ABSTRAK
Telah dilakukan penelitian mengenai pengaruh modifikasi TiO2 nanorods melalui penambahan aminopropiltrimetoksisilan (APTS) dan lapisan anti-reflekting ZnO untuk peningkatan efisiensi sel surya. TiO2 nanorods disintesis dengan dua tahapan utama yaitu tahap perlakuan mekanokimia dengan ball milling pada kecepatan 1000 rpm selama 4 jam dan tahap reaksi menggunakan refluks pada suhu 120 oC selama 24 jam pada variasi konsentrasi NaOH sebesar 8, 10 dan 12 M. Karakterisasi material dilakukan menggunakan X-Ray Diffraction (XRD), Fourrier Transform Infra Red (FTIR) dan Transmission Electron Microscope (TEM). Perlakuan mekanokimia TiO2 dengan ball milling menunjukan terjadinya perubahan fase TiO2 dari fase anatase menjadi fase brookite, serta penurunan ukuran kristal TiO2. Perubahan morfologi TiO2 ke bentuk TiO2 nanorods ditunjukkan dari mikrograf TEM berbentuk batang yang merupakan ciri khas dari nanorods dan peningkatan luas permukaan menjadi 52,494 m2/g. TiO2 nanorods hasil sintesis dipreparasi untuk sistem Dye sensitized solar cell (DSSC) dengan modifikasi permukaan menggunakan APTS dan penambahan anti reflekting ZnO. Ketebalan APTS yang ditambahkan dan ZnO yang dilapiskan dioptimasi untuk meningkatkan efisiensi cell DSSC. Sensitisasi TiO2 dengan kompleks Rutenium N3 (N3 = cis-Bis (isotiosianat) bis(2,2’-bipiridil-4,4’-dikarbosilat rutenium(II)) mampu meningkatkan serapan material TiO2 ke daerah visibel karena absorbsi cahaya visibel oleh kompleks N3-APTS. Hasil uji kinerja DSSC (Dye Sensitized Solar Cell) maksimum ditunjukkan oleh sistem DSSC dari bahan TiO2 hasil modifikasi dengan APTS pada konsentrasi 10% dan penambahan lapisan ZnO sebagai anti refleksi cahaya dengan peningkatan efisiensi sebesar 4,83 x 104 %.
Kata kunci: TiO2 nanorods, modifikasi TiO2, anti reflekting, DSSC
ABSTRACT
Modification of TiO2 nanorods through the addition of aminopropyltrimethoxysilane (APTS) and ZnO anti-reflection coating for enhancement of efficiency of solar cells has been studied. Synthesis of TiO2 nanorods was conducted through two major stages of mechanochemical by ball milling at a speed of 1000 rpm for 4 hours and reflux process at a temperature of 120 oC for 24 hours on various concentration of NaOH by 8, 10 and 12 M. Material characterization were performed by X-Ray Diffraction (XRD), Fourrier Transform Infra Red (FTIR) and Transmission Electron Microscope (TEM). Mechanochemical treatment by ball milling showed that the TiO2 phase changed from anatase into brookite and decrease of TiO2 crystals size. Morphology transformation of TiO2 to form TiO2 nanorods was showed by rod-shaped from TEM micrographs which is characteristic of the nanorods and increase surface area into 52.494 m2/g. Synthesized TiO2 nanorods were prepared for Dye Sensitized Solar Cell (DSSC) system with surface modification using APTS and ZnO anti-reflection addition. The thickness of added APTS and the coated ZnO were optimized to improve the efficiency of DSSC. Sensitization of TiO2 used Ruthenium complexes N3 (N3=cis-bis(isothiocyanato) bis(2,2'-bipyridyl-4,4'-dicarboxylato ruthenium (II)) were able to increase the uptake of TiO2 material to the visible region due to the absorption of visible light by N3 complex -APTS. The maximum results of the DSSC (Dye Sensitized Solar Cell) performance test was showed by TiO2 material modified by APTS in 10 % concentration and the addition of ZnO as an anti-reflection coating of light with the increase efficiency of 4,83 x 104 %.
Key words: TiO2 nanorods, TiO2 modification, anti-reflection, DSSC