STUDI SIFAT OPTIK PADA MATERIAL HIBRID P3HT:NANOPARTIKEL ZnO MENGGUNAKAN SPEKTROSKOPI UV-VIS
Abstrak
Poly(3-hexylthiophene) (P3HT) merupakan polimer konduktif yang memiliki sifat listrik dan optik yang baik sehingga diaplikasikan sebagai material aktif pada sel surya. Akan tetapi, mobilitas pembawa muatan pada P3HT masih rendah, sehingga dicampurkan dengan material lain yang memiliki mobilitas pembawa muatan lebih baik. Salah satu material yang memiliki mobilitas pembawa muatan yang baik adalah nanopartikel ZnO. Penambahan nanopartikel ZnO pada P3HT memunculkan adanya sistem donor-acceptor sehingga terdapat transfer elektron dalam material hibrid P3HT:nanopartikel ZnO yang berpengaruh terhadap sifat listrik dan optik material. Pada paper ini, nanopartikel ZnO disintesis dengan metode sol-gel dan dikarakterisasi TEM dan XRD untuk melihat ukuran partikel dan kristalitnya. Selanjutnya, sifat optik material hibrid P3HT:nanopartikel ZnO diuji dengan spektroskopi UV-Vis. Hasil pengukuran TEM dan XRD menunjukkan ukuran partikel dan kristalit nanopartikel ZnO masing-masing 8 nm dan 3,877 nm. Hasil spektroskopi UV-Vis menunjukkan rentang absorbansi nanopartikel ZnO berada di daerah UV, yaitu 330-400 nm. Pada P3HT dan P3HT:nanopartikel ZnO, absorbansi berada di daerah UV-Vis, yaitu 350-650 nm. Secara umum, penambahan nanopartikel ZnO tidak berpengaruh terhadap perubahan daerah absorbansi dan cenderung didominasi oleh P3HT yang dapat dikarenakan perbedaan rasio P3HT dan nanopartikel ZnO pada material P3HT:nanopartikel ZnO. Meskipun begitu, penambahan nanopartikel ZnO berpengaruh terhadap pergeseran panjang gelombang cut-off ke daerah UV sehingga meningkatkan energi gap material. Peningkatan energi gap pada material hibrid P3HT:nanopartikel ZnO dikarenakan adanya peningkatan mobilitas elektron pada material akibat penambahan nanopartikel ZnO pada P3HT.
Kata kunci: karakteristik optik, P3HT:nanopartikel ZnO, spektroskopi UV-Vis
Teks Lengkap:
PDFReferensi
H. Shirakawa, E. J. Louis, A. G. MacDiarmid, C. K. Chiang, dan A. J. Heeger, “Synthesis of electrically conducting organic polymers: halogen derivatives of polyacetylene, (CH)x”, Journal of the Chemical Society, Chemical Communications, 16, pp. 578-580, 1997.
C. K. Chiang, C. R. Fincher, Jr., Y. W. Park, A. J. Heeger, H. Shirakawa, E. J. Louis, S. C. Gau, dan A. G. MacDiarmid, “Electrical Conductivity in Doped Polyacetylene”, Physical Review Letters, 39, pp. 1098-1101, 1977.
T. Nezakati, A. Seifalian, A. Tan, A. M. Seifalian, “Conductive Polymers: Opportunities and Challenges in Biomedical Applications”, Chem Rev., 118(14), pp. 6766-6843, 2018.
T. A. Skotheim, R. L. Elsenbaumer, J. R. Reynolds, Eds. Handbook of Conducting Polymers, New York: Marcel Dekker, 2008.
T. H. Le, Y. Kim, H. Yoon, “Electrical and Electrochemical Properties of Conducting Polymers”, Polymers, 9(4), p. 150, 2017.
A. K. Mishra, "Conducting Polymers: Concept and Applications," Journal of Atomic, Molecular, Condensate & Nano Physics, 5(2), pp. 159-193, 2018.
M. M. Arif, J. Liu, L. Zhai, S. I. Khondaker, “Poly(3-hexylthiophene) crystalline nanoribbon network for organic field effect transistors”, Applied Physics Letters, 96(24), pp. 243304, 2010.
X. Xiao, Z. Wang, Z. Hu, T. He, “Single Crystals of Polythiophene with Different Molecular Conformations Obtained by Tetrahydrofuran Vapor Annealing and Controlling Solvent Evaporation”, The Journal of Physical Chemistry, 114(22), pp. 7452-7460, 2010.
Y. Yuan, J. Zhang, J. Sun, J. Hu, T. Zhang, Y. Duan, “Polymorphism and Structural Transition around 54°C in Regioregular Poly(3-hexylthiophene) with High Crystallinity As Revealed by Infrared Spectroscopy” Macromolecules, 44(23), pp. 9341-9350, 2011.
Nurussaniah, A. Supriyanto, R. Suryana, Anita, Boisandi, “Studi Pengaruh Penggunaan Poly(3-hexylthiophene) P3HT dan Grafit terhadap Kinerja Sel Surya”, Jurnal Fisika, 3(1), 2013.
A. Bahtiar, A. Aprilia, Fitrillawati, “Sel Surya Polimer: State of Art dan Progres Penelitiannya di Universitas Padjadjaran”, Jurnal Material dan Energi Indonesia, 1(1), pp. 7-14, 2011.
R. Kroon, M. Lenes, J. C. Hummelen, P. W. M. Blom, D. B. Boer, “Small Bandgap Polymers for Organic Solar Cells (Polymer Material Development in the Last 5 Yeas”, Polymer Reviews, 48, pp. 531-582, 2008.
Rashmi, A. K. Kapoor, U. Kumar, V. R. Balakrishnan, P. K. Basu, “Degradation Process in Organic Thin Film Devices Fabricated using P3HT”, Journal of Physics, 68(3), pp. 489-498, 2007.
S. Gunes, H. Neugebauer, N. S. Sariciftci, “Conjugated Polymer-Based Organic Solar Cells”, Chem. Rev., 107, pp. 1324-1338, 2007.
H. Hoppe and N. S. Sariciftci, “Organic Solar Cells: An Overview”, J. Mater Res., 19(7), pp. 1924-1945, 2004.
W. Z. Tsung, C. H. Chun, C. T. Yu, Y. T. Gua, Lee, Yih, Wang, F. S. Wei, “Correlating Interface Heterostructure Charge Recombination and Device Efficiency of Poly(3-hexylthiophene)/TiO2 Nanorod Solar Cell”, American Chemical Society, 27, pp. 15255-15260, 2011.
Y. Zhang, M. K. Ram, E. K. Stefanakos and D. Y. Goswami, "Synthesis, Characterization, and Application of ZnO Nanowires," Journal of Nanomaterials, 2012, p. 22, 2012.
K. Davis, R. Yarbrough, M. Froeschle, J. White, H. Rathnayake, “Band gap engineered zinc oxide nanostructures via a sol–gel synthesis of solvent driven shape-controlled crystal growth”, RSC Advances, 9(26), pp. 14638-14648, 2019.
M. Vaseem, A. Umar, Y. B. Hahn, “ZnO Nanoparticles: Growth, Properties, and Applications”, Metal Oxide Nanostructures and Their Applications, 5(4), pp. 1-36, 2010.
N. Aggarwal, A. Vasishth, B. Singh, B. Singh, “Investigation of room temperature ferromagnetic behaviour in dilute magnetic oxides”, Integrated Ferroelectrics, 186(1), pp. 10-16, 2018.
M. A. Borysiewicz, "ZnO as a Functional Material, a Review," Crystals, 9, pp. 1-29, 2019.
R. J. Barnes, R. Molina, J. Xu, P. J. Dobson, dan I. P. Thompson, “Comparison of TiO2 and ZnO nanoparticles for photocatalytic degradation of methylene blue and the correlated inactivation of gram-positive and gram-negative bacteria”, Journal of Nanoparticle Research, 15(2), p. 1432, 2013.
O. S. Ayanda, B. O. Adelete, O. H. Aremu, F. B. Ojobola, S. M. Nelana, “Photocatalytic Degradation of Metronidazole Using Zinc Oxide Nanoparticles Supported on Acha Waste”, Indonesian Journal of Chemistry, 23(1), pp. 158-169, 2023.
S. Saleem, M. H. Jameel, A. Rehman, M. B. Tahir, M. M. Hessien, “Evaluation of structural, morphological, optical, and electrical properties of zinc oxide semiconductor nanoparticles with microwave plasma treatment for electronic device applications”, Journal of Materials Research and Technology, 19, pp. 2126-2134, 2022.
S. Sawyer, L. Qin, C. Shing, “Zinc Oxide Nanoparticles for Ultra Violet Photodetection”, International Journal of High Speed Electronics and Systems, 20(1), pp. 183-194, 2011.
N. Yudasari, R. Anugrahwidya, D. Tahir, M. M. Suliyanti, Y. Herbani, C. Imawan, M. Khalil, D. Djuhana, “Enhanced photocatalytic degradation of rhodamine 6G (R6G) using ZnO–Ag nanoparticles synthesized by pulsed laser ablation in liquid (PLAL),” Journal of Alloys and Compounds, 886, p. 161291, 2021.
L. Hrostea, M. Girtan, R. Mallet, L. Leontie, “Optical and Morphological Properties of P3HT and P3HT:PCBM Thin Films Used in Photovoltaic Applications”, IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering, 374, pp. 1-6, 2018.
A. S. Afrozi dan S. Sudaryanto, ”Penambahan N pada TiO2 dan Pengaruhnya pada Energi Band Gap TiO2 sebagai Bahan Pengolah Limbah”, BATAN, pp. 59-64, 2016.
DOI: https://doi.org/10.24198/jme.v14i2.54297
Refbacks
- Saat ini tidak ada refbacks.
##submission.copyrightStatement##
