Kuliah Sel Surya dan DSSC

Nov 2, 2024

Catatan Kuliah tentang Sel Surya dan DSSC

Jenis Sel Surya

  • Generasi Pertama: Menggunakan kristal silikon murni.
  • Generasi Kedua: Menggunakan silikon dalam bentuk film tipis.
  • Generasi Ketiga: Tidak berbasis silikon.

Manfaat Sel Surya

  • Memanfaatkan energi matahari yang merupakan sumber energi terbarukan.
  • Tidak menghasilkan gas buang atau polusi.

Proses Pembuatan Sel Surya Berbasis Silikon

  • Silikon diperlukan dengan kemurnian 99,99%.
  • Proses doping diperlukan untuk mengubah celah pita silikon.
  • Proses pemisahan silikon dari oksigen memerlukan suhu tinggi (1900-2100 °C).
  • Biaya pabrikasi yang mahal akibat kebutuhan energi tinggi.

Spektrum Radiasi Matahari

  • Sebagian besar radiasi yang sampai ke atmosfer adalah sinar tampak.
  • DSSC (Dye-Sensitized Solar Cell) memanfaatkan sinar tampak untuk menghasilkan listrik.

Komponen Utama DSSC

  1. Elektroda Kerja (Fotoanoda):

    • Terbuat dari kaca konduktif yang transparan.
    • Dilapisi oleh semikonduktor TiO2 dan dye.

  2. Elektroda Lawan:

    • Biasanya menggunakan logam platina, tetapi dapat diganti dengan bahan berbasis karbon.

  3. Elektrolit:

    • Memungkinkan terjadi transfer elektron melalui reduksi dan oksidasi.

Prinsip Kerja DSSC

  1. Absorpsi cahaya matahari oleh dye.
  2. Eksitasi elektron pada dye dan injeksi ke pita konduksi TiO2.
  3. Aliran elektron melalui sirkuit luar dan reduksi pada elektrolit.
  4. Regenerasi dye setelah mengalami eksitasi.

Evaluasi Kinerja DSSC

  • P maksimum: Daya maksimum yang dihasilkan.
  • VOC: Beda potensial dalam rangkaian terbuka.
  • JSC: Rapat arus pendek.
  • FF (Fill Factor): Perbandingan daya maksimum terhadap hasil kali VOC dan JSC.
  • PCE (Power Conversion Efficiency): Efisiensi konversi energi listrik.

Faktor yang Mempengaruhi Efisiensi DSSC

  • P maksimum: Nilai semikonduktor harus memiliki celah pita besar (3-3,2 eV).
  • JSC: Rentang penyerapan cahaya oleh dye harus lebar.
  • FF: Hambatan seri elektroda lawan harus kecil (2-3 Ohm/cm²).

Penelitian Terkait DSSC

  • Penelitian fokus pada penggantian platina dengan material yang berkarakteristik serupa namun lebih ekonomis.

Tugas

  • Pilih salah satu paper terkait DSSC untuk dirangkum dalam bentuk PowerPoint (maksimal 5 slide).

Terima kasih, jika ada pertanyaan silakan sampaikan dalam forum diskusi.