Dissertação

{en_GB=Comparative study of copper indium gallium selenide (CIGS) solar cell with other solar technologies} {} EVALUATED

{pt=Os módulos solares de filme-fino estão a surgir no mercado fotovoltaico devido ao seu custo competitivo com os módulos solares de silício cristalino tradicionais. As células solares de filme-fino, CuIn(1-x)GaxSe2 (CIGS), estão a predominar a expansão no mercado fotovoltaico, devido ao seu baixo coeficiente de temperatura e capacidade de absorção para das zonas ultravioleta e infravermelho do espectro de luz. De forma a se analisar estas informações, realizou-se um estudo comparativo entre as tecnologias fotovoltaicas. Inicialmente, s˜ao feitas comparações entre diferentes módulos fotovoltaicos com base em dados teóricos, de modo a corroborar esses dados teóricos, simulações são realizadas usando o programa Pspice, que teve como base o modelo de circuito - 1 díodo e 5 parâmetros. Para estudar o impacto da propagação da luz pelas células solares, estruturas para simulação 2D foram criadas no Finite Element Tool. Com base nos resultados da simulação, foi realizada uma an´ alise da absorção ao longo do comprimento de onda e do fluxo de potência. Testes experimentais foram realizados nas mesmas tecnologias fotovoltaicas estudadas na simulação, a fim de analisá-las em um ambiente n˜ao ideal. Filtros ópticos foram utilizados para validar o modelo 2D criado no Finite Element Tool. Com base nos resultados obtidos tanto em simulação quanto experimentalmente, observou-se que as células CIGS estão cada vez mais próximas em termos de desempenho das células de silício cristalino, porém, ainda com alguns desafios de melhoria., en=Thin-film solar modules are emerging in the photovoltaic market due to their competitive cost with the traditional crystalline silicon solar modules. The thin-film solar cells, CuIn(1-x)GaxSe2 (CIGS), are predominating the expansion in the photovoltaic market, due to their low temperature coefficient and the ability to absorb the ultraviolet and infrared section of the light spectrum. To analyze this information, a comparative study between photovoltaic technologies is conducted. Initially, comparisons are made among different photovoltaic modules based on theoretical data. In order to corroborate these theoretical data, simulations are performed using the Pspice program, which was based on the circuit model-one diode model. In order to study the impact of light propagation through solar cells, structures for 2D simulation were created in a Finite Element Tool. Based on the simulation results, an analysis of the absorption along the wavelength as well as the power flow was performed. Experimental tests were carried out on the same photovoltaic technologies studied in the simulation, in order to analyze them in a non-ideal environment. Optical filters were used to validate the 2D model created in a Finite Element Tool. Based on the results obtained both in simulation and experimentally, it was observed that CIGS cells are increasingly closer in terms of performance of crystalline silicon cells, however, still with some improvements.}
{pt=Absorção da luz, CIGS, Filtros O´ ticos, Fluxo de Potência, Propagação da luz, Tecnologia fotovoltaíca filme-fino., en=CIGS, Thin-film photovoltaic technology, Light Absorption, Light Propagation, Optical Filters, Power Flow.}

Setembro 17, 2020, 15:0

Orientação

ORIENTADOR

Carlos Alberto Ferreira Fernandes

Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores (DEEC)

Professor Aposentado

ORIENTADOR

João Paulo Neto Torres

Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores (DEEC)

Professor Auxiliar Convidado