1 / 38

SYARAT SEL SURYA DAPAT DITERIMA MASYARAKAT

SYARAT SEL SURYA DAPAT DITERIMA MASYARAKAT. Harga yang murah Efisiensi yang tinggi Umur pakai yang lama Tidak mengandung bahan berbahaya dan beracun seperti logam berat. FAKTA TENTANG POLYMER SOLAR CELL. Keunggulan

tryna
Télécharger la présentation

SYARAT SEL SURYA DAPAT DITERIMA MASYARAKAT

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. SYARAT SEL SURYA DAPAT DITERIMA MASYARAKAT • Harga yang murah • Efisiensi yang tinggi • Umur pakai yang lama • Tidak mengandung bahan berbahaya dan beracun seperti logam berat

  2. FAKTA TENTANG POLYMER SOLAR CELL • Keunggulan • Dapat diproduksi dalam area coating yang luas dengan biaya yang sangat murah • Si-wafer dengan ukuran (luas ~88.000 cm2) dapat diproduksi dalam 1 tahun • Mesin cetak biasa (offset printing press) dapat memproses area yang sama dalam 1-10 jam • Fleksibel dan sangat ringan • Kelemahan • Efisiensi konversi energi masih rendah • Polimernya mudah terdegradasi

  3. POLIMER KONDUKTIF DALAM POLYMER SOLAR CELLS • PPV (Poly (phenylene vinylene)) • P3HT (Poly (3-hexylthiophene)) • P3OT (Poly (3-octylthiophene)) • P3DDT (Poly (3-dodecylthiophene)) Fotodegradasi Sel surya berbasis PPV biasanya tidak dioperasikan lebih dari beberapa jam di udara (G. Dennler, Thin Solid Film, 2005)

  4. POLIANILIN (PANI) • Stabilitas tertinggi terhadap udara dan kelembaban • Bahan baku yang murah • Tailor made conductivity • Mudah berpindah dari bentuk konduktif ke bentuk nonkonduktif • Banyak digunakan secara luas dalam organic electronic device seperti: LED, sensor, anti korosi, organic rechargeable batteries Polymer data handbook, Oxford University Press Inc. (1999)

  5. TUJUAN PENELITIAN Karakterisasi potensi Polianilin sebagai material aktif dalam Polymer Solar Cell

  6. APA ITU POLYMER SOLAR CELLS?? • Polimer konduktif (PPV, PANi, dll) • Material penerima elektron(CNT, fulleren, quantum dots) • Dua buah elektroda: logam dan TCO • Substrat cahaya Substrat TCO A + D Logam

  7. PRINSIP KERJA TRANSFER MUATAN PADA POLYMER SOLAR CELLS e- LUMO (D) LUMO (A) e- Katoda Eg e- h+ hν h+ h+ Anoda HOMO (D) HOMO (A) Steffi Sensfuss and Maher Al-Ibrahim, “Optoelectronic Properties of conjugated Polymer/Fullerene binary pairs with variety of LUMO level differences”

  8. SYARAT MATERIAL POLYMER SOLAR CELL • Koefisien absorbsi: >105 cm-1 • (LD – LA) >0,2 eV  ISC • Eg sebaiknya ≤ 2,0 eV  untuk meningkatkan absorbsi cahaya • (LA – HD)  Voc • Mobilitas hole  ISC • (EITO – HD)  ISC Steffi Sensfuss and Maher Al-Ibrahim, “Optoelectronic Properties of conjugated Polymer/Fullerene binary pairs with variety of LUMO level differences”

  9. Pembuatan TCO on glass Pembuatan PANI (D) Pembuatan Akseptor elektron (A) Karakterisasi Karakterisasi Karakterisasi Blending Al A A + D Karakterisasi ISC, VOC, FF, η TCO on glass METODOLOGI PENELITIAN

  10. 1,82 mL Anilin (20 mmol) Amonium peroksidisulfat 25 mmol (5,71 gr) + 50 mL larutan HCl Dibiarkan 1 jam + 50 mL air suling Dibiarkan 1 jam Larutan Anilin HCl Larutan Amonium peroksidisulfat Diaduk sebentar Dibiarkan selama 1 hari Disaring Endapan PANI PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI POLIANILIN (PANI)

  11. Dicuci dengan 100 mL HCl 0,2 M 3 kali Dicuci dengan aseton 3 kali Serbuk PANI HCl Dikeringkan (60°C) + amonium hidroksida Serbuk PANI EB Karakterisasi PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI PANi (lanjutan) J. STEJSKAL and R. G. GILBERT Pure and Applied Chemistry 74, 857–867, 2002 IUPAC (MODIFIKASI)

  12. 100 414.70 %T 501.49 954.76 744.52 1008.77 75 3034.03 1379.10 1238.30 829.39 50 1163.08 2358.94 1303.88 1589.34 1496.76 4000 3000 2000 1500 1000 500 OB 1/cm HASIL FTIR PANI UNDOPED (EB) Regang C-N aromatik Regang C=N Regang N-H Ulur C-C aromatik Regang C-H Regang C=C cincin 1,4 disubtituted benzene Silverstein,”Spectrometric Identification of Organic Compound” (1991) M. Sairam and S. Palaniappan, Journal of Material Science 39 (2004)

  13. 100 100 420.48 879.54 414.70 705.95 %T 596.00 %T 501.49 505.35 75 954.76 744.52 804.32 1244.09 1982.82 1008.77 75 1568.13 1473.62 1303.88 3034.03 50 1379.10 1139.93 1238.30 829.39 50 25 1163.08 2358.94 1303.88 1589.34 1496.76 0 4000 3000 2000 1500 1000 500 4000 3000 2000 1500 1000 500 Pani Es 1/cm OB 1/cm PERBANDINGAN HASIL FTIR EB DAN ES Emeraldine Base (EB) Emeraldine Salt (ES) Regang N-H Ulur C-C aromatik Regang C-N aromatik Regang C=N Regang C=C cincin 1,4 disubtituted benzene Regang C-H

  14. HASIL XRD Emeraldine salt Kwanghee Lee et al, “Nature 441 (2006)”

  15. HASIL SEM Agregat granular

  16. KONDUKTIFITAS • Metoda terbaik : metoda Hall • PANI adalah polimer konduktif tipe -p • Mass Action Laws

  17. VARIASI KONSENTRASI DOPING

  18. VARIASI KETEBALAN

  19. EIS PANi-HCl 1M (TIPIS) DAN EB Emeraldine Salt (ES) Emeraldine Base (EB)

  20. PERBANDINGAN ES (HCL 1 M)DENGAN EB

  21. PENGUKURAN UV-VIS 308 308 630

  22. Eg Eg NILAI DAN JENIS BANDGAP PANI EB

  23. CYCLIC VOLTAMETRY (CV) • Pelarut : N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) • Elektrolit pendukung : tetra-butil ammonium perklorat 0,1 M

  24. CV ES DAN RHODAMIN B oks red red oks

  25. LUMO -3.683 -4.041 -4.3 -4.572 -4.7 -4.982 HOMO ITO ES RHOD B Al DIAGRAM PITA ENERGI ELUMO = [-e (ERedonset vs Ag/AgCl - EFc/Fc+ vs Ag/AgCl)] – 4,8 eV EHOMO = [-e (Eoksonset vs Ag/AgCl - EFc/Fc+ vs Ag/AgCl)] – 4,8 eV

  26. PEMBENTUKAN p-n JUNCTION PADA SEMIKONDUKTOR

  27. CV ES DAN ANTHRAQUINON

  28. PENELITIAN SELANJUTNYA • Melakukan pengukuran UV-VIS untuk sampel ES hingga λ yang lebih besar

  29. KESIMPULAN SEMENTARA • PANi doping HCl berpotensi untuk digunakan sebagai material aktif didalam polymer solar cell • Akseptor elektron yang dapat digunakan bersama dengan polianilin adalah Rhodamin B

  30. Terima Kasih

  31. POLIMER KONDUKTIF • Karena adanya ikatan rangkap terkonjugasi / elektron phi yang terdelokalisasi • Contoh : Poliasetilen, polimer turunan Thiophene (P3OT, PEDOT, P3AT, P3HT), polimer turunan phyrol, polianilin

  32. CARA KERJA POLYMER SOLAR CELLS

  33. SPEKTRUM EMISI MATAHARI (AM 1,5)

  34. electrode Grain interior Grain boundary Zi (Ω.cm2) Zr (Ω.cm2) ELECTROCHEMICAL IMPEDANCE SPECTROSCOPY (EIS) • Metode yang sangat powerful dalam karakteristik material • Menghindari penumpukan ion pembawa muatan di elektroda

  35. MODEL-MODEL RC CIRCUIT

  36. PEMBUATAN FTO ON GLASS Kaca 2,19 gr SnCl2. 2 H2O + 97 mL Etanol Sonifikasi sebanyak 3 kali @ 10 menit Larutan SnCl2 + 0,347 mL larutan HF 40% + 1 mL NH4OH pekat Substrat kaca Koloid SnCl2 doping F (Sn : F = 90 : 10) Dip coating Pemanasan 100° C @ 3 kali FTO on Glass Biswas, P.K Aquo-organic sol based F-doped SnO2 (Sn : F = 90 : 10) coatings on glass (modifikasi)

  37. KONDUKTIFITAS FTO ON GLASS • ρ1 = 316,8 Ω cm2 • ρ2 = 239,9 kΩ cm2 • σtotal = 1,01 x 10-6 S/cm

  38. KETIDAKSTABILAN POLYMER SOLAR CELLS DI UDARA • PPV + O2 teroksidasi • Elektroda logam + O2  lapisan oksida

More Related