[pt] Altas resistências elétricas em série e baixas resistências em paralelo são fontes de perdas em dispositivos Fotovoltaicos (PV). Em dispositivos que operam sob concentração, esses costumam ser os principais fatores limitantes para o aumento da eficiência de conversão. Excluindo fatores externos associados a falhas no processo de produção, a resistência elétrica em série depende de fatores intrínsecos aos materiais e à estrutura de camadas do dispositivo fotovoltaico. Dessa forma, para minimizar o seu valor é extremamente importante planejar adequadamente esses parâmetros construtivos antes da produção dos dispositivos. Um dos fatores mais impactantes na resistência em série é o desenho da malha de dedos coletores do contato elétrico frontal. Por outro lado, minimizar a resistência em série do contato elétrico requer o aumento da área metálica da superfície frontal, que serve de janela para a radiação solar. Portanto, deve haver um compromisso na redução das perdas elétricas e ópticas. Nesse trabalho, apresentamos os resultados da otimização do desenho da malha de dedos coletores para o contato elétrico frontal para três diferentes geometrias obtidas por algoritmos genéticos. As geometrias escolhidas foram a retangular, tradicional para a produção desse tipo de dispositivo, a hexagonal e a diamante. Além
disso, comparamos os resultados obtidos com os de um dispositivo produzido com uma malha otimizada por um método de cálculo analítico. Ao final, discutimos as melhorias introduzidas pelas novas geometrias e apresentamos a configuração otimizada, que foi obtido para uma célula solar de tamanho 5x5 mm com uma estrutura retangular de fingers, com uma redução de perdas de 54,42 por cento que leva a um aumento aproximado de 1,40 por cento em eficiência. / [en] High electrical resistances in series and low resistances in parallel are sources of losses in Photovoltaic (PV) devices. In devices that operate under concentration, these are often the main limiting factors for increasing conversion efficiency. Excluding external factors associated with failures in the production process, the series electrical resistance depends on factors intrinsic to the materials and the layer structure of the photovoltaic device. Thus, to minimize their value it is extremely important to properly plan these constructive parameters prior to the production of the devices. One of the most striking factors in the series resistance is the design of the mesh of collecting fingers of the frontal electrical contact. On the other hand, minimizing the series resistance of the electrical contact requires the increase of the metallic area of the frontal surface, which serves as a window for solar radiation. Therefore, there must be a commitment to reduce electrical and optical losses. In this work, we present the results of the optimization of the design of the mesh of collecting fingers for the frontal electrical contact for three different geometries obtained by genetic algorithms. The geometries chosen were the rectangular, traditional for the
production of this type of device, hexagonal and diamond. In addition, we compared the results obtained with those of a device produced with an optimized mesh by an analytical calculation method. At the end, we discussed the improvements introduced by the new geometries and presented the optimized configuration. which was obtained for a solar cell of size 5x5 mm with a rectangular structure of fingers, with a reduction in losses of 54.42 percent that leads to an approximate increase of 1.40 percent in efficiency.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:puc-rio.br/oai:MAXWELL.puc-rio.br:34922 |
| Date | 28 August 2018 |
| Creators | ROBERTO CARLOS PEJENDINO JOJOA |
| Contributors | PATRICIA LUSTOZA DE SOUZA |
| Publisher | MAXWELL |
| Source Sets | PUC Rio |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | TEXTO |
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