Klorofil atau zat hijau daun adalah satu molekul yang berperan utama dalam proses fotosintesis tumbuhan.klorofil. Molekul klorofil terdiri dari molekul porfirin dan rantai panjang hidrokarbon. Porfirin merupakan senyawa aromatik heterosiklik yang kaya akan ikatan rangkap terkonjugasi yang dapat bertindak sebagai gugus kromofor. Gugur kromofor merupakan senyawa kimia yang peka terhadap cahaya dan dapat mengabsorb cahaya. Gugus kromofor biasanya meliputi gugus azo (-N=N-), karbonil (- C=O-), karbon (-C=C-), karbon-nitrogen (-C=NH- atau -CH=N-), nitroso (-NO atau N-OH), nitro (-NO2 atau =NO-OH), dan sulfur (C=S) serta ikatan rangkap yang terkonjugasi. Gugus kromofor inilah yang dapat dimanfaatkan sebagai material pemanen cahaya karena dapat mengabsorb cahaya matahari untuk digunakan pada proses eksitasi elektron pada molekulnya.
Pada sel surya berbasis teknologi Dye Sensitized Solar Cell (DSSC), material pemanen cahaya merupakan komponen penting yang menentukan performa sel surya. Material pemanen cahaya memanen energi matahari yang kemudian dapat diubah menjadi energi listrik melalui proses fotokimia. Material pemanen cahaya sintetik terinspirasi oleh sistem biologis fotosintesis seperti kompleks pemanenan cahaya dan pigmen yang ada pada tanaman dan beberapa bakteri fotosintetik. Material ini memegang peranan penting dalam proses konversi energi matahari menjadi energi listrik. Semakin banyak energi yang dapat dipanen semakin banyak energi listrik yang dihasilkan. Pada penelitian ini telah berhasil disintesis seyawa kompleks dari ligan turunan klorofil sebagai material pemanen cahaya sintetik. Dalam penelitian ini digunakan turunan klorofil yang memiliki gugus sulfonat yaitu TMPyP (5,10,15,20-tetrakis(1-methyl-4-pyridinio) sebagai ligan dan dikomplekskan dengan beberapa logam transisi untuk meningkatkan kemampuannya. Material pemanen cahaya berbasis senyawa kompleks memiliki banyak keunggulan yaitu kemampuan menyerap cahaya yang lebih baik, lebih mudah larut air dan memiliki kestabilan panas dan kimia yang baik.
Berdasarkan paper yang dipublikasikan, telah berhasil disintesis senyawa kompleks Fe(II), Co(II), Ni(II) dan Cu(II) dengan ligan TMPyP sebagai material pemanen cahaya sintetis pada DSSC. Senyawa kompleks Cu-TMPyP memiliki persen konversi energi listrik yang baik yaitu sebesar 4,65% karena tembaga (Cu(II)) memiliki nilai muatan inti efektif yang paling tinggi jika dibandingkan dengan logam lainnya. Publikasi ini membuktikan bahwa semakin tinggi nilai muatan inti efektif suatu logam menyebabkan daya tarik yang lebih kuat dari atom pusat ke ligan. Akibatnya, jarak antara logam dan ligan menjadi lebih dekat. Dengan kondisi ini, proses pemindahan elektron dari logam ke ligan menjadi lebih mudah dan cepat.
Penulis: Harsasi Setyawati, S.Si., M.Si
Link Jurnal: Harsasi Setyawati, Handoko Darmokoesoemo, Irmina Kris Murwani, Muhammad Irfan, Lucky Adhitiya, Afri Dania Audria Ulfa, Rahmad Fuadi Prasetia. Green light harvester by porphyrin derivative complexes: The influence of metal in photovoltaic on Dye-Sensitized Solar Cells. Results in Chemistry 4 (2022) 100646.
Link:
