Sintesis semikonduktor rekaan, TiO2/[Mn], dengan sensitiser senyawa kompleks [Mn(bpy)2(PPh3)Cl] yang diaplikasikan sebagai sel surya

Oleh :
Susanto Hastho Prasojo - - Fak. MIPA

ABSTRAK Telah disintesis suatu semikonduktor rekaan baru, TiO2/[Mn], dengan cara mendopingkan sensitiser (dye) yang berupa senyawa kompleks [Mn(bpy)2PPh3Cl] pada material semikonduktor TiO2 dengan menggunakan agen penggandeng silan 3-kloropropiltrimetoksisilan (kpts). Doping dye pada TiO2 dimaksudkan untuk meningkatkat respon panjang gelombang dari TiO2 yang hanya aktif pada daerah ultra violet. Respon material terhadap cahaya dianalisa dengan spektroskopi UV-Vis, karakterisasi gugus fungsi pada kompleks, dye dan TiO2/[Mn] dengan spektroskopi infrared. Sifat elektrokimia kompleks dianalisa dengan voltametri siklis dan pengukuran arus-voltase menggunakan sel fotoelektrokimia dilakukan pada penyinaran dengan lampu 40, 100, 1000 Watt, sinar matahari dan pada keadaan gelap. Spektrum elektronik menunjukkan bahwa material TiO2/[Mn] mempunyai respon yang cukup baik pada cahaya tampak dengan adanya ekor serapan sampai 600 nm, sedangkan karakteristik transisi MLCT (Metal to Ligan Charge Transfer) pada senyawa kompleks, kompleks-kpts (dye) dan material TiO2/[Mn] ditandai dengan adanya puncak-puncak serapan lemah didaerah sinar tampak sekitar 400 - 800 nm. Berdasarkan spektrum fourier Transform Infrared (FTIR) menunjukkan bahwa kpts dapat berperan sebagai jembatan penghubung antara TiO2 dengan kompleks Mn, gugus kloropropil pada kpts membentuk ikatan dengan kompleks melalui gugus piridil. Senyawa kompleks yang quasi-reversible berdasarkan voltamogram siklis mengindikasikan bahwa kompleks cukup mudah melakukan transfer elektron pada reaksi redoks sehingga dapat diaplikasikan pada sel fotoelektrokimia. Dihasilkannya arus listrik pada pengukuran menggunakan sel fotoelektrokimia mengindikasikan telah terjadinya injeksi elektron (sensitisasi) dari dye ke TiO2 yang disebabkan oleh serapan cahaya tampak oleh dye. Data fotoelektrokimia menunjukan bahwa semakin besar intensitas cahaya efisiensi konversi cahaya menjadi listrik cenderung meningkat, dimana harga efisiensi terbesar diperoleh pada penyinaran dengan matahari, sedangkan stabilitas fotoelektrokimianya menunjukkan kecenderungan yang sebaliknya.