Studi Komputasi Senyawa Berbasis Anisil Indol dengan Senyawa Akseptor Asam Sianoakrilik sebagai Sensitizer Solar Sel Organik

Authors

  • Soni Setiadji Jurusan Kimia, Fakultas Sains dan Teknologi, UIN Sunan Gunung Djati Bandung, Indonesia
  • Athar Luqman Ivansyah Jurusan Kimia, Fakultas Sains dan Teknologi, UIN Sunan Gunung Djati Bandung, Indonesia
  • Adi Bungsu Pribadi Jurusan Kimia, Fakultas Sains dan Teknologi, UIN Sunan Gunung Djati Bandung, Indonesia

DOI:

https://doi.org/10.15575/ak.v2i1.351

Keywords:

senyawa sensitizer donor-akseptor, dye sensitizer solar cells, asam sianoakrilik, katekol, teori fungsi rapatan fungsi waktu

Abstract

ABSTRAK

Penelitian ini memprediksi sifat elektronik (diagram energi HOMO/LUMO, spektrum UV-Vis, dan rapatan orbital HOMO/LUMO) dari senyawa zat warna organik anisil indol / bi-3-n-heksiltiopen / asam sianoakrilik dan anisil indol / bi-3-n-heksiltiopen / katekol. Perhitungan komputasi dari ke dua senyawa tersebut[1], yang memodelkan sistem senyawa donor elektron / senyawa penghubung / senyawa penarik/akseptor elektron, dilakukan untuk membandingkan sifat elektronik ke dua senyawa penarik elektron tersebut agar dapat dipakai sebagai sensitizer dalam sel surya organik / sel surya tersensitasi zat warna. Dye Sensitized Solar Cell (DSSC) merupakan salah satu generasi sel surya yang banyak diteliti sampai saat ini. Sel surya ini menggunakan zat warna sebagai sensitizer dan menjadi sangat menarik untuk dikembangkan karena membutuhkan biaya produksi yang murah namum mampu menghasilkan kinerja yang cukup baik. Dalam penelitian ini perhitungan komputasi dilakukan menggunakan perangkat lunak Firefly, metoda DFT (teori fungsi rapatan) dan TDDFT (teori fungsi rapatan fungsi waktu), B3LYP/6-31G(d,p) untuk semua atom. Spektrum UV-Vis senyawa anisil indol / bi-3-n-heksiltiopen / asam sianoakrilik hasil perhitungan komputasi memberikan serapan cahaya pada panjang gelombang 493,75 nm dengan kekuatan osilator 0,918. Sedangkan senyawa anisil indol / bi-3-n-heksiltiopen / katekol memberikan serapan cahaya pada panjang gelombang lebih pendek yaitu 410,53 nm dengan kekuatan osilator 1,4658. Diagram energi HOMO/LUMO untuk anisil indol / bi-3-n-heksiltiopen / asam sianoakrilik dan anisil indol / bi-3-n-heksiltiopen / katekol memberikan band gap masing-masing sebesar 2,75 eV dan 3,33 eV. Berdasarkan perhitungan energi, sistem zat warna dengan senyawa akseptor asam sianoakrilik memiliki energi yang lebih stabil dibandingkan dengan senyawa akseptor katekol.

Author Biographies

Soni Setiadji, Jurusan Kimia, Fakultas Sains dan Teknologi, UIN Sunan Gunung Djati Bandung

Jl. A.H. Nasution No. 105 Cipadung, Bandung 40614

Athar Luqman Ivansyah, Jurusan Kimia, Fakultas Sains dan Teknologi, UIN Sunan Gunung Djati Bandung

Jl. A.H. Nasution No. 105 Cipadung, Bandung 40614

Adi Bungsu Pribadi, Jurusan Kimia, Fakultas Sains dan Teknologi, UIN Sunan Gunung Djati Bandung

Jl. A.H. Nasution No. 105 Cipadung, Bandung 40614

References

Kajiyama, et al. (2012): Organic dye with oligho-n-hexiylthiophene for dy-sensitized solar cell: relation between chemical struktur of donor photovoltaic performance, Dyes and Pigments, 92, pp. 1250-1256.

Manzhos. S., Segawa. H., Yamashita. K. ((2011): A model for recombination in Type II dye-sensitized solar cells: Catechol–thiophene dyes., Chemical Physics Letters, 504, 230–235.

Shah, A., Torres, P., Tscharner, R., Wyrsch, N., and Keppner, H. (1999): Photovoltaic Technology: The Case for Thin-Film Solar Cells., Science, 285, pp. 692–698.

Brabec, C.J., Sariciftci, N.S., and Hummelen, J.C. (2001): Plastic Solar Cells., Advanced Functional Materials, 11, pp. 16–26.

O’Regan, B., and Grätzel, M. (1991): A low-cost, high-efficiency solar cell based on dye-sensitized colloidal TiO2 films, Nature, 353, pp. 737–740.

Burgelman, M., Nollet, P., and Degrave, S. (2000): Modelling polycrystalline semiconductor solar cells., Thin Solid Films, pp. 527–532.

Creutz, C., and Chou, M.H. (2008): Binding of Catechols to Mononuclear Titanium(IV) and to 1- and 5-nm TiO2 Nanoparticles., Inorganic Chemistry Article, 47, pp. 3509–3514.

SaÌnchez-de-Armas, R., Oviedo LoÌpez, J., A. San-Miguel, M., Sanz, J.F., OrdejoÌn, P., and Pruneda, M. (2010): Real-Time TD-DFT Simulations in Dye Sensitized Solar Cells: The Electronic Absorption Spectrum of Alizarin Supported on TiO2 Nanoclusters., Journal of Chemical Theory and Computation, 6, pp. 2856–2865.

Daryanto. (2012). Energi Masalah dan Pemanfaatan Bagi Kehidupan Manusia. Yogyakarta : Pustaka Widyatama.

Grätzel, M. (2003). Dye-sensitized solar cells. Journal of Photochemistry and Photobiology C: Photochemistry Reviews. 4, 145–153

Downloads

Published

2015-06-15

Issue

Vol. 2 No. 1 (2015): al Kimiya: Jurnal Ilmu Kimia dan Terapan

Section

Articles

Citation Check

License

Authors who publish with this journal agree to the following terms:

  1. Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License that allows others to share the work with an acknowledgment of the work's authorship and initial publication in this journal.
  2. Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgment of its initial publication in this journal.
  3. Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (See The Effect of Open Access).