Revision as of 21:17, 15 October 2019 (view source)
Revision as of 21:22, 15 October 2019 (view source)
Mais ainda, a experiência pode ser executada de três modos diferentes:
;Varredura de ângulo:
;Varrimento de ângulo:
: o painel fotovoltaico é rodado de -20º a 100º em etapas do 1º, mantendo constantes a cor selecionada e a resistência de carga;
;Varredura do resistor de carga:
;Varrimento da resistência de carga:
: o valor da resistência de carga varia de 1 a 100 com as etapas de 1, mantendo constantes a cor e o ângulo selecionados;
;Findmax do resistor de carga:
;Encontrar resistência de carga correspondente à máxima potência:
: para uma determinada cor e ângulo selecionados, o valor da resistência de carga que maximiza a potência extraída do painel é encontrado automaticamente através de um processo iterativo;
Revision as of 21:22, 15 October 2019
As células solares são baseadas em junções p-n de silício. O silício puro é um semicondutor intrínseco com uma condutividade elétrica de cerca de 2500 \(\Omega \cdot m\), o que significa que não é um condutor nem um isolador. Um semicondutor puro pode ser dopado adicionando íons de impureza específicos, criando semicondutores extrínsecos. Considerando que o silício possui 4 elétrons de valência, os íons dopantes de impureza de menor valência se tornarão aceitadores de elétrons e as impurezas de maior valência se tornarão doadores de elétrons. Para o primeiro caso, se não houver elétrons livres, estados de carga positiva serão produzidos; estes são conhecidos como orifícios e movem-se através do material atuando como transportadores majoritários. No caso de doadores de elétrons, haverá um excesso de elétrons livres que atuam como portadores majoritários. Para o silício dopado, os valores típicos de condutividade elétrica são em torno de 10 \(\Omega \cdot cm\).
Em tal junção, pares de elétrons e orifícios podem ser gerados espontaneamente a partir de estados ligados, principalmente devido à excitação térmica. Quando essas transportadoras são geradas ou são capazes de se difundir na zona de depleção, elas são puxadas eletrostaticamente para baixo em seus respectivos gradientes de potencial, criando uma corrente de geração constante, \(I_g\). Para manter o equilíbrio geral de corrente na zona de exaustão, existe uma corrente de recombinação reversa \(I_r\), que resulta da recombinação de elétrons e orifícios provenientes de diferentes lados da junção. Cada evento de recombinação de buraco de elétron corresponde ao transporte de uma carga elementar através da junção. Se a junção p-n não estiver iluminada e não tiver polarização externa, não haverá corrente líquida porque \(I_r = I_g\). No entanto, se for aplicado um viés externo positivo, direto na junção \(V_b\), a corrente de recombinação será \(I_r = I_g \cdot e ^ {eV_b / k_B T} \), o que resultará em uma corrente líquida no escuro, \(I_D\):
Essa expressão é muito semelhante à característica de um diodo, com a única diferença que, em um diodo, \(I_g\) é substituído por \(I_0 \), a corrente de saturação.
Quando uma junção p-n é exposta à radiação eletromagnética, um processo de formação de um buraco de elétron causa sua absorção. Como visto anteriormente, essa formação de um par de elétrons-orifícios resulta na criação de dois portadores de carga. Se a criação dessa portadora de carga ocorrer perto de uma junção p – n, o campo interno na zona de exaustão impedirá a recombinação e produzirá uma corrente, \(I_L \), em um circuito conectado externamente. Essa corrente é muito maior que a corrente resultante da geração térmica de pares elétron-buraco já presentes, o que faz com que a junção p-n se comporte como fonte de corrente. A corrente líquida produzida é dada por:
Retrieved from "http://www.elab.tecnico.ulisboa.pt/wiki/index.php?title=Painel_Fotovoltaico&oldid=2698"