[pt] A geração de energia fotovoltaica cresceu rapidamente em todo o mundo e
está começando a contribuir com uma quantidade notável de produção de
eletricidade no cenário mundial. Para desenvolver ainda mais o mercado
fotovoltaico (FV), atrair mais empresas investidoras e torná-lo mais competitivo,
os custos de produção ainda precisam ser reduzidos e a eficiência das células solares
aumentada. Entre todas as tecnologias FV, as células solares de filme fino baseadas
em materiais III-V são a tecnologia de maior sucesso e mais promissora para
alcançar as mais altas eficiências de conversão de energia. Mesmo com a camada
ativa na ordem de micrometros os fotovoltaicos de filmes finos são produzidos
sobre substratos rígidos caros, mas indispensáveis como base cristalográfica e
suporte mecânico na produção da camada ativa monocristalina. Entretanto, após a
obtenção do filme fino FV o substrato original é totalmente dispensável pois não
exerce nenhuma funcionalidade na célula. Desta forma, é crescente o interesse por
tecnologias que permitam a comercialização de células solares sobre substratos
leves, flexíveis e de baixo custo, ampliando não só a gama de aplicabilidades, mas
também diminuindo os custos de produção, transporte e instalação. Este trabalho
mostrará o desenvolvimento de uma metodologia geral para o processo de
transferência de estruturas simples de filmes finos e estruturas de células solares
completas de materiais III-V crescidos epitaxialmente por MOVPE (Metal Organic
Vapour Phase Epitaxy). Materiais III-V foram transferidos para diferentes bases
flexíveis e amostras contendo células solares III-V completas foram transferidas
para substrato flexível de cobre obtido por eletrodeposição e para fita adesiva de
cobre. As transferências foram realizadas com sucesso, sem danificar a estrutura e
os contatos elétricos das células. Medidas de corrente tensão realizadas com
simulador solar Sciencetech SF300A, com filtro AM1.5G, mostraram que as células
em substratos flexíveis quando comparadas com elas em substratos rígidos
apresentaram poucas alterações nas figuras de mérito e eficiência de conversão. As
bases testadas apresentaram aderência, flexibilidade e suporte mecânico esperados
para os filmes finos testados e as células solares completas transferidas. / [en] Photovoltaic power generation has grown rapidly across the world and is
starting to contribute a remarkable amount of electricity production on the world
stage. To further develop the photovoltaic (PV) market, attract more investing
companies and make it more competitive, production costs still need to be reduced
and the efficiency of solar cells increased. Among all PV technologies, thin film
solar cells based on III-V materials are the most successful and most promising
technology to achieve the highest energy conversion efficiencies. Even with the
active layer in the order of micrometers, thin film photovoltaics are produced on
expensive rigid substrates, but indispensable as a crystallographic base and
mechanical support in the production of the monocrystalline active layer. However,
after obtaining the FV thin film, the original substrate is completely unnecessary,
since it does not exert any functionality in the cell. In this way, there is a growing
interest in technologies that allow the commercialization of solar cells on light,
flexible and low-cost substrates, expanding not only the range of applicability, but
also reducing production, transport and installation costs. This work will show the
development of a general methodology for the transfer process of simple thin-film
structures and complete solar cell structures of III-V materials epitaxially grown by
MOVPE (Metal Organic Vapour Phase Epitaxy). III-V materials were transferred
to different flexible bases and samples containing complete III-V solar cells were
transferred to flexible copper substrate obtained by electrodeposition and to copper
adhesive tape. The transfers were carried out successfully, without damaging the
structure or the electrical contacts of the cells. Current voltage measurements,
performed with a Sciencetech SF300A solar simulator, with AM1.5G filter, showed
that cells on the flexible substrates, when compared to them on rigid substrates,
showed little changes in their figures of merit. The bases tested showed adhesion,
flexibility and mechanical support expected for the thin films and complete solar
cells transferred.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:puc-rio.br/oai:MAXWELL.puc-rio.br:67119 |
| Date | 24 June 2024 |
| Creators | MARTIANE DE OLIVEIRA SILVA |
| Contributors | PATRICIA LUSTOZA DE SOUZA |
| Publisher | MAXWELL |
| Source Sets | PUC Rio |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | TEXTO |
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