Dissertação

{en_GB=Characterization and Design of PV Solar Cells that Absorb Ultraviolet, Visible and Infrared Light} {} EVALUATED

{pt=O mundo está a testemunhar uma maré de mudança na indústria fotovoltaica como nunca antes vista; as células de há dez anos atrás que apenas obtinham 15-18% de eficiência já nos são distantes. Cada vez mais, o futuro dos fotovoltaicos parece passar por tecnologias de multi-junção, com estas já passando a recorde dos 30% sob 1-sol. Este trabalho foca-se especialmente numa célula tripla-junção que já é estado-da-arte em alguns ramos, GaInP/GaInAs/Ge lattice-matched, usada principalmente em satélites e concentradores fotovoltaicos. As três sub-células são analisadas individualmente primeiro, construindo-se depois a célula no seu todo e simulando-a de seguida. Os parâmetros específicos da célula são retirados; as curvas I−V obtidas são apresentadas, em conjunto com as eficiências quânticas externas. Um estudo em como a temperatura afecta a célula foi feito, tendo em conta a sua relevância quando falamos de missões espaciais. Também foi realizada uma optimização global da célula no seu todo. Neste estudo, a grossura e os valores de “doping” da célula foram alterados para se atingir a eficiência máxima. Gráficos que ajudam a melhor perceber em como ambas estas propriedades afectam a célula são apresentados., en=The world is witnessing a tide of change in the photovoltaic industry like never before; we are far from the solar cells of ten years ago that only had 15-18% efficiency. More and more, multi-junction technologies seem to be the future for photovoltaics, already hitting the mark of 30% under 1-sun. This master’s thesis focuses especially on a state-of-the-art triple-junction solar cell, the GaInP/GaInAs/Ge lattice-matched, that is currently being used in most satellites and concentrator photovoltaic systems. The three subcells are first analyzed individually and then the whole cell is put together and simulated. The typical figures-of-merit are extracted; all the I−V curves obtained are presented, along with the external quantum efficiencies. A study on how temperature affects the cell was done, given its relevance when talking about space. An overall optimization of the cell is also elaborated. In this study, the cell’s thickness and doping are changed so that maximum efficiency can be reached. Graphic plots for better understanding of how varying both these properties affect efficiency are provided.}
{pt=Fotovoltaico, Células Solares, Espaço, Concentradores Fotovoltaicos, GaInP/GaInAs/Ge, Multi-Junção, en=Photovoltaics, Solar Cells, Space, Concentrator Photovoltaics, GaInP/GaInAs/Ge, Multi-Junction}

Setembro 30, 2020, 15:0

Orientação

ORIENTADOR

João Paulo Neto Torres

Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores (DEEC)

Professor Auxiliar Convidado

ORIENTADOR

Carlos Alberto Ferreira Fernandes

Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores (DEEC)

Professor Aposentado