Avaliação do desempenho da DSSC com a variação de parâmetros físicos

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Goetzke, Vítor
• Orientador(a): Ratmann, Cristiane Wienke Raubach
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Pelotas
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
• Departamento: Centro de Desenvolvimento Tecnológico
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Células solares sensibilizadas por corante; Parâmetros fotovoltaicos; Parâmetros físicos; Dye-sensitized solar cells; Photovoltaic parameters; Physical parameters
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA
• Link de acesso: http://guaiaca.ufpel.edu.br/handle/prefix/4831

A energia fotovoltaica surge como uma opção de baixo impacto ambiental para demanda crescente de consumo de energia elétrica. As células solares sensibilizadas por corante são alvo de muitos estudos, buscando a melhora de suas respostas fotovoltaicas. O desenvolvimento desta tecnologia depende da obtenção de células com melhores índices de eficiência, tornando fundamentáveis estudos que visam entender e procurar soluções que contribuam para sua melhoria. Este trabalho descreve procedimentos para avaliação dos impactos oriundos da modificação de três parâmetros físicos de uma célula solar sensibilizada por corante. Produziu-se modificações na área do semicondutor, área do substrato e no semicondutor, variando os em dois níveis pré-estabelecidos, executando testes em triplicata. Após a execução de testes fotovoltaicos, através de um simulador solar, as curvas de densidade de corrente versus tensão foram obtidas, de onde foram coletados os valores de tensão de circuito aberto e densidade de corrente de curto circuito. Os valores de fator de preenchimento e de eficiência das células foram calculados. Tabelas foram organizadas e, com auxílio do planejamento fatorial 2k, analisaram-se os efeitos da alteração, de cada parâmetro e de suas interações, sobre os valores de tensão de circuito aberto, densidade de corrente, fator de preenchimento e eficiência das células fotovoltaicas. O experimento se revelou produtivo, mostrando que a alteração de parâmetros físicos de uma célula solar sensibilizada por corante pode ser significativa para o desempenho fotovoltaico. A modificação promovida no semicondutor, adicionando 10% de dióxido de titânio, foi expressivamente benéfica em todos os parâmetros fotovoltaicos avaliados. Destacam-se os ganhos de eficiência com as células 5, 6, 7 e 8, que foram respectivamente de 163,02%, 142,53%, 226,58% e 227,65% quando comparadas, consecutivamente, aos modelos 1, 2, 3 e 4. Seguindo a mesma lógica de comparação, os ganhos de densidade de corrente de curto circuito foram de 81,35%, 62,40%, 111,41% e 117,32%, os de tensão de circuito aberto de 25,68%, 20,60%, 40,43% e 28,14% e, por fim, o fator de preenchimento obteve ganhos de 17,32%, 26,08%, 8,82% e 17,64%. Os resultados da microscopia eletrônica de varredura revelaram que foi obtida uma camada semicondutora mais homogênea com esta modificação, resultando nos ganhos fotovoltaicos descritos.