| 1. Identificação | ||||||||||
| Tipo de Referência | Tese ou Dissertação (Thesis) | |||||||||
| Site | mtc-m21d.sid.inpe.br | |||||||||
| Código do Detentor | isadg {BR SPINPE} ibi 8JMKD3MGPCW/3DT298S | |||||||||
| Identificador | 8JMKD3MGP3W34T/47HGQQL | |||||||||
| Repositório | sid.inpe.br/mtc-m21d/2022/09.02.02.09 | |||||||||
| Última Atualização | 2022:11.30.16.07.04 (UTC) simone | |||||||||
| Repositório de Metadados | sid.inpe.br/mtc-m21d/2022/09.02.02.09.04 | |||||||||
| Última Atualização dos Metadados | 2022:12.08.10.06.54 (UTC) administrator | |||||||||
| Chave Secundária | INPE-18609-TDI/3245 | |||||||||
| Chave de Citação | Guimarães:2022:FeCoEx | |||||||||
| Título | Ferramenta computacional para extração de parâmetros de células solares  | |||||||||
| Título Alternativo | Computational tool for extracting parameters from solar cells | |||||||||
| Curso | CMS-ETES-DIPGR-INPE-MCTI-GOV-BR | |||||||||
| Ano | 2022 | |||||||||
| Data | 2022-08-11 | |||||||||
| Data de Acesso | 25 abr. 2024 | |||||||||
| Tipo da Tese | Dissertação (Mestrado em Ciência e Tecnologia de Materiais e Sensores) | |||||||||
| Tipo Secundário | TDI | |||||||||
| Número de Páginas | 188 | |||||||||
| Número de Arquivos | 1 | |||||||||
| Tamanho | 5444 KiB | |||||||||
| 2. Contextualização | ||||||||||
| Autor | Guimarães, Cássio Prado | |||||||||
| Banca | Vilela, Waldeir Amaral (presidente/orientador) Berni, Luiz Angelo (orientador) Irita, Ricardo Toshiyuki (orientador) Mineiro, Sergio Luiz Vieira, Maxson Souza | |||||||||
| Endereço de e-Mail | cassio.p.guimaraes@gmail.com | |||||||||
| Universidade | Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) | |||||||||
| Cidade | São José dos Campos | |||||||||
| Histórico (UTC) | 2022-09-02 02:14:05 :: cassio.guimaraes@inpe.br -> pubtc@inpe.br :: 2022-09-02 19:09:40 :: pubtc@inpe.br -> cassio.guimaraes@inpe.br :: 2022-09-26 09:07:59 :: cassio.guimaraes@inpe.br -> pubtc@inpe.br :: 2022-09-27 19:29:07 :: pubtc@inpe.br -> cassio.guimaraes@inpe.br :: 2022-10-06 04:08:51 :: cassio.guimaraes@inpe.br -> pubtc@inpe.br :: 2022-11-30 15:14:26 :: pubtc@inpe.br -> simone :: 2022-11-30 15:23:52 :: simone :: -> 2022 2022-11-30 16:10:21 :: simone -> administrator :: 2022 2022-12-08 10:06:54 :: administrator -> :: 2022 | |||||||||
| 3. Conteúdo e estrutura | ||||||||||
| É a matriz ou uma cópia? | é a matriz | |||||||||
| Estágio do Conteúdo | concluido | |||||||||
| Transferível | 1 | |||||||||
| Palavras-Chave | célula solar resposta espectral simulação de células curva I-V solar cells simulation spectral response I-V curve | |||||||||
| Resumo | A contribuição da conversão fotovoltaica na matriz energética mundial vem aumentando significativamente e consequentemente o interesse em estudos e desenvolvimentos acerca desta tecnologia. A maioria das células solares em uso terrestre é composta de silício e se baseiam no efeito fotovoltaico de uma única junção semicondutora, porém existem células especiais como as de multijunção, que são utilizadas principalmente em aplicações espaciais, como as empregadas nos satélites do INPE. A tecnologia de células de multijunção envolve segredos industriais e nem todos os fabricantes fornecem as informações detalhadas sobre estes dispositivos que muitas vezes são necessárias em sua aplicação. O Grupo de Dispositivos Fotovoltaicos, GDFINPE, trabalha no desenvolvimento de metodologia de caracterização e estudos para melhor compreensão dessas tecnologias. Este trabalho teve como objetivo principal o desenvolvimento de um programa de simulação de células capaz de gerar os principais parâmetros de uma célula solar a partir de alguns dados básicos obtidos na literatura ou fornecidos pelo fabricante. Tais parâmetros são obtidos pelo programa através da caracterização elétrica e espectral de uma determinada célula. Os dados gerados pelo programa permitem estudar o desempenho de células de silício monocristalino e de tripla junção do tipo GaInP/GaInAs/Ge sem a necessidade de medições em campo ou em laboratório, facilitando assim o trabalho dos engenheiros e projetistas de sistema fotovoltaicos. O programa foi codificado baseando-se na teoria de semicondutores interagindo com fótons de luz, levando em conta as características de cada material semicondutor e das junções, e foi validado comparando os resultados obtidos com o outro programa, o PC1D, e com medições em laboratório. O código considerou um percurso unidimensional dos fótons de luz. Ele permite alterar as características de composição do material semicondutor utilizado na fabricação da célula, bem como a temperatura de operação. A partir da curva de corrente e tensão (I-V) gerada pelo programa é possível obter o fator de forma (FF), a máxima potência (PMP), a corrente de curto circuito (ICC), a tensão de circuito aberto (VCA), e consequentemente a eficiência de conversão (η). Além dos parâmetros de saída, uma das outras funcionalidades do programa é de gerar a resposta espectral da célula. A partir da resposta espectral obtêm-se vários dados uteis para caracterização de uma célula solar, principalmente para células de aplicação espacial, tais como, por exemplo, eficiência quântica, efeito da profundidade da junção, comprimento de difusão dos portadores e efeitos na eficiência da célula devido à camada antirrefletora. Assim, para as células de silício o programa reproduziu as características elétricas e espectrais de maneira similar quando comparados aos dados experimentais obtidos em laboratório e simulados pelo programa PC1D. Para as células de tripla junção testadas, o programa apresentou alto grau de concordância, com diferença relativa na ordem de 3% em relação a valores de eficiência calculados da célula quando dados experimentais foram utilizados para temperaturas entre 22ºC e 70ºC. ABSTRACT: The contribution of photovoltaic conversion in the world energy matrix has been increasing significantly and consequently the interest in studies and developments of this technology. Most of the solar cells in terrestrial use are made of silicon they are based on the photovoltaic effect of a single semiconductor junction, but there are special cells such as multi-junction ones, which are mainly used in space applications, such as those used in INPE satellites. Multi-junction cell technology involves trade secrets and not all manufacturers provide detailed information about these devices which is often needed for their application. The Photovoltaic Devices Group, GDF-INPE, works on the development of characterization methodology and studies to better understand these technologies. This work had as its main objective the development of a cell simulation program capable of generating the main parameters of a solar cell from some basic data obtained in the literature or provided by the manufacturer. The cells parameters are obtained through the electrical and spectral characterization of a given cell. The data generated by the program makes it possible to study the performance of single-crystal solar cells as a triple-junction made of GaInP/GaInAs/Ge and silicon types without the need for field or laboratory measurements, thus facilitating the work of engineers and photovoltaic system designers. The program was coded based on the theory of semiconductors interacting with light photons, taking into account the characteristics of each semiconductor material and junctions, the program was tested by comparing the results obtained with other programs like PC1D and with measurements in the laboratory. The code is based on a onedimensional path of light photons. It allows changing the composition characteristics of the semiconductor material used in the manufacture of the cell and the operating temperature. From the current and voltage curve generated by the program it is possible to obtain the output parameters of the cell, these parameters are the fill factor - FF, the maximum power point - Pmp, the short circuit current - ISC, open-circuit voltage - VOC, and conversion efficiency - η. In addition to the output parameters, one of the other features of the program is to generate the spectral response of the cell. From the spectral response curve, several useful data are obtained for the characterization of a solar cell mainly for space application cells, for example, quantum efficiency, junction depth effect, carrier diffusion length, and effects on cell efficiency due to the antireflective layer. Thus for the silicon cells the program reproduced the electrical and spectral characteristics similarly when compared to the experimental data obtained in the laboratory and simulated by the PC1D program. For multijunction cells the program showed a high degree of agreement with the cells tested, around 3% of relative difference when efficiency values were compared, when experimental data were used for temperatures between 22ºC and 70ºC. | |||||||||
| Área | ETES | |||||||||
| Arranjo 1 | urlib.net > CMS > Ferramenta computacional para... | |||||||||
| Arranjo 2 | urlib.net > BDMCI > Fonds > Produção a partir de 2021 > CGCE > Ferramenta computacional para... | |||||||||
| Arranjo 3 | urlib.net > BDMCI > Fonds > Produção a partir de 2021 > CGIP > Ferramenta computacional para... | |||||||||
| Conteúdo da Pasta doc | acessar | |||||||||
| Conteúdo da Pasta source |
| |||||||||
| Conteúdo da Pasta agreement |
| |||||||||
| 4. Condições de acesso e uso | ||||||||||
| URL dos dados | http://urlib.net/ibi/8JMKD3MGP3W34T/47HGQQL | |||||||||
| URL dos dados zipados | http://urlib.net/zip/8JMKD3MGP3W34T/47HGQQL | |||||||||
| Idioma | pt | |||||||||
| Arquivo Alvo | publicacao.pdf | |||||||||
| Grupo de Usuários | cassio.guimaraes@inpe.br pubtc@inpe.br simone | |||||||||
| Visibilidade | shown | |||||||||
| Licença de Direitos Autorais | urlib.net/www/2012/11.12.15.10 | |||||||||
| Detentor dos Direitos | originalauthor yes | |||||||||
| Permissão de Leitura | allow from all | |||||||||
| Permissão de Atualização | não transferida | |||||||||
| 5. Fontes relacionadas | ||||||||||
| Repositório Espelho | urlib.net/www/2021/06.04.03.40.25 | |||||||||
| Unidades Imediatamente Superiores | 8JMKD3MGPCW/3F358GL 8JMKD3MGPCW/46KTFK8 8JMKD3MGPCW/46KUES5 | |||||||||
| Lista de Itens Citando | sid.inpe.br/bibdigital/2022/04.03.23.11 8 | |||||||||
| Acervo Hospedeiro | urlib.net/www/2021/06.04.03.40 | |||||||||
| 6. Notas | ||||||||||
| Campos Vazios | academicdepartment affiliation archivingpolicy archivist callnumber contenttype copyholder creatorhistory descriptionlevel dissemination doi electronicmailaddress format group isbn issn label lineage mark nextedition notes number orcid parameterlist parentrepositories previousedition previouslowerunit progress readergroup resumeid schedulinginformation secondarydate secondarymark session shorttitle sponsor subject tertiarymark tertiarytype url versiontype | |||||||||