Dissertação
3D Simulation of Solar Cells with Integration of Optical Nanoantennas EVALUATED
A evolução da nanotecnologia tem vindo a proporcionar uma melhor compreensão da interação luz-matéria a uma escala nanométrica, e levou também ao desenvolvimento de novos dispositivos que podem vir a desempenhar um papel importante em aplicações futuras nas mais variadas áreas. As nanoantenas constituem um bom exemplo de tais dispositivos, sendo que a sua aplicação na área da tecnologia fotovoltaica, nas regiões do visível e infravermelho, tem vindo a despertar grande interesse nos últimos anos, devido à sua capacidade de capturar e confinar radiação eletromagnética. Alguns destes dispositivos apresentam determinadas aberturas e podem beneficiar de propriedades óticas relacionadas com o fenômeno de transmissão ótica extraordinária, do inglês extraordinary optical transmission (EOT), onde, devido a comportamentos ressonantes, a luz que passa por aberturas muito menores que o comprimento de onda da luz incidente, localizadas numa superfície de metal, pode ser transmitida em ordens de grandeza maiores que aquelas previstas pelas teorias clássicas de difração da luz. No entanto, a implementação de nanoantenas em aplicações fotovoltaicas ainda não foi alcançada com sucesso. Ao longo desta dissertação são simulados diferentes modelos 2D e 3D de uma nanoantena metálica com buracos cilíndricos integrada numa célula fotovoltaica, recorrendo ao COMSOL Multiphysics®. Os modelos apresentam ligeiras alterações entre si, como a posição da nanoantena na estrutura, a geometria das aberturas da nanoantena e o tipo de célula solar. Os resultados demonstram que o acoplamento de nanoantenas a células solares pode de facto ser vantajoso e originar melhorias na captação e absorção de energia solar pelas células.
janeiro 15, 2021, 10:0
Publicação
Obra sujeita a Direitos de Autor
Orientação
ORIENTADOR
Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores (DEEC)
Professor Auxiliar Convidado