PENINGKATAN PERFORMA DYE SENSITIZED SOLAR CELL (DSSC) BERBASIS TiO2 MESOPORI DAN PEWARNA ALAMI ANTOSIANIN: PENGARUH SURFAKTAN DAN WAKTU ADSORPSI

Dye-sensitized solar cells (DSSCs) based on natural dyes offer a low-cost alternative, but their efficiency remains limited. This study examined the influence of TiO2 photoanode pore structure on DSSC performance. Mesoporous TiO2 was synthesized by CTAB-assisted coprecipitation (TiO2–CTAB) and compared with TiO2 prepared by the same route without CTAB. Red spinach (Amaranthus tricolor) extract, expected to be rich in betacyanins, was used as the sensitizer, and cells with an active area of 1 cm² (n = 3) were tested under a 150 W halogen lamp at 100 mW/cm². XRD showed pure anatase with Scherrer crystallite sizes of 10.0 and 9.1 nm without and with CTAB, respectively. N2 physisorption revealed type IV isotherms; CTAB only slightly changed the BET surface area (95.1 vs. 98.3 m²/g) but increased the total pore volume by 47% and the average pore diameter from 6.4 to 9.1 nm. UV-Vis spectra indicated comparable approximate band gaps (≈2.9–3.0 eV) and stronger visible-light scattering for TiO2–CTAB. On CTAB-free TiO2, efficiency increased with dye soaking time, reaching 1.25% at 6 h. At 6 h, the TiO2–CTAB photoanode achieved 1.83% (Jsc = 6.50 mA/cm², Voc = 0.52 V, FF = 0.54), 46% higher than CTAB-free TiO2. The improvement was dominated by Jsc and is attributed to larger, more accessible mesopores rather than a larger surface area, whereas the slightly lower FF suggests higher electron-transport resistance in the more porous, low-temperature-processed film. These results indicate that pore-structure engineering is a promising route for improving natural-dye DSSCs. ABSTRAK Dye-sensitized solar cell (DSSC) berbasis pewarna alami menawarkan biaya yang rendah, tetapi efisiensinya masih terbatas. Penelitian ini mengkaji pengaruh struktur pori fotoanoda TiO2 terhadap kinerja DSSC. TiO2 mesopori disintesis melalui kopresipitasi berbantuan CTAB (TiO2–CTAB) dan dibandingkan dengan TiO2 yang disintesis dengan prosedur identik tanpa CTAB. Ekstrak bayam merah (Amaranthus tricolor) yang diperkirakan kaya betasianin digunakan sebagai sensitizer, dan sel dengan luas aktif 1 cm² (n = 3) diuji di bawah lampu halogen 150 W pada intensitas 100 mW/cm². Hasil XRD menunjukkan fase anatase murni dengan ukuran kristalit Scherrer 10,0 nm tanpa CTAB dan 9,1 nm dengan CTAB. Fisisorpsi N2 menunjukkan isoterm tipe IV; CTAB hampir tidak mengubah luas permukaan BET (95,1 dan 98,3 m²/g), tetapi meningkatkan volume pori total sebesar 47% dan diameter pori rata-rata dari 6,4 menjadi 9,1 nm. Spektrum UV-Vis menunjukkan perkiraan celah pita yang sebanding (≈2,9–3,0 eV) dan hamburan cahaya tampak yang lebih kuat pada TiO2–CTAB. Pada TiO2 tanpa CTAB, efisiensi meningkat seiring waktu perendaman hingga 1,25% pada 6 jam. Pada waktu perendaman yang sama, fotoanoda TiO2–CTAB mencapai efisiensi 1,83% (Jsc = 6,50 mA/cm², Voc = 0,52 V, FF = 0,54), atau 46% lebih tinggi daripada TiO2 tanpa CTAB. Peningkatan ini didominasi oleh Jsc dan dikaitkan dengan pori yang lebih besar dan lebih mudah diakses, bukan dengan luas permukaan yang lebih besar, sedangkan FF yang sedikit lebih rendah mengindikasikan resistansi transpor elektron yang lebih tinggi pada film yang lebih porus dan diproses pada suhu rendah. Hasil ini menunjukkan bahwa rekayasa struktur pori fotoanoda berpotensi meningkatkan kinerja DSSC berbasis pewarna alami.