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Incremento da eficiência fotovoltaica em painéis solares, por meio de filmes finos antirreflexivos
dc.creator | Carvalho, Ramon Dadalto | |
dc.date.accessioned | 2024-11-25T16:55:00Z | |
dc.date.available | 2024-11-25T16:55:00Z | |
dc.date.issued | 2023-10-23 | |
dc.identifier.citation | CARVALHO, Ramon Dadalto. Incremento da eficiência fotovoltaica em painéis solares, por meio de filmes finos antirreflexivos. 2023. 107 f. Tese (Doutorado em Física) - Instituto de Física e Matemática, Universidade Federal de Pelotas, Pelotas, 2023. | pt_BR |
dc.identifier.uri | http://guaiaca.ufpel.edu.br/xmlui/handle/prefix/14607 | |
dc.description.abstract | In this thesis, anti-reflective films were developed for application to solar glass in photo voltaic panels. The interest in this topic is due to the fact that photovoltaic solar energy is increasing its share of the Brazilian electricity matrix every day, and projections for the coming years are promising, given that Brazil has regions with high irradiation. However, there are some limitations, such as the panel’s maximum efficiency, which can reach 25%, due to physical limitations, and the energy losses caused by the physical phenomenon of reflection in the solar glass used on the front of the photovoltaic panel, where reflectance can reach 8%. It is possible to reduce this reflectance using anti-reflective thin films, which have been made from the following materials: Al2O3 and a new composition made up of SiO2 BaF2, both synthesised by the sol-gel method and deposited by controlled immersion, which is a low-cost technique, making it a relevant aspect for the research. In order to analyse both the characteristics of the anti-reflective films and their influence on the photovoltaic parameters, the following characterisations were carried out: scanning electron microscopy to analyse the surface of the film and the cross-section to measure the thickness; Uv-Vis-NIR spectroscopy in the transmittance and reflectance modes for the 350 to 1500 nm region of the spectrum; electrical characterisation to obtain the photovoltaic performance of the monocrystalline silicon mini photovoltaic module. The main results obtained for transmittance and reflectance were 96.88% and 3.04% for the Al2O3 film and 96.33% and 3.32% for the SiO2 BaF2 film, respectively. In addition, the photovoltaic parameters obtained were Jsc of 9.96 and 9.72 mA/cm2, with an increase of 8.61 and 6.0%, and PCE of 20.86 and 20.58%, with an increase of 7.66 and 6.19% for the panel covered with the Al2O3 and SiO2 BaF2 films, respectively. The influence of Al2O3 and SiO2 anti-reflective films on photovoltaic parameters is therefore remarkable. | pt_BR |
dc.description.sponsorship | Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq | pt_BR |
dc.description.sponsorship | Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio Grande do Sul - FAPERGS | pt_BR |
dc.description.sponsorship | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES | pt_BR |
dc.language | por | pt_BR |
dc.publisher | Universidade Federal de Pelotas | pt_BR |
dc.rights | OpenAccess | pt_BR |
dc.subject | Filme antirreflexivo | pt_BR |
dc.subject | Sol-gel | pt_BR |
dc.subject | Deposição por imersão | pt_BR |
dc.subject | Al2O3 | pt_BR |
dc.subject | SiO2 - BaF2 | pt_BR |
dc.subject | Célula fotovoltaica | pt_BR |
dc.title | Incremento da eficiência fotovoltaica em painéis solares, por meio de filmes finos antirreflexivos | pt_BR |
dc.title.alternative | Increasing photovoltaic efficiency in solar panels through anti-reflective thin films | pt_BR |
dc.type | doctoralThesis | pt_BR |
dc.contributor.authorID | https://orcid.org/0000-0002-9092-6661 | pt_BR |
dc.contributor.authorLattes | http://lattes.cnpq.br/4379068786388335 | pt_BR |
dc.contributor.advisorID | https://orcid.org/0000-0002-0588-3717 | pt_BR |
dc.contributor.advisorLattes | http://lattes.cnpq.br/6395095165722635 | pt_BR |
dc.description.resumo | Nesta tese, foram desenvolvidos filmes antirreflexivos para aplicação em vidro solar de painel fotovoltaico. O interesse neste tema é devido à energia solar fotovoltaica ampliar a cada dia sua participação na matriz energética brasileira, e as projeções para os próximos anos são promissoras, visto que o Brasil possui regiões com elevada irradiação. Contudo, existem algumas limitações, como a eficiência máxima do painel, que pode chegar a 25%, devido às limitações físicas, e as perdas de energia causadas pelo fenômeno físico da reflexão no vidro solar, usado na parte frontal do painel fotovoltaico, onde a refletância pode chegar a 8%. É possível diminuir esta refletância usando filmes finos antirreflexivos, os quais foram elaborados com os seguintes materiais: Al2O3 e uma nova composição composta por SiO2 BaF2, ambos sintetizados pelo método sol-gel e depositados por imersão controlada, que é uma técnica de baixo custo, sendo um ponto relevante para a pesquisa. Assim, para analisar tanto as características dos filmes antirreflexivos como a influência destes nos parâmetros fotovoltaicos, foram realizadas as seguintes caracterizações: microscopia eletrônica de varredura, para avaliar a superfície do filme e a seção transversal para aferição da espessura; espectroscopia Uv-Vis-NIR, nos modos de transmitância e refletância, para a região do espectro de 350 até 1500 nm; caracterização elétrica para obtenção do desempenho fotovoltaica do mini módulo fotovoltaico de silício monocristalino. Logo, os principais resultados obtidos para transmitância e refletância foram, para o filme de Al2O3 de 96,88% e 3,04%, e para o filme de SiO2 BaF2 com 96,33% e 3,32%, respectivamente. Além disso, os parâmetros fotovoltaicos obtidos foram, Jsc de 9,96 e 9,72 mA/cm2, com um incremento de 8,61 e 6,0%, e PCE de 20,86 e 20,58%, com um incremento de 7,66 e 6,19% para o painel coberto com os filmes de Al2O3 e SiO2 BaF2. BaF2, respectivamente. Portanto, é notável a influência nos parâmetros fotovoltaicos por parte dos filmes antirreflexivos de Al2O3 e SiO2. | pt_BR |
dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Física | pt_BR |
dc.publisher.initials | UFPel | pt_BR |
dc.subject.cnpq | CIENCIAS EXATAS E DA TERRA | pt_BR |
dc.publisher.country | Brasil | pt_BR |
dc.rights.license | CC BY-NC-SA | pt_BR |
dc.contributor.advisor1 | Moreira, Mario Lucio | |
dc.subject.cnpq1 | FISICA | pt_BR |
Ficheros en el ítem
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PPGFis: Dissertações e Teses [75]
Abrange as Dissertações e Teses da área de Pós-Graduação em Física