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Previous issue date: 2015-04-13 / CAPES, CNPq, FACEPE / C elulas solares apresentam-se como uma alternativa vi avel para a gera c~ao de energia limpa e renov avel pela sua capacidade de convers~ao da energia solar em el etrica atrav es do efeito fotovoltaico. Entretanto, um dos fatores limitantes na utiliza c~ao deste tipo de energia tem sido a incompatibilidade espectral, a qual implica que apenas uma determinada parte do espectro solar seja efetivamente utilizado no processo de convers~ao fotovoltaica. Entre os diversos materiais fot^onicos, pesquisas em materiais dopados com ons de Terras Raras capazes de realizar a convers~ao de f otons de infravermelho para vis vel-UV ou vice-versa tem sido realizadas. Em aplica c~oes fotovoltaicas, este efeito pode melhorar a coleta da radia c~ao solar. Para a realiza c~ao desta tarefa dois mecanismos s~ao utilizados: Convers~ao Ascendente de Frequ^encia e Convers~ao Descendente de Frequ^encia. Este trabalho teve como objetivo estudar
as propriedades espectrosc opicas e o mecanismo de Convers~ao Descendente de Frequ^encia em vidros dopados com os ons de Terras Raras Tb3+/Yb3+, Eu3+ e Er3+, e veri car suas poss veis aplica c~oes no melhoramento da e ci^encia de c elulas solares. A mesma matriz hospedeira foi utilizada. O estudo das propriedades espectrosc opicas foi realizado atrav es de medidas de absor c~ao, luminesc^encia e evolu c~ao temporal da luminesc^encia. Observamos o processo de convers~ao descendente de frequ^encia com emiss~ao no infravermelho, regi~ao que as c elulas solares de sil cio cristalino possuem maior e ci^encia, com excita c~ao em 355nm, que promoveu uma maior e ci^encia, e 482nm. Em seguida, para as matrizes dopadas com ons de Tb3+/Yb3+, foi determinado o mecanismo gerador do processo de convers~ao descendente de frequ^encia e a e ci^encia de transfer^encia de energia. Foi obtida uma e ci^encia de transfer^ encia de energia m axima de 112,7%. Para as matrizes dopadas com Eu3+ e Er3+ foram realizadas medidas de luminesc^encia com excita c~ao via laser de 482nm. Como aplica c~ao, foram realizadas medidas el etricas, para c elulas convencionais de Si e GaP, usando como fonte de radia c~ao um simulador solar com ltro AM 1.5. Os resultados foram avaliadas na presen ca e aus^encia dos vidros dopados com ons de Terras Raras na superf cie da c elula solar. Foi observado um aumento na e ci^encia de convers~ao fotovoltaica das c elulas de sil cio cobertas pelos vidros dopadas com 1%Tb3+ e 1%Eu3+ em rela c~ao a matriz sem dopagem. / Solar cells are shown as a viable alternative for generation renewable and clean energy due their ability of converter solar power in electric power by the photovoltaic e ect. However, one of the limitant facts to use photovoltaic devices to make electricity is spectral mismatch, that implies only a speci c range of solar spectrum is e ectively used in the process of photovoltaic conversion. Between the several photonics devices, research in Rare Earth ions doped materials able to do the conversion of infrared photons in visible-UV photons or the opposite have been performed. In photovoltaic applications, this e ect can enhance the harvesting of solar light. To realize this task two mechanism are used: Frequency up-conversion and frequency down-conversion. This work had the goal of study the spectroscopic properties and the Frequency Down-conversion mechanism in Tb3+/Yb3+, Eu3+ and Er3+ Rare Earth doped glasses, and check their possible applications to enhance solar cell e ciency. The same host matrix are used. The spectroscopic study was realized by luminescence, absorption, and temporal evolution luminescence measurements. We observe the frequency down-conversion and infrared emission, zone that crystaline silicon solar cell have the best e ciency, with 355nm excitation, that promote the best e ciency, and 482nm excitation. Then, for host matrix doped with Tb3+/Yb3+ ions, was determined the generation mechanism of frequency
down-conversion and energy transfer e ciency. The major energy transfer e ciency was
112,7%. For host matriz doped with Eu3+ and Er3+ ions, was realized luminescence measurements with 482nm excitaion. Was realized electric measurements as applications in Si and GaP cells, solar simulator with AM 1.5 lter was used as radiation source. The results were evaluated with and without Rare Earth ions doped glasses on the surface of solar cell. We observed the enhancement of photovoltaic conversion when the silicon solar cell are covered with by glasses doped with 1%Tb3+ and 1%Eu3+ with respect to matrix covered.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufpe.br:123456789/16118 |
| Date | 13 April 2015 |
| Creators | LIMA, Bismarck Costa |
| Contributors | GOMES, Anderson Stevens Leonidas |
| Publisher | Universidade Federal de Pernambuco, Programa de Pos Graduacao em Fisica, UFPE, Brasil |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Breton |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFPE, instname:Universidade Federal de Pernambuco, instacron:UFPE |
| Rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil, http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/, info:eu-repo/semantics/openAccess |
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