Célula solar baseada em junção Schottky grafeno/silício atuando com alta eficiência de conversão de energia

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2021
Autor(a) principal: Sousa, Pedro Paulo Alves de
Orientador(a): Bezerra de Fraga, Wilton
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Não Informado pela instituição
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Célula solar. Grafeno
Junção Schottky
Alta Eficiência
Redução da corrente de diodo
Link de acesso: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/58280
Resumo: SOUSA, P. P. A. Célula solar baseada em junção Schottky grafeno/silício atuando com alta eficiência de conversão de energia. 2021. 80 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica e Computação) – Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e de Computação - Campus de Sobral, Universidade Federal do Ceará, Sobral, 2021.
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The substitution of metal for graphene has made these devices promising candidates for the development of several new technologies for high efficiency and low-cost solar cells. In the referred work, a solar cell based on Schottky junction made up of graphene/silicon in a reverse contact configuration was presented, acting with high energy conversion efficiency. By increasing the potential barrier, a reduction in the saturation current of the diode was obtained, increasing the conversion efficiency of the device, which can reach up to 26.69%, being able to compete with the current silicon cells on the market. Through mathematical modeling and with the aid of the Matlab software, we perform simulations to ascertain the main characteristics of the proposed solar cell. The equation that describes the behavior of the current supplied to the external circuit as a function of the voltage was solved using the Lambert W function. In addition to high conversion efficiency, the device presented also enables a simpler manufacturing process, being a great alternative for replacing mono and polycrystalline silicon cells, which generally have a complex manufacturing process. A survey was also carried out of the main electrical and optical properties of graphene, as well as of the main technologies studied in solar cells of Schottky junction graphene/silicon already existing in the literature.Células solares baseadas em junção Schottky constituídas por grafeno/silício tem despertado o interesse de pesquisadores ao longo destes últimos anos. A substituição do metal por grafeno vem tornando esses dispositivos candidatos promissores para o desenvolvimento de diversas novas tecnologias para células solares de alta eficiência e baixo custo. No referente trabalho, foi apresentado uma célula solar baseada em junção Schottky constituída por grafeno/silício em uma configuração de contato reverso atuando com alta eficiência de conversão de energia. Através do aumento da barreira de potencial, obteve-se uma redução na corrente de saturação do diodo, acarretando em um aumento na eficiência de conversão do dispositivo, a qual pode chegar até 26,69%, sendo capaz de equiparar-se às atuais células de silício no mercado. Através de modelagem matemática e com o auxílio do software Matlab, realizou-se simulações afim de averiguar as principais características da célula solar proposta. A equação que descreve o comportamento da corrente fornecida para o circuito externo em função da tensão foi resolvida através da função W de Lambert. Além de alta eficiência de conversão, o dispositivo apresentado também possibilita um processo de fabricação mais simples, sendo uma ótima alternativa para substituição das células de silício mono e policristalino, as quais geralmente possuem um processo de fabricação complexo. Além disso, foi realizado também um levantamento das principais propriedades elétricas e ópticas do grafeno, assim como das principais tecnologias estudadas em células solares de junção Schottky grafeno/silício já existentes na literatura.Célula solar. GrafenoJunção SchottkyAlta EficiênciaRedução da corrente de diodoCélula solar baseada em junção Schottky grafeno/silício atuando com alta eficiência de conversão de energiaSolar cell based on Schottky graphene / silicon junction acting with high energy conversion efficiencyinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisporreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC)instname:Universidade Federal do Ceará (UFC)instacron:UFCinfo:eu-repo/semantics/openAccessORIGINAL2021_dis_ppadsousa.pdf2021_dis_ppadsousa.pdfSOUSA, P. P. A. Célula solar baseada em junção Schottky grafeno/silício atuando com alta eficiência de conversão de energia. 2021. 80 f. 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