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Estudo de filme de EVA com partículas do vidro aluminossilicato de cálcio codopado com íons de neodímio e itérbio depositado em células solares de silício de alto desempenho

Over the last few years, climate change has become a worldwide concern. The search for clean and efficient energy production has become a global goal. From this perspective, photovoltaic solar energy has presented itself as a great solution. Currently, the solar energy market is more than 90% compo...

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Autor principal: Silva Junior, Adriano Aparecido da
Formato: Dissertação
Idioma: Português
Publicado em: Universidade Tecnológica Federal do Paraná 2022
Assuntos:
Células solares
Compostos de neodímio
Energia solar
Solar energy
CNPQ::ENGENHARIAS
Engenharia/Tecnologia/Gestão
Acesso em linha: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/29604
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spelling riut-1-296042022-09-15T06:08:41Z Estudo de filme de EVA com partículas do vidro aluminossilicato de cálcio codopado com íons de neodímio e itérbio depositado em células solares de silício de alto desempenho Study of EVA film with particles of the calcium aluminosilicate glass co-doped with neodymium and yterbium ions deposited in silicon solar cells Silva Junior, Adriano Aparecido da Schiavon, Gilson Junior https://orcid.org/0000-0002-5642-078X http://lattes.cnpq.br/9759363996357582 Baesso, Mauro Luciano https://orcid.org/0000-0001-6017-2582 http://lattes.cnpq.br/4676278711005293 Bertogna, Eduardo Giometti https://orcid.org/0000-0002-2271-814X http://lattes.cnpq.br/5836698929628478 Schiavon, Gilson Junior https://orcid.org/0000-0002-5642-078X http://lattes.cnpq.br/9759363996357582 Baesso, Mauro Luciano https://orcid.org/0000-0001-6017-2582 http://lattes.cnpq.br/4676278711005293 Muniz, Robson Ferrari http://lattes.cnpq.br/2105851309690151 Células solares Compostos de neodímio Energia solar Solar energy CNPQ::ENGENHARIAS Engenharia/Tecnologia/Gestão Over the last few years, climate change has become a worldwide concern. The search for clean and efficient energy production has become a global goal. From this perspective, photovoltaic solar energy has presented itself as a great solution. Currently, the solar energy market is more than 90% composed of crystalline silicon solar cell technologies. Crystalline silicon solar cells have a theoretical limitation in efficiency due mainly to the spectral mismatch between the cell response and the sunlight spectrum. A number of techniques has been studied with the objective of developing new solar cell technologies or to develop mechanisms to improve existing technologies, such as the use of spectral converters. Therefore, in order to improve the efficiency, this work aims to study the use of aluminosilicate glass particles codoped with neodymium and ytterbium ions as a cover layer in crystalline silicon solar cells. Two pairs of prototypes were produced, one with the cells encapsulated with EVA film and the other with the cells with a layer of grains of the glassy material and the EVA encapsulation. Verification that the glassy material adhered to the surface of the solar cell was done with Raman spectroscopy. An experimental setup was developed to automatically obtain the I-V and P-V curves of the prototypes. The results showed that the solar cells with the glassy material incorporated presented relative efficiencies up to 5,38% compared to the cells encapsulated only with the EVA film and also presented improvements in all the electrical parameters such as maximum power, short circuit current, open circuit voltage and fill factor. Nos últimos anos, as mudanças climáticas se tornaram uma preocupação mundial. A busca por produção de energia limpa e eficiente se tornou um objetivo global. Sob esta ótica, a energia solar fotovoltaica tem se apresentado como uma solução relevante. Atualmente, o mercado de energia solar é composto em mais de 90% por tecnologias com células solares de silício cristalino. Estas células apresentam limitação de eficiência devido principalmente ao descasamento espectral entre o band gap do silício e o espectro da luz solar. Diversas técnicas vêm sendo pesquisadas com o intuito de se desenvolver novas tecnologias de células solares ou de se desenvolver mecanismos que melhorem as tecnologias já existentes, como uso de conversores espectrais. Dessa forma, com o intuito de obter ganhos de eficiência, esse trabalho objetiva estudar o uso do vidro aluminosilicato de cálcio dopado com íons de neodímio e itérbio como camada de cobertura em células solares de silício cristalino. Foram produzidos dois pares de protótipos, um deles com as células encapsuladas com filme de EVA e outro com as células junto de uma camada de grãos do material vítreo e o encapsulamento de EVA. A verificação de que o material vítreo aderiu à superfície da célula solar foi feita por meio de espectroscopia Raman. Desenvolveu-se uma montagem experimental para obtenção automática das curvas IxV e PxV dos protótipos visando determinar a eficiência fotovoltaica. Os resultados mostraram que as células solares com o material vítreo incorporado apresentaram eficiências relativas de até 5,38% em relação as células encapsuladas apenas com o filme de EVA, além de apresentarem melhoras em todos os parâmetros elétricos como potência máxima, corrente de curto-circuito, tensão de circuito aberto e fator de preenchimento. 2022-09-14T17:04:12Z 2024-02-28 2022-09-14T17:04:12Z 2022-08-29 masterThesis SILVA JUNIOR, Adriano Aparecido da. Estudo de filme de EVA com partículas do vidro aluminossilicato de cálcio codopado com íons de neodímio e itérbio depositado em células solares de silício de alto desempenho. 2022. Dissertação (Mestrado em Inovações Tecnológicas) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Campo Mourão, 2022. http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/29604 por embargoedAccess http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/ application/pdf Universidade Tecnológica Federal do Paraná Campo Mourao Brasil Programa de Pós-Graduação em Inovações Tecnológicas UTFPR
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Silva Junior, Adriano Aparecido da
Estudo de filme de EVA com partículas do vidro aluminossilicato de cálcio codopado com íons de neodímio e itérbio depositado em células solares de silício de alto desempenho
description Over the last few years, climate change has become a worldwide concern. The search for clean and efficient energy production has become a global goal. From this perspective, photovoltaic solar energy has presented itself as a great solution. Currently, the solar energy market is more than 90% composed of crystalline silicon solar cell technologies. Crystalline silicon solar cells have a theoretical limitation in efficiency due mainly to the spectral mismatch between the cell response and the sunlight spectrum. A number of techniques has been studied with the objective of developing new solar cell technologies or to develop mechanisms to improve existing technologies, such as the use of spectral converters. Therefore, in order to improve the efficiency, this work aims to study the use of aluminosilicate glass particles codoped with neodymium and ytterbium ions as a cover layer in crystalline silicon solar cells. Two pairs of prototypes were produced, one with the cells encapsulated with EVA film and the other with the cells with a layer of grains of the glassy material and the EVA encapsulation. Verification that the glassy material adhered to the surface of the solar cell was done with Raman spectroscopy. An experimental setup was developed to automatically obtain the I-V and P-V curves of the prototypes. The results showed that the solar cells with the glassy material incorporated presented relative efficiencies up to 5,38% compared to the cells encapsulated only with the EVA film and also presented improvements in all the electrical parameters such as maximum power, short circuit current, open circuit voltage and fill factor.
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