinggi  pada  CNTs  dan  Pt  murni  (3.87  S.cm -1 )  juga  mempengaruhi  nilai konduktivitas listrik yang tinggi pada sampel film tipis TC14-rGO/CNTs/Pt hybrid . Ringkasan hasil sifat-sifat listrik pada sampel film tipis Pt, TC14-rGO/Pt dan TC14-rGO/CNTs/Pt hybrid ditunjukkan dalam Tabel 3.
Gambar 5 . Kurva I-V pada sampel film tipis Pt, TC14 rGO/Pt, dan TC14 rGO/CNTs/Pt hybrid
Tabel 3 . Sifat-sifat listrik pada sampel film tipis Pt, TC14-rGO/Pt dan TC14-rGO/CNTs/Pt hybrid Sample Resistivity, ρ (Ω.cm) Conductivity, σ (S.cm -1 ) Pt 0.25 3.87 TC14-rGO/Pt hybrid 1.49 0.66 TC14-rGO/CNTs/Pt hybrid 0.98 1.01
Kinerja DSSCs dapat ditentukan dengan menggunakan solar simulator seperti ditunjukkan dalam kurva current density-voltage (J-V) (Gambar 6). Di Gambar 6, nilai efisiensi DSSCs yang  paling  tinggi  ditunjukkan  oleh  sampel  CE  (TC14-rGO/CNTs/Pt hybrid ) sebesar 0.0594%  dengan  nilai J sc ,  V oc ,  dan FF berturut-turut  yaitu  0.176  mA/cm 2 ,  0.622  V  and 0.464.  Nilai  efisiensi  yang  tinggi  ini  karena  jaringan  terkonjugasi  pada  CNTs  berperan sebagai  kabel  penghubung  antara  lapisan-lapisan  TC14-rGO  dan  sebagai  pengisi kekosongan, tingginya nilai konduktivitas listrik serta luas permukaan yang lebih besar juga menyebabkan pergerakan elektron lebih  cepat sehingga menjadikan sifat-sifat  ini penting dalam kinerja DSSCs. Nilai FF yang juga paling tinggi pada sampel TC14-rGO/CNTs/Pt hybrid sebagai  CE juga  dipengaruhi  oleh  strukturnya.  Luas  permukaan  yang  tinggi  pada CNTs  dan  TC14-rGO  pada  sampel  TC14-rGO/CNTs/Pt hybrid menunjukkan  sifat  yang penting untuk membangkitkan pewarna ( dye) setelah injeksi electron dan menyebabkan rute regulasi elektron yang lebih cepat selama proses DSSCs [23] . Sampel TC14-rGO/Pt hybrid juga menunjukkan hasil efisiensi (0.0476%), J sc (0.179 mA/cm 2 ), dan V oc (0.626 V) yang lebih tinggi dibandingkan dengan Pt murni yaitu 0.0408%, 0.157 mA/cm 2 and 0.545 V. Hal ini karena luas permukaan yang lebih tinggi dan energi band gap yang lebih rendah pada TC14-rGO/Pt hybrid dibandingkan pada Pt murni yang dapat dilihat pada hasil analisis UV- Vis. Ringkasan hasil J sc , V oc, FF dan efisiensi ( η) pada aplikasi DSSCs dengan menggunakan sampel  film  tipis  Pt,  TC14-rGO/Pt  dan  TC14-rGO/CNTs/Pt hybrid sebagai  CE  dan  zink oksida nanowires (ZnO NWRs) yang dikompositkan dengan titanium dioksida (TiO 2 ) (ZnO NWRs/TiO 2 ) sebagai fotoanoda ditunjukkan pada Tabel 4.
Gambar 6. Kurva J-V dalam DSSCs dengan Pt, TC14-rGO/Pt dan TC14-rGO/CNTs/Pt hybrid sebagai sampel- sampel CE
Tabel  4 .  Ringkasan  hasil J sc ,  V oc, FF dan  efisiensi (η) pada  Pt,  TC14-rGO/Pt  dan  TC14-rGO/CNTs/Pt hybrid sebagai sampel-sampel CE dalam aplikasi DSSCs
Sampel CE Open Circuit Voltage , V oc (V)
Short Circuit Current Density , J sc (mA/cm 2 ) Fill Factor , FF Efisiensi, η (%) Pt 0.545 0.157 0.385 0.0408 TC14-rGO/Pt hybrid 0.626 0.179 0.364 0.0476 TC14-rGO/CNTs/Pt hybrid 0.622 0.176 0.464 0.0594

## KESIMPULAN
Penggunaan berbagai macam bahan untuk fabrikasi CE yang diaplikasikan untuk DSSCs dapat memperoleh  sifat  yang  bagus  dan  hasil  efisiensi  yang  tinggi.  Sampel  film  tipis  CE  TC14- rGO/CNTs/Pt hybrid menunjukkan hasil nilai efisiensi yang paling tinggi (0.0594%) dengan J sc , V oc , dan FF berturut-turut yaitu 0.176 mA/cm 2 , 0.622 V and 0.464. Nilai efisiensi yang tinggi ini karena jaringan terkonjugasi pada CNTs berperan sebagai kabel penghubung antara lapisan-lapisan  TC14-rGO  dan  sebagai  pengisi  kekosongan,  tingginya  nilai  konduktivitas listrik  serta  luas  permukaan  yang  tinggi  juga  menyebabkan  pergerakan  elektron  lebih  cepat sehingga menjadikan sifat-sifat ini penting dalam kinerja DSSCs. Nilai FF yang juga paling tinggi pada sampel TC14-rGO/CNTs/Pt hybrid sebagai CE juga dipengaruhi oleh strukturnya. Luas  permukaan  yang  tinggi  pada  CNTs  dan  TC14-rGO  pada  sampel  TC14-rGO/CNTs/Pt hybrid menunjukkan sifat  yang penting untuk membangkitkan pewarna ( dye) setelah injeksi electron  dan  menyebabkan  rute  regulasi  elektron  yang  lebih  cepat  selama  proses  DSSCs. Penemuan  ini  mengindikasikan  bahwa  Pt  yang  dikompositkan  dengan  bahan  yang  ramah lingkungan  dan  murah  seperti  T14-rGO  dan  CNTs  dapat  meningkatkan  kinerja  CE  dalam aplikasi DSSCs. Berdasarkan hal tersebut, penelitian ini dapat digunakan sebagai dasar dalam penelitian selanjutnya mengenai fabrikasi CE dengan bahan dasar grafin.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Penelitian ini dilakukan melalui program hibah penelitian dosen pemula (PDP) yang diberikan melalui  Pendidikan  tinggi  (DIKTI)  dari  kementrian  pendidikan  dan  kebidayaan (Kemendikbud).  Peneliti  ingin  mengucapkan  terima  kasih  kepada  pihak-pihak  yang  terlibat dalam  kementrian  dan  lembaga  penelitian,  penerbitan,  dan  pengabdian  kepada  masyarakat (LP3M)  Universitas  Sains  Al-Qur’an  sehingga  penulis  dapat  mengajukan  proposal  dan mendapatkan hibah penelitian ini,

## DAFTAR PUSTAKA
1. Hug,  H.,  Bader, M., Mair,  P.,  &  Glatzel,  T.  2014.  Biophotovoltaics:  Natural  pigments  in  dye- sensitized solar cells. Appl. Energy , 115, 216–225, doi: 10.1016/j.apenergy.2013.10.055.
2. Jiang, X., Li, H., Li, S., Huang, S., Zhu, C & Hou, L. 2018. Metal-organic framework-derived Ni–Co  alloy@carbon  microspheres  as  high-performance  counter  electrode  catalysts  for  dye- sensitized solar cells. Chem. Eng. J. , 334, 419–431, doi: 10.1016/j.cej.2017.10.043.
3. Yoo,  M.,  Yu,  Y-S.,  Ha,  H.,  Lee,  S.,  Choi, J-S.,  Oh,  S.,  Kang,  E., Choi,  H., &An,  H.  2020.  A tailored oxide interface creates dense Pt single-atom catalysts with high catalytic activity. Energy Environ. Sci. , 13(4), 1231–1239, doi: 10.1039/c9ee03492g.
4. Fatiatun, F., Bakar, S. A., Marwoto, P., Wibowo, K.M., Muqoyyanah, M., & Firdaus, F. 2020. Effects  of  Various  Semiconducting  Oxides  as  Photoanode  and  Counter  Electrode  for  Dye Sensitized  Solar  Cell  Application  -  A  Review. Indones.  J.  Appl.  Phys. ,  10(2),  126,  doi: 10.13057/ijap.v10i2.35195.
5. Kim, T.Y., Park, C.H., & Marzari, N. 2016. The Electronic Thermal Conductivity of Graphene. Nano Lett. , 16(4), 2439–2443, doi: 10.1021/acs.nanolett.5b05288.
6. Sarkar, A., Bera, S., & Chakraborty, A.K. 2019. CoNi 2 S4-reduced graphene oxide nanohybrid: An  excellent  counter  electrode  for  Pt-free  DSSC.  2019. Sol.  Energy ,  208,  139–149,  doi: 10.1016/j.solener.2020.07.075.
7. Pang, B., Zhang, M., Zhou, C., Dong, H., Ma, S., Feng, J., Chen, Y., Yu, L., & Dong, L. 2021. Heterogeneous FeNi3/NiFe2O4 nanoparticles with modified graphene as electrocatalysts for high performance dye-sensitized solar cells. Chem. Eng. J. , 405, 126944, doi:
10.1016/j.cej.2020.126944.
8. Li, G., Zhang, Y-Y., Guo, H., Huang, L., Lu, H., Lin, X., Wang, Y-L., Du, S., & Gao, H-J. 2018. Epitaxial  growth  and  physical  properties  of  2D  materials  beyond  graphene:  From  monatomic materials to binary compounds. Chem. Soc. Rev. , 47(16), 6073–6100, doi: 10.1039/c8cs00286j.
9. Kairi, M.I., Khavarian, M., Bakar, S.A., Vigolo, B., & Mohamed, A.R. 2018. Recent trends in graphene  materials  synthesized  by  CVD  with  various  carbon  precursors. J. Mater.  Sci. , 53(2), 851–879, doi: 10.1007/s10853-017-1694-1.
10. Suriani, A.B., Fatiatun . , Mohamed, A., Muqoyyanah, Hashim, N., Rosmi, M.S., Mamat, M.H., Malek, M.F., Salifairus, M.J., Khalil, H.P.S.H. 2018. Reduced graphene oxide/platinum hybrid counter electrode assisted by custom-made triple-tail surfactant and zinc oxide/titanium dioxide bilayer nanocomposite photoanode for enhancement of DSSCs photovoltaic performance. Optik. , 161, 70–83, doi: 10.1016/j.ijleo.2018.02.013.
11. Kumar,  P.,  Penta,  S.,  &  Mahapatra,  S.P.  2019.  Dielectric  Properties  of  Graphene  Oxide Synthesized by Modified Hummers’ Method from Graphite Powder. Integr. Ferroelectr. , 202(1), 41–51, doi: 10.1080/10584587.2019.1674822.
12. Alkhouzaam, A., Qiblawey, H., Khraisheh, M., Atieh, M., & Al-Ghouti, M. 2020. Synthesis of graphene oxides particle of high oxidation degree using a modified Hummers method. Ceram. Int. , 46(15), 23997–24007, doi: 10.1016/j.ceramint.2020.06.177.
13. Liu, F., Wang, C., Sui, X., Riaz, M.A., Xu, M., Wei, L., & Chen, Y. 2019. Synthesis of graphene materials by electrochemical exfoliation: Recent progress and future potential. Carbon Energy , 1(2), 173–199, doi: 10.1002/cey2.14.
14. Suriani,  A,B.,  Muqoyyanah,  Mohamed,  A.,  Mamat,  M.H.,  Othman,  M.H.D.,  Ahmad,  M.K., Khalil, H.P.S.A., Marwoto, P., & Birowosuto, M.D. 2019. Titanium dioxide/agglomerated-free reduced  graphene  oxide  hybrid  photoanode  film  for  dye-sensitized  solar  cells  photovoltaic performance  improvement. Nano-Structures  and  Nano-Objects ,  18,  100314,  doi: 10.1016/j.nanoso.2019.100314.
15. Fatiatun.,  Firdaus,  Jumini,  S.,  Suriani,  A.B.,  Marwoto,  P.,  Wibowo,  K.M.,  &  Astuti,  B.  2020. Enhanced  electrical  conductivity  of  counter  electrode  using  hybrid  of  reduced  graphene  oxide assisted with customised triple-tail surfactant with multiwalled carbon nanotubes. J. Phys. Conf. Ser. , 1517(1),  doi: 10.1088/1742-6596/1517/1/012059.
16. Bakar, S.A., Fatiatun., Mohamed, A., Muqoyyanah, Hashim, N., Mamat, M.H., Ahmad, M.K., & Matwoto,  P.  2019.  Improved  DSSC  photovoltaic  performance  using  reduced  graphene  oxide– carbon nanotube/platinum assisted with customised triple-tail surfactant as counter electrode and zinc  oxide  nanowire/titanium  dioxide  nanoparticle  bilayer  nanocomposite  as  photoanode. Graphene Technol. , 4(1), 17–31, doi: 10.1007/s41127-019-00024-x.
17. Suriani, A.B., Muqoyyanah, Mohamed, A., Mamat, M.H., Hashim, N., Isa, I.M., Malek, M.F., Mohamed, A.R., & Ahmad, M.K. 2018. Improving the photovoltaic performance of DSSCs using a  combination  of  mixed-phase  TiO2  nanostructure  photoanode  and  agglomerated  free  reduced graphene oxide counter electrode assisted with hyperbranched surfactant. Optik . , 158, 522–534, doi: https://doi.org/10.1016/j.ijleo.2017.12.149.
18. Fatiatun,  F.,  &  Adi,  N.P.  2022.  Fabrication  of  counter  electrode  for  dye  sensitized  solar  cells application using environmentally friendly graphene and carbon nanotubes composite materials. Gravity:  Jurnal  Ilmiah  Penelitian  dan  Pembelajaran  Fisika .,  8(1),  1–11,  doi: 10.30870/gravity.v8i1.12028.
19. Kumar, V., Singh, N., Kumar, V., Purohit, L.P., Kapoor, A., & Swart, H.C. 2013.  Doped zinc oxide  window  layers  for  dye  sensitized  solar  cells. J.  Appl.  Phys. ,  114(13),  doi: 10.1063/1.4824363.
20. Kumar, R., Singh, R. K., Singh, D.P., Vaz, A.R., Yadav, R.R., Rout, C.S., Moshkalev, S.A. 2017.
Synthesis  of  self-assembled  and  hierarchical  palladium-CNTs-reduced  graphene  oxide composites  for  enhanced  field  emission  properties, Mater.  Des. ,  122,  110–117,  doi: 10.1016/j.matdes.2017.02.089.
21. Chen, X., He, D., Wu, H., Zhao, X., Zhang, J., Cheng, K., Wu, P., & Mu, S. 2015.  Platinized Graphene/ceramics  Nano-sandwiched  Architectures  and  Electrodes  with  Outstanding Performance for PEM Fuel Cells. Sci. Rep. , 5, 1–10, doi: 10.1038/srep16246.
22. Zhao, J., Ma, J., Nan, X., & Tang, B. 2016. Application of non-covalent functionalized carbon nanotubes for the counter electrode of dye-sensitized solar cells. Org. Electron. , 30, 52–59, doi: 10.1016/j.orgel.2015.11.032.
23. Xue, Y., Liu, J., Chen, H., Wang, R., Li, D., Qu, J., & Dai, L. 2012.  Nitrogen-doped graphene foams  as  metal-free  counter  electrodes  in  high-performance  dye-sensitized  solar  cells. Angew. Chemie - Int. Ed. , 51(48), 12124–12127, doi: 10.1002/anie.201207277.