Refleksi Selama Penelitian Skripsi 2022/2023

Muthiah Nailin, Maulida Hesnaty, Integralita Cahyanti, Frida Annisa

Departemen Kimia, Universitas Negeri Malang

Pagi itu kali pertama kami menemui dosen pembimbing, Prof Hadi Nur, untuk mendiskusikan rencana

pengerjaan proyek riset sebagai tugas akhir. Proses bimbingan dilakukan di Laboratorium Terpadu

Universitas Negeri Malang (UM). Hari demi hari, proses bimbingan dan diskusi berjalan dengan

lancar dan baik. Tak hanya membahas detail teknis mengenai topik riset kami, Prof Hadi juga banyak

memberikan motivasi, inspirasi, dan membagikan banyak cerita serta pengalaman beliau untuk

mengilhami kami tentang bagaimana sebenarnya proses riset itu dilaksanakan.

Bimbingan skripsi 22/23 pertama, 18 September 2022

Topik awal yang diambil untuk riset tugas akhir kala itu sebenarnya adalah mengenai Surface

Plasmon Resonance (SPR). Pengambilan topik tersebut tentu berdasarkan banyak pertimbangan.

Selain karena merupakan topik riset yang tergolong baru di UM dan cukup jarang di Indonesia, riset

mengenai SPR ini juga atas dasar penyesuaian dengan alat serta instrument pendukung yang

tersedia di laboratorium UM. Pada dasarnya, SPR adalah fenomena optik yang terjadi ketika cahaya

jatuh pada permukaan logam dan menghasilkan gelombang permukaan elektron (surface plasmon).

Fenomena ini menarik untuk dikaji karena memiliki banyak kegunaan terutama dalam bidang

biosensor. Salah satu kondisi untuk memenuhi terjadinya fenomena ini adalah adanya lapisan logam

yang sangat tipis dalam dimensi nanometer atau biasa disebut sebagai thin-film. Untuk pembuatan

thin film, Lab. Terpadu UM memiliki alat yang mendukung, yaitu reaktor sputtering yang

- 1 -

memungkinkan pembuatan thin film dengan kualitas tinggi serta proses yang terkendali. Oleh karena

itu, pengambilan topik SPR ini diharapkan dapat mendayagunakan fasilitas yang terdapat di UM.

Topik mengenai SPR itu tergolong baru dan tidak familiar bagi kami yang notabene hanya mahasiswa

S1 kimia. Namun, dengan bantuan arahan dari dosen pembimbing, kami merasa tertantang untuk

menjalankan riset pada topik tersebut karena sesuatu yang baru tentu akan semakin memperkaya

pengetahuan kami. Dalam mempersiapkannya, kami banyak melakukan studi literatur, saling

berdiskusi dengan sesama tim, hingga mengikuti rekaman kuliah nanomaterial untuk mahasiswa S2

fisika yang diampu oleh Prof Hadi sendiri. Tak lupa, Prof Hadi juga banyak menjelaskan dan

mengulangi uraian materi-materi penting untuk meningkatkan pemahaman kami. Meski dalam

prosesnya kami sedikit kelimpungan karena jadwal yang ada pada saat itu overlap dengan jadwal

kegiatan KKN dan magang, proses persiapan untuk riset tugas akhir ini tetap dapat berjalan dengan

kondusif. Minggu demi minggu kami habiskan untuk memahami materi dan konsep-konsep penting

mengenai topik riset SPR. Cukup sulit, namun karena dilakukan bersama-sama dengan teman satu

tim, juga dengan bimbingan dari Prof Hadi sendiri yang terkesan cukup santai namun tetap efektif dan

progresif, akhirnya kami dapat melaluinya.

Hingga akhirnya tibalah kami pada tahap pengerjaan prosedur penelitian, yaitu pembuatan thin film

menggunakan reaktor sputtering. Sebenarnya saat sampai di tahap ini, desain penelitian kami masih

belum final. Namun karena memburu waktu, kami langsung beralih ke tahap pengerjaan prosedur

penelitian sambil terus mengembangkan desain dan topik riset kami seiring dengan proses

pelaksanaan. Proses diskusi dan penyempurnaan desain penelitian kami lakukan secara dinamis

agar dapat disesuaikan dengan kondisi pengerjaan serta data yang diperoleh. Sayangnya, topik riset

mengenai SPR ini kemudian tidak jadi kami lanjutkan karena beberapa hal. Salah satunya adalah

karena keterbatasan peralatan, khususnya alat untuk mendeteksi gelombang yang dihasilkan oleh

sampel akibat fenomena SPR. Alat yang mendukung pengujian ini, Photoluminescence

Spectrometer, tidak tersedia di laboratorium UM.

Dokumentasi hasil fabrikasi lapisan Cu dengan metode sputtering

Ini adalah awal dari perubahan besar dalam perjalanan skripsi kami. Sejak awal, kami tertarik dengan

sputtering, tapi seiring waktu dan melihat alat yang ada di UM, kami mulai menyadari bahwa alat yang

kami miliki terdapat banyak keterbatasan dan proses uji yang harusnya dilakukan tidak ada alatnya

sehingga ini akan memberhentikan penelitian kami. Maka dari itu, kami merasa ada sesuatu yang

lebih menarik dan relevan yang bisa dieksplorasi. Setelah berbagai pertimbangan dan diskusi dengan

dosen pembimbing, diputuskan bahwa penelitian beralih menjadi topik PEC. Pertimbangan ini

membuat kami merasa antusias dan sedikit gugup tentang apa yang akan datang.

- 2 -

Kami menghabiskan banyak waktu untuk berdiskusi mengenai topik ini seperti mengenai metode

serta alat dan bahan yang akan digunakan. Kami berbincang dengan beberapa teman sejawat

tentang perubahan judul ini. Mereka memberikan pandangan yang beragam, dari sisi positif hingga

tantangan yang mungkin akan kami hadapi. Ini membantu kami untuk melihat gambaran lebih besar

dan mempertimbangkan semua aspek. Kami berbicara dengan pembimbing kami tentang perubahan

judul dan metode yang akan digunakan. Awalnya, kami agak khawatir akan bagaimana reaksi beliau

nanti. Namun, pembimbing sangat terbuka dan mendukung. Kami membahas alasan di balik

perubahan ini dan bagaimana topik baru ini dapat memberikan kontribusi yang lebih besar dalam

penelitian ilmiah.

Kami mulai mendalami topik PEC, karena ini adalah wilayah yang relatif baru bagi kami, jadi ada

banyak hal baru yang harus kami pelajari. Kami mulai membaca artikel dan jurnal ilmiah, menonton

kuliah daring, dan mencari sumber daya lain untuk memahami konsep-konsep yang terlibat. Kami

terkejut oleh kompleksitas beberapa konsep di balik PEC. Ternyata ada banyak variabel dan proses

yang perlu dipahami dengan baik. PEC ini melibatkan kimia, fisika, dan teknologi material. Topik ini

menantang, tetapi pada saat yang sama, juga membuat kami semakin tertarik untuk menggali lebih

dalam. Kami mulai membandingkan kedua topik ini dalam hal kompleksitas, dampak, dan potensi

penelitian masa depan. Meskipun sputtering memiliki daya tariknya sendiri, Kami merasa perubahan

ke arah PEC adalah keputusan yang cukup tepat. Topik baru ini memiliki implikasi yang lebih besar

terhadap pembangunan energi berkelanjutan. Namun seiring berjalannya waktu, banyak sekali

kendala yang kami hadapi. Karena proses pembuatan PEC yang cukup kompleks ini juga tidak

didukung dengan alat yang sepadan. Awalnya kami mengira bahwa tidak perlu menggunakan alat

dengan standar tinggi namun setelah kami mempelajari lebih lanjut mengenai PEC, ternyata tidak

semudah yang kami harapkan dan ini cukup membuat kami frustasi karena banyak waktu yang telah

terlewati namun ternyata tidak membuahkan hasil yang maksimal.

Akhirnya kami berdiskusi dengan pembimbing kami mengenai kendala yang ada ini. Dan pembimbing

kami juga mendiskusikan dengan dosen lain yang pernah melakukan pembuatan PEC dan paham

mengenai alat-alat yang ada di UM. Setelah diskusi yang cukup panjang ini dengan berbagai

pertimbangan akhirnya topik skripsi diganti menjadi water splitting yang jujur ini juga sesuatu yang

baru bagi kami. Pembimbing memaparkan secara garis besar mengenai water splitting dan penelitian

yang telah dilakukan sebelumnya. Kami mulai menelaah kembali topik yang baru ini.

Begitu pula dengan PEC, topik water splitting ini relatif baru bagi kami sehingga perlu banyak hal

baru yang harus kami pelajari. Kami juga mencari artikel ilmiah, video kuliah, dan sumber daya lain

untuk memahami lebih dalam tentang konsep dan potensi water splitting. Namun lagi-lagi topik ini

terkendala dari segi alat yang kurang memadai dan proses uji yang tidak dapat dilakukan di UM

maupun di Indonesia. Karena alat uji yang tidak ada. Sehingga kami juga mulai mengurungkan niat

untuk mengambil topik ini sebagai tema skripsi. Kami menyadari bahwa ini kami merupakan

bimbingan pertama dari Prof. Hadi Nur dan beliau mengetahui seluk beluk peralatan yang ada di UM.

Beliau juga belum menentukan arah penelitian yang tepat saat itu. Sejujurnya kami juga bingung

harus bagaimana saat itu, karena baik kami dan Prof. Hadi, sama-sama memulai penelitian ini dari

awal tanpa arahan dari pihak lain. Namun dari semua perubahan topik yang kami lalui ini, kami

menjadi sadar bahwa menjadi peneliti atau ilmuwan sesungguhnya tidak mudah. Banyak aspek yang

perlu dipertimbangkan, mulai dari segi material maupun non material. Meskipun terjadi berbagai

perubahan topik ini, Prof. Hadi selalu optimis dan memberikan semangat pada kami. Beliau selalu

memberikan solusi dan inovasi baru dalam mengembangkan topik yang akan kami pilih. Kami pun

juga termotivasi untuk terus berkembang lagi.

Tibalah hari dimana kami kembali melakukan penelitian setelah melewati beberapa kali pergantian

topik. Topik peneitian ini membuat kami berdebar karena topik ini belum pernah ada sebelumnya di

jurusan kami. Kami memulai dengan semangat mengingat teman-teman kami yang lain sudah

melakukan penelitian terlebih dahulu, bahkan beberapa di antaranya sudah selesai. Untuk memulai

penelitian ini, kami membeli alat dan bahan terlebih dahulu. Setelah alat dan bahan terpenuhi, kami

mulai menyusun rencana penelitian yang akan kami lakukan. Kami bekerja sama dengan membagi

tugas untuk mengerjakan penelitian ini. Penelitian kami yaitu pembuatan sel surya berbasis

FTO/ZnO:Mg/Cu

O, di mana deposisi lapisan FTO/ZnO:Mg melalui pirolisis semprot (spray pyrolysis)

dan deposisi Cu

O melalui elektrodeposisi.

- 3 -

Langkah pertama dalam pembuatan sel surya berbasis FTO/ZnO:Mg/Cu

O adalah deposisi lapisan

FTO dan ZnO:Mg melalui pirolisis semprot. Pada tahap pirolisis semprot, kami belajar untuk mengatur

parameter yang tepat, seperti suhu dan waktu, untuk menciptakan lapisan yang berkualitas. Langkah

selanjutnya ke tahap elektrodeposisi Cu

O. Kami mempersiapkan larutan elektrolit, mengatur

parameter elektrodeposisi, dan memantau proses deposisi lapisan Cu

O dengan cermat. Saat melihat

perubahan warna dan pertumbuhan lapisan pada elektroda, kami merasa terkesan oleh keajaiban

reaksi kimia yang berlangsung di hadapan kami. Selama tahap elektrodeposisi Cu

O, kami

menghadapi kesulitan dalam menjaga konsistensi dan kualitas lapisan Cu

O yang terbentuk.

Proses pirolisis semprot dan elektrodeposisi

Proses pemilihan sampel terbaik untuk diujikan dengan membandingkan voltase yang muncul saat

disinari langsung.

- 4 -

Hasil uji efisiensi sel surya pertama dan upgrade set-up alat pirolisis semprot

Hasil uji yang didapatkan ini selanjutnya kami jadikan acuan untuk optimasi berikutnya. Salah satu

yang krusial adalah temperatur pirolisis. Awalnya kami menggunakan hot plate sebagai sumber

panas, ternyata suhu yang tersalurkan ke substrat kaca tidak mencapai 300

C. Karena panas yang

dihasilkan dari hot plate ini kurang mencukupi, lapisan hasil deposisi menjadi kurang baik. Oleh

karena itu, kami akhirnya mengganti sumber panas dengan kompor portable dan plat grafit sebagai

penyalurnya. Hasilnya, lapisan FTO dan ZnO:Mg tampak transparan sesuai dengan yang diharapkan.

Proses fabrikasi Cu

O juga menjadi lebih cepat karena substrat kaca lebih konduktif. Selanjutnya

kami melakukan studi literatur untuk mencari parameter fabrikasi lainnya yang mempengaruhi hasil

efisiensi sel surya. Kami mengkomunikasikan hasil efisiensi sel surya pertama ini dan parameter apa

saja yang dapat mempengaruhi kepada Prof Hadi. Di akhir konsultasi kami mendapatkan variabel

yang digunakan untuk penelitian skripsi sekaligus optimasi fabrikasi.

Hasil diskusi parameter yang diduga mempengaruhi fabrikasi FTO/ZnO:Mg/Cu

Kami belajar bahwa teori dan praktik dapat memiliki perbedaan nyata. Proses penelitian yang tidak

selalu mulus ini kadang-kadang membuat kami frustasi karena hasil yang kami dapatkan tidak seperti

yang kami diharapkan. Namun, melalui proses ini, kami belajar bahwa setiap langkah, baik yang

berhasil maupun yang tidak, membawa pelajaran yang berharga dan memberi kami pemahaman

lebih mendalam tentang perjalanan penelitian ini. Salah satu kenangan yang paling berkesan adalah

saat hasil fabrikasi sangat baik yaitu benar-benar transparan.

- 5 -

Hasil fabrikasi terbaik

Selama proses penelitian, kami juga selalu menulis logbook sesuai arahan dari Prof Hadi. Awalnya,

menulis logbook tampak seperti tugas yang sederhana, namun seiring berjalannya waktu, kami sadar

bahwa logbook memberi kami gambaran yang jelas tentang bagaimana penelitian kami telah

berkembang. Dengan menulis logbook kami juga dapat megetahui apa saja yang perlu diperbaiki dan

ditingkatkan selama proses penelitian kami. Tidak hanya itu, logbook juga membantu kami dalam

mengkomunikasikan penelitian kami dengan Prof Hadi. Ketika bimbingan, kami merujuk ke logbook

untuk menyampaikan hasil penelitian yang telah kami lakukan.

Catatan logbook kami dan salah satu hasil fabrikasi FTO/ZnO:Mg/Cu

O dengan variasi durasi

elektrodeposisi

Setelah melewati proses yang panjang, kami akhirnya berhasil menghasilkan sel surya

FTO/ZnO:Mg/Cu

O. Namun, ketika kami melaksanakan uji kinerja sel surya, nilai efisiensi yang

dihasilkan ternyata sangat kecil. Meskipun awalnya merasa kecewa, kami menyadari bahwa

kegagalan adalah bagian tak terpisahkan dari perjalanan penelitian. Kami pun mencari alternatif lain

dan melihat peluang baru dalam penggunaan lapisan yang kami hasilkan sebagai fotodetektor. Kami

mulai mencari referensi mengenai fotodetektor yang dapat dihasilkan dari lapisan kami ini.

Selanjutnya, kami melakukan uji waktu respon fotodetektor dengan penyinaran selama 50 detik dan

jeda penyinaran tiap 5 detik. Ketika memasuki proses pengolahan data, kami merasa sedikit bingung

ketika harus mencari nilai waktu naik dan peluruhan pada parameter fotodetektor. Saat itu, Kak Atikah

menyarankan kami untuk belajar dari Kak Epril, teman dari departemen fisika. Kami sangat

mengapresiasi peluang berharga ini sebab, berkat bantuan Kak Epril dan rekan fisika, kami

- 6 -

menguasai pengolahan data fotodetektor menggunakan OriginPro 2018. Saat mencari nilai waktu

naik dan peluruhan, dibutuhkan ketelitian dalam memilih rentang data agar nilai fitting tidak negatif.

Data dari kurva I-V perlu diproses ulang karena ketidaksesuaian luas area penyinaran yang kami

butuhkan. Beruntunglah, Kak Epril memberikan informasi ini kepada kami, sehingga kami dapat

menghindari potensi kesalahan dalam penyajian data yang bisa saja terjadi. Bantuan ini sangat

berarti karena pembelajaran di departemen kimia kurang fokus pada pengolahan data fotoelektrik.

Pengujian fotodetektor dan efisiensi sel surya menggunakan solar simulator dan tampilan perangkat

lunak nanogenerator time vs current or voltage, serta PEC-CELL

Perangkat lunak OriginPro 2018 sangat membantu dalam pengolahan data penelitian kami, mulai dari

fotodetektor, efisiensi sel surya (kurva I-V), energi celah pita, SEM dan XRD, terutama dalam

menentukan nilai FWHM pada analisis difraktogram XRD karena saat perkuliahan tidak dijelaskan

secara langsung. Saat melaporan data fotodetektor dan kurva I-V, kami sadar tidak semua parameter

perlu karakterisasi intensif. Misalnya, dalam literasi durasi elektrodeposisi mempengaruhi ketebalan

lapisan Cu

O, perlu karakterisasi SEM. Sedangkan, pH elektrolit Cu

O yang mempengaruhi orientasi

kristal, butuh karakterisasi XRD, sedangkan karakterisasi yang lain tidak wajib dilakukan. Kami belajar

pentingnya pemilihan karakterisasi yang tepat untuk setiap tahap penelitian.

- 7 -

Salah satu olah data XRD menggunakan perangkat lunak OriginPro 2018

Setelah melengkapi seluruh data penelitian, langkah berikutnya adalah menyusun skripsi. Saat

bimbingan, masih banyak dari penulisan kami yang kurang tepat, khususnya abstrak, pendahuluan,

kesimpulan, saran, dan daftar pustaka. Salah satu tolak ukur penulis serius dengan karyanya dapat

dilihat dari daftar pustakanya yangpenulisannya telah rapi. Sayangnya, kami hanya mengandalkan

hasil kerja perangkat lunak Zotero, sehingga perlu perbaikan. Prof Hadi memberi saran untuk abstrak

yang efektif hendaknya merangkum hasil utama di awal, diikuti latar belakang, metode, dan hasil

lainnya. Ini membantu pembaca untuk langsung memahami esensi penelitian. Pendahuluan perlu

semakin terfokus, sementara kesimpulan harus merujuk langsung pada hasil penelitian. Pada bagian

saran, kejelasan rekomendasi menjadi kunci. Proses penulisan skripsi ini adalah pelajaran tentang

ketekunan dan komitmen. Kami mengakui bahwa kualitas tak tercapai tanpa usaha dan dedikasi

tinggi. Di samping itu, proses ini mempertajam kemampuan komunikasi tertulis dan analisis

mendalam.

Tanggal 26 Juli 2023 adalah tanggal terakhir pendaftaran sidang skripsi dan kami semua baru

mengetahui hal tersebut di hari yang sama. Hal ini akibat kelalaian kami mengenai informasi

akademik. Namun, dari departemen sendiri tidak memberikan pengumuman resmi adanya batas

pendaftaran sidang terakhir, karena dari surat edaran hanya tertera batas akhir yudisium, 16 Agustus

2023. Pada hari itu, kami semua mendaftar untuk mengejar yudisium tanggal 14 Agustus 2023.

Syukurlah, masih sempat untuk mendaftar sidang skripsi. Kami mendapatkan tanggal ujian pada 31

Juli dan 1 Agustus, sehingga persiapan untuk ujian yang juga sangat terbatas ini merupakan

tantangan besar bagi kami. Selama persiapan, kami tidak menyerah dan memanfaatkan waktu yang

ada sebaik mungkin untuk mempersiapkan jawaban pertanyaan yang mungkin muncul, membuat

presentasi yang baik, dan menyelesaikan naskah skripsi. Meskipun waktu yang ada terbatas, sidang

skripsi berakhir dengan baik dan kami merasa bangga atas apa yang telah kami capai. Proses ini

mengajarkan tentang pentingnya manajemen waktu dan kemampuan adaptasi yang cepat. Secara

keseluruhan, perjalanan ini mengajarkan saya banyak hal tentang diri sendiri. Kami belajar tentang

keterampilan teknis, komunikasi, ketekunan, manajemen waktu, dan kemampuan adaptasi. Kami

merasa semakin matang dan siap menghadapi tantangan di masa depan.

- 8 -

Dokumentasi bersama masing-masing penguji sidang skripsi

Setelah seluruh mahasiswa bimbingan sidang skripsi

Setelah sidang, kami melakukan revisi naskah skripsi berdasarkan masukan dari para penguji

sembari menunggu koreksi, kami mempersiapkan materi untuk tampil dalam seminar ICSChem,

materi yang ditampilkan adalah gabungan dari seluruh parameter kami, sehingga tidak membutuhkan

waktu yang lama untuk menyelesaikannya. Sayangnya kami kurang percaya diri untuk berbicara

- 9 -

dalam bahasa inggris saat penyajiannya, dan Prof. Hadi meyakinkan kami untuk tetap tampil sebagai

bentuk proses pendidikan di UM. Saat mempersiapkan seminar, kami sedikit panik karena laptop

kami bermasalah, syukurlah saat acara dimulai sudah teratasi. Seminar ICSChem berakhir dengan

baik dan lancar. Dari pengalaman ini kami mengambil hikmah untuk selalu optimis dan

mempersiapkan segala sesuatu dengan maksimal.

Dokumentasi persiapan presentasi ICSChem dan selepas presentasi

Akhir kata, kami bersyukur dan sangat berterima kasih atas kesempatan menjadi mahasiswa

bimbingan Prof. Hadi. Perjalanan ini telah memberikan kami berlimpah pengalaman berharga dan

membuka pintu bagi kami untuk mengeksplor banyak hal baru. Setiap tantangan yang kami hadapi

dan setiap pelajaran yang kami peroleh telah membentuk kami menjadi individu yang lebih

berkembang dan siap menghadapi masa depan dengan keyakinan yang lebih kokoh.

- 10 -