Pengaruh Penambahan Nanorod ZnO terhadap Mekanisme Transport Muatan dan Kinerja DSSC Berbasis TiO₂

Abstrak

Dye-sensitized solar cell (DSSC) merupakan teknologi fotovoltaik yang kinerja dan kestabilannya dipengaruhi oleh karakteristik fotoanoda. Fotoanoda berperan sebagai media adsorpsi dye sekaligus jalur transport elektron menuju rangkaian eksternal. Titanium dioksida (TiO₂) dan seng oksida (ZnO) banyak digunakan sebagai fotoanoda karena sifat optik dan elektroniknya yang baik. Pada penelitian ini, dilakukan sintesis nanorod ZnO dan fabrikasi DSSC menggunakan fotoanoda komposit nanorod ZnO/TiO₂ untuk mengkaji pengaruh struktur fotoanoda terhadap transport muatan dan kinerja DSSC. Nanorod ZnO disintesis melalui metode self-assembly dan dikarakterisasi menggunakan SEM, XRD, dan UV–Vis. Hasil SEM menunjukkan terbentuknya nanorod ZnO dengan diameter rata-rata sekitar 275 nm dan panjang sekitar 4.3 μm, sedangkan hasil XRD mengonfirmasi struktur kristal heksagonal wurtzite dengan orientasi dominan sejajar sumbu c. Energi celah pita nanorod ZnO yang diperoleh dari analisis UV–Vis adalah sekitar 3.1 eV. Fotoanoda komposit dibuat dengan mendeposisikan TiO₂ nanopori di atas nanorod ZnO dan direndam dalam pewarna ruthenium 535-bis TBA sebelum dirakit menjadi DSSC dengan struktur FTO/fotoanoda/dye/elektrolit/Pt-FTO. Pengukuran karakteristik J–V menunjukkan bahwa DSSC berbasis nanorod ZnO/TiO₂ menghasilkan efisiensi sebesar 0.45%. Efisiensi ini masih lebih rendah dibandingkan DSSC berbasis TiO₂, yang mengindikasikan bahwa ketidaksempurnaan antarmuka dan keterbatasan kontinuitas jalur transport elektron pada struktur komposit menjadi faktor pembatas utama kinerja DSSC.