Sintesis dan karakterisasi semikonduktor rekaan berdasarkan fenomena MLCT (Metal-to-ligand Charge Transfer) kompleks Mn(bpy)2Cl2 (bpy = 2,2’-bipiridin) pada material TiO2

Oleh :
Rian Neri - - Fak. MIPA

ABSTRAK Telah disintesis material semikonduktor rekaan, TiO2-dye, dengan mendopingkan dye, kompleks Mn(bpy)2Cl2, menggunakan agen penggandeng silan 3-kloropropiltrimetoksisilan (KPTS) pada material TiO2 sebagai bahan dasar. Tujuan penelitian ini adalah mensintesis dan mengkarakterisasi material semikonduktor TiO2-dye, kemudian mengkaji kisaran respon panjang gelombang material TiO2-dye di daerah tampak, dan kemampuan material tersebut dalam mengkonversi energi cahaya ke energi listrik. Sintesis dilakukan dengan metode sol gel dan karakterisasi meliputi: proses MLCT pada senyawa kompleks Mn(bpy)2Cl2 dan material TiO2-dye, sifat fotoelektrokimia TiO2-dye yang meliputi injeksi elektron dan stabilitas fotoelektrokimia, dan ketahanan termal material TiO2-dye. Hasil penelitian menunjukkan bahwa proses MLCT pada dye ditandai adanya serapan dengan maks=374,50 nm. Sedangkan material TiO2-dye memiliki serapan dengan maks=299,50 nm yang merupakan campuran antara transisi elektronik pita valensi (VB) ke pita konduksi (CB) Ti, transisi *, dan transisi MLCT. Sedangkan serapan dengan maks=621,50 nm merupakan indikasi adanya penginjeksian elektron yang dipicu oleh proses MLCT. Hal ini juga merupakan bukti bahwa material TiO2-dye memiliki kisaran respon di panjang gelombang daerah tampak. Adanya injeksi elektron dari dye ke material TiO2 juga dibuktikan melalui pemaparan material TiO2-dye pada empat kondisi yaitu: pemaparan pada sinar matahari langsung, pada lampu halogen 1000 Watt, pada lampu wolfram 100 Watt, dan pada keadaan gelap. Hasil menunjukkan bahwa material menghasilkan arus dan voltase yang merupakan indikasi terjadinya pengijeksian elektron, hal ini juga merupakan bukti bahwa material TiO2-dye mampu menkonversi energi cahaya tampak ke energi istrik. Stabilitas fotoelektrokimia yang terbaik diperoleh pada pemaparan dengan sinar matahari. Data DTA material TiO2-dye menunjukkan bahwa material hanya tahan terhadap pemanasan sampai dengan suhu 129,31°C.