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Universidade Federal de Santa catarina (UFSC)
Programa de Pós-graduação em Engenharia, Gestão e Mídia do Conhecimento (PPGEGC)
Detalhes do Documento Analisado

Centro: Tecnológico

Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica

Dimensão Institucional: Pós-Graduação

Dimensão ODS: Ambiental

Tipo do Documento: Tese

Título: MULTIDIMENSIONAL OPTIMIZATION OF PEROVSKITE-TYPE SOLAR CELLS

Orientador
  • CARLOS RENATO RAMBO
Aluno
  • MANFRED GEORG KRATZENBERG

Conteúdo

Os pesquisadores na área de desenvolvimento de células solares fotovoltaicos devem ter o conhecimento teórico que indica quais ideais propriedades uma célula solar deve apresentar, sendo que estes resultem na sua máxima possível eficiência. tal conhecimento orienta no aperfeiçoamento de cada uma das propriedades, a partir do uso de apropriados (i) materiais e (ii) processos de manipulação na fabricação das células. nesse sentido (i) o objetivo intermediário é de aperfeiçoar cada uma das propriedades consideradas de material, sendo (ii) o objetivo final de obter um aumento significante da eficiência da célula, a partir do melhoramento multidimensional das propriedades numa célula fabricada. a informação sobre as propriedades ideais pode ser obtida por meio da simulação do modelo matemático de uma célula solar, e especialmente sob otimização numérica desse modelo em espaço multidimensional das suas propriedades. apresentamos a otimização multidimensional da eficiência usando um modelo analítico de uma célula solar perovskita, do tipo pin e analisamos diferentes desenhos de aperfeiçoamento da célula. a partir de uma análise de sensibilidade mostramos que a eficiência é função de diferentes propriedades configuradas de material, e também da espessura da camada de absorção dessa célula. a presente otimização numérica melhora a eficiência dessa célula do valor inicial de 15,7% para o valor máximo de 27.8%, considerando-se a sensitividade de sete variáveis num espaço de nove dimensões analisadas pelo algoritmo. propomos diferentes desenhos de célula que analisamos em detalhe para obter um maior conhecimento sobre o processo de otimização. sob o uso de armadilhas de luz na camada absorção a espessura dessa camada pode ser reduzida de 400 nm para 160 nm, perdendo apenas 0.2% de eficiência. essa configuração resulta em uma redução significante da camada de absorção e assim do uso de pb. a partir de análises de sensitividade da célula otimizada, mostramos o melhoramento mínimo necessário para cada propriedade, e a partir de uma análise combinatória das propriedades ideais, propomos uma sequencial ideal de inclusão de variáveis para o seu aprimoramento.

Pós-processamento: Índice de Shannon: 3.84509

ODS 1 ODS 2 ODS 3 ODS 4 ODS 5 ODS 6 ODS 7 ODS 8 ODS 9 ODS 10 ODS 11 ODS 12 ODS 13 ODS 14 ODS 15 ODS 16
4,42% 4,41% 5,48% 6,42% 4,67% 4,86% 16,21% 5,68% 5,74% 4,87% 6,34% 12,84% 4,09% 4,79% 3,54% 5,62%
ODS Predominates
ODS 7
ODS 1

4,42%

ODS 2

4,41%

ODS 3

5,48%

ODS 4

6,42%

ODS 5

4,67%

ODS 6

4,86%

ODS 7

16,21%

ODS 8

5,68%

ODS 9

5,74%

ODS 10

4,87%

ODS 11

6,34%

ODS 12

12,84%

ODS 13

4,09%

ODS 14

4,79%

ODS 15

3,54%

ODS 16

5,62%