Interest in research concerning renewable energy sources has grown in recent
decades. In this context, the study of the physical processes that are important
in the conversion of solar energy radiation via the photovoltaic effect has increasingly
been the topic of theoretical and experimental research. In this thesis, we
discuss the photovoltaic effect in pn junctions found in Si solar cells, as well as the
photoelectrochemical effect at semiconductor-electrolyte interfaces. Specifically,
we propose a new linearizable model for the photocurrent-voltage characteristics of
nanocrystalline TiO2 dye sensitized solar cells, as well as ZnO solar cells. We also
report predicted values for fill factors. The model uses the Butler-Volmer and Nernst
equations to describe the photocurrent-voltage characteristics. A single free parameter
of the model controls the fill factor. Upon renormalization, diverse experimental
photocurrent-voltage data collapse onto a single universal function. These advances
allow the estimation of the complete current-voltage curve and the fill factor from
any three experimental data points, e. g., the open circuit voltage, the short circuit
current and one intermediate measurement. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O interesse em pesquisas sobre fontes de energia renováveis tem crescido nas últimas décadas. Nesse contexto, cada vez mais o estudo dos processos físicos relevantes
na conversão da energia da radiação solar, através do efeito fotovoltaico, tem
sido alvo de pesquisas experimentais e teóricas. Nesta tese, discutimos o efeito fotovoltaico
em junções pn que ocorrem nas células solares de Si, bem como o efeito fotoeletroquímico em interfaces semicondutor-eletrólito. Especificamente, propomos um
novo modelo linearizável para as curvas características de fotocorrente-voltagem de
células solares de TiO2 nanocristalino sensibilizado por corante, assim como células
solares de ZnO. Descrevemos também valores previstos para os fatores de preenchimento.
O modelo utiliza as equações de Butler-Volmer e de Nernst para descrever
as curvas características de fotocorrente-voltagem. Um único parâmetro livre do
modelo controla o fator de preenchimento. Após a renormalização, as curvas com
os dados experimentais de fotocorrente-voltagem colapsam em uma única função
universal. Estes avanços permitem a estimativa completa da curva de fotocorrentevoltagem
e o fator de preenchimento, usando apenas três pontos experimentais, tais
como, a voltagem de circuito aberto, a corrente de curto-circuito e uma medida intermediária.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:www.repositorio.ufal.br:riufal/1016 |
| Date | 05 May 2010 |
| Creators | Santos, Agnaldo José dos |
| Contributors | Mohan, Madras Viswanathan Gandhi, http://lattes.cnpq.br/1995273890709490, Vermelho, Marcos Vinicius Dias, VERMELHO, M. V. D., Paoli, Marco-aurelio de, De Paoli, Marco-Aurelio, Ribeiro, Adriana Santos, RIBEIRO, A. S., Cressoni, José Carlos, CRESSONI, J. C. |
| Publisher | Universidade Federal de Alagoas, BR, Física geral; Física teórica e computacional; Mecânica estatística; Ótica; Ótica não linear; Proprie, Programa de Pós-Graduação em Física da Matéria Condensada, UFAL |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFAL, instname:Universidade Federal de Alagoas, instacron:UFAL |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | bitstream:http://www.repositorio.ufal.br:8080/bitstream/riufal/1016/1/Tese_AgnaldoJosedosSantos_2010.pdf, bitstream:http://www.repositorio.ufal.br:8080/bitstream/riufal/1016/2/Tese_AgnaldoJosedosSantos_2010.pdf.txt |
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