Análise da transmissividade de luz para aplicações em células solares (2018)
- Authors:
- USP affiliated author: ARRUDA, GUILHERME SIMONETI DE - EESC
- School: EESC
- Subject: SISTEMAS FOTOVOLTAICOS
- Keywords: Black Silicon; Cristal fotônico; Célula fotovoltaica; Estrutura quase aleatória; Fourier; Photonic Crystal; Quasi-random structures; Solar cells; Sub-wavelength surfaces; Subwavelength surfaces; Transmissivity
- Language: Português
- Abstract: Células solares são uma importante classe de dispositivos para contribuir na busca por fontes de energia renováveis. Camadas antirrefletoras (CAR) são utilizadas em células solares para maximizar a injeção de luz e assim aumentar a sua eficiência. Apesar das CARs mais promissoras utilizarem estruturas que espalham a luz, pouco se sabe sobre o efeito desse espalhamento na transmissividade de luz. Esse problema é aqui abordado com uma análise da influência das propriedades de espalhamento de luz de nanoestruturas (Sub-wavelength Surfaces), usadas como superfícies em pastilhas de silício, sobre sua transmissividade. Buscou-se compreender a relação entre a geometria da estrutura, sob o ponto de vista de seu espectro de Fourier, e sua transmissividade. Utilizou-se o método semianalítico Rigorous Coupled Wave Analysis para a caracterização das propriedades de camada antirrefletora de estruturas quase aleatórias (QA), que permitem o controle do seu espalhamento de luz. Foi observado que estruturas QA com índices de refração efetivo comparáveis apresentam transmissividades fortemente dependentes apenas da sua propriedade de espalhamento, chegando a uma diferença de 7% para os casos extremos. Tal resultado é particularmente interessante uma vez que, de acordo com a teoria clássica de índice efetivo, essas transmissividades deveriam ser similares. Foi identificado que essa diferença advém da relação entre o número de canais de transmissão e reflexão proporcionado por cada geometria . Posteriormente, foi feito um comparativo da performance dessas estruturas com outras promissoras da literatura: Black Silicon e Cristal Fotônico. Observou-se que três estruturas com propriedades geométricas e ópticas bem diferentes apresentam transmissividades bem semelhantes: enquanto a estrutura QA espalha bem a luz de maneira controlada, o Black Silicon o faz demaneira aleatória; já o Cristal Fotônico difrata pouco a luz. Portanto, para aplicações em células fotovoltaicas, recomenda-se o uso do último para substratos de silício grossos e se espera que as duas primeiras estruturas sejam melhores para espessuras mais finas, com a vantagem da estrutura QA poder ser otimizada, devido a seu espalhamento controlável
- Imprenta:
- Place of publication: São Carlos
- Date published: 2018
-
ABNT
ARRUDA, Guilherme Simoneti de. Análise da transmissividade de luz para aplicações em células solares. 2018. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) – Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo, São Carlos, 2018. Disponível em: https://bdta.abcd.usp.br/directbitstream/98700472-d8f5-4c30-a749-1e30a5e78d90/Arruda_Guilherme_tcc.pdf. Acesso em: 12 maio 2024. -
APA
Arruda, G. S. de. (2018). Análise da transmissividade de luz para aplicações em células solares (Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação). Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de https://bdta.abcd.usp.br/directbitstream/98700472-d8f5-4c30-a749-1e30a5e78d90/Arruda_Guilherme_tcc.pdf -
NLM
Arruda GS de. Análise da transmissividade de luz para aplicações em células solares [Internet]. 2018 ;[citado 2024 maio 12 ] Available from: https://bdta.abcd.usp.br/directbitstream/98700472-d8f5-4c30-a749-1e30a5e78d90/Arruda_Guilherme_tcc.pdf -
Vancouver
Arruda GS de. Análise da transmissividade de luz para aplicações em células solares [Internet]. 2018 ;[citado 2024 maio 12 ] Available from: https://bdta.abcd.usp.br/directbitstream/98700472-d8f5-4c30-a749-1e30a5e78d90/Arruda_Guilherme_tcc.pdf
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