STUDI KOMPUTASI SENYAWA DOPAMIN DAN DOPAMIN-TI(OH)2 UNTUK APLIKASI SEL SURYA TERSENSITASI ZAT WARNA


Soni Setiadji(1*), Atthar Luqman Ivansyah(2), Bio Insan Akbar(3)

(1) Jurusan Kimia, Fakultas Sains dan Teknologi UIN Sunan Gunung Djati Bandung, Indonesia
(2) Jurusan Kimia, FMIPA Institut Teknologi Bandung, Indonesia
(3) Jurusan Kimia, Fakultas Sains dan Teknologi UIN Sunan Gunung Djati Bandung, Indonesia
(*) Corresponding Author

Abstract


Penelitian ini memprediksi sifat elektronik (diagram energi HOMO/LUMO, spektrum UV-Vis, dan rapatan orbital HOMO/LUMO) dari senyawa zat warna organik dopamin dan sistem dopamin-Ti(OH)2. Perhitungan komputasi dari sistem dopamin-Ti(OH)2[1], yang memodelkan interaksi senyawa zat warna dengan unit TiO2 paling sederhana dilakukan untuk memprediksi pengaruh zat warna tersebut supaya dapat diaplikasikan dalam sel surya tersensitasi zat warna. Sel surya tersensitasi zat warna 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 dan Gaussian 03W, metoda DFT (teori fungsi rapatan) dan TDDFT (teori fungsi rapatan fungsi waktu), B3LYP/6-31G(d,p) untuk semua atom. Spektrum UV-Vis senyawa dopamin hasil perhitungan komputasi memberikan serapan cahaya pada panjang gelombang 180,36 nm (firefly) dan 183,02 (Gaussian 03W) dengan kekuatan osilator 0,642 (firefly) dan 0,627 (Gaussian 03W). Sedangkan interaksi dopamin-Ti(OH)2 memberikan serapan cahaya pada panjang gelombang yang sedikit lebih besar hingga 181,84 nm dengan kekuatan osilator hampir tetap yaitu 0,650 (firefly), dan bergeser lebih kecil menjadi 181,71 nm dengan kekuatan osilator hampir tetap yaitu 0,675 (gaussian 03W). Diagram energi HOMO/LUMO untuk dopamin dan dopamin-Ti(OH)2 memberikan band gap masing-masing sebesar 0,209 eV dan 0,124 eV.

Full Text:

PDF

References


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.

Sánchez-de-Armas, R., Oviedo López, J., A. San-Miguel, M., Sanz, J.F., Ordejón, 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.