PADANG- ENERGI terbarukan semakin mendapat perhatian di tengah tantangan perubahan iklim global.
Salah satu teknologi yang menjanjikan adalah Dye-Sensitized Solar Cells (DSSC), dan sebuah penelitian terbaru yang dilakukan oleh Elvira Deswita dibawah bimbingan Dr. Imelda dan Prof. Dr. Hermansyah Aziz mencoba mengeksplorasi potensi zat warna organik berbasis Kuinolin untuk meningkatkan efisiensi sel surya jenis ini.
APA ITU DSSC ?
DSSC adalah sel elektrokimia yang memanfaatkan sinar matahari sehingga dihasilkan energi listrik. Semakin besar kemampuan sel dalam menyerap cahaya matahari maka akan semakin besar juga energi listrik yang dihasilkan.
Pada DSSC terdapat zat warna yang berperan sebagai sensitizer cahaya. Sehingga kemampuan sel dalam menyerap cahaya akan lebih meningkat.
ZAT WARNA APA SAJA YANG BISA DIGUNAKAN?
Zat warna yang bisa digunakan adalah zat warna organik yang berasal dari makhluk hidup atau zat warna anorganik yang umumnya berasal dari benda tak hidup.
Zat warna organik tersedia berlimpah hanya saja mempunyai stabilitas yang rendah dan efesiensi serapan cahaya masih rendah dibanding zat warna anorganik.
Oleh karena itu zat warna organik kemudian dimodifikasi bentuknya menjadi tipe Donor-jembatan π-Akseptor atau disingkat D-π-A
KENAPA ZAT WARNA TIPE D-π-A ?
Zat warna tipe D-π-A ketika menyerap cahaya akan mengalami resonansi elektron π. Semakin cepat dan semakin panjang resonansi elektron, maka cahaya akan lebih banyak diserap. Oleh karena itu banyak peneliti mencoba untuk mengeksplore berbagai jenis molekul donor, jembatan π ataupun akseptor.
Salah satu molekul donor yang bisa digunakan adalah kuinolin.
KENAPA KUINOLIN?
Kuinolin adalah senyawa heterosiklis aromatis yang memiliki aton nitrogen pada rantai siklisnya. Atom nitrogen memiliki pasangan elektron bebas yang dapat didonorkan, sehingga kuinolin dapat nberperan sebagai rantai donor pada zat warna tipe D-π-A
Penelitian secara komputasi ini menggunakan empat jenis zat warna berbasis kuinolin dengan rantai donor yang berbeda, yaitu anilin (Q1), indolin (Q2), fenol (Q3), dan kumarin (Q4), dengan tujuan mengoptimalkan kinerja DSSC.
Metode perhitungan yang diterapkan adalah Density Functional Theory/Time Dependent-DFT (DFT/TD-DFT) menggunakan basis set B3LYP/6-31G.
Penelitian ini mendalam melibatkan analisis parameter seperti bandgap, panjang gelombang absorpsi, energi eksitasi, ΔGinject, ΔGreg, kekuatan osilator, sudut dihedralkan, panjang ikatan, momen dipol, LHE, dan Voc.
Dari penelitian yang telah di lakukan, zat warna Q2, yang memiliki nama panjang 6-(indolin-5-yl) kinolin-2-asam karboksilat, menunjukkan performa terbaik dengan bandgap sebesar 2,6204 eV, panjang gelombang absorpsi 566,80 nm, energi eksitasi 2,1875 eV, ΔGinject -3,114 eV, dan ΔGreg 0,1239 eV.
Hasil ini memberikan implikasi positif terhadap potensi penggunaan zat warna ini sebagai sensitiser pada DSSC.
Hasil analisis ini memberikan pemahaman yang komprehensif tentang interaksi zat warna dengan DSSC. Dari penelitian ini, dapat disimpulkan bahwa modifikasi zat warna berbasis Kuinolin D-π-A, khususnya zat warna Q2, dapat meningkatkan efisiensi DSSC.
Temuan ini membawa dampak positif dalam upaya mengoptimalkan teknologi sel surya yang ramah lingkungan. Penelitian ini membuka peluang untuk penerapan teknologi DSSC dengan zat warna Kuinolin D-π-A dalam pengembangan energi terbarukan.
Dengan memahami karakteristik zat warna yang paling efektif, penelitian ini dapat menjadi landasan untuk pengembangan sel surya yang lebih efisien dan berkelanjutan.
Penelitian ini memainkan peran penting dalam memajukan teknologi DSSC dengan memperkenalkan zat warna organik berbasis Kuinolin D-π-A. Dengan temuan bahwa Q2 menunjukkan performa terbaik, penelitian ini memberikan kontribusi berharga terhadap pengembangan energi terbarukan dan penerapan teknologi sel surya yang lebih efisien.
Adanya penelitian ini, harapannya dapat menjadi dasar untuk penelitian lebih lanjut dan mendukung transformasi menuju pemanfaatan energi terbarukan yang lebih luas di masa depan.
Penulis adalah akademisi dan mahasiswa pascasarjana Universitas Andalas: Imelda dan Elvira Deswita.
