OTIMIZAÇÃO DA MALHA METÁLICA DE DEDOS COLETORES PARA O CONTATO ELÉTRICO FRONTAL DE CÉLULAS SOLARES POR ALGORITMOS GENÉTICOS

  • Roberto Carlos Pejendino Jojoa PUC-Rio
  • Patrícia Lustoza de Souza
  • Daniel Neves Micha CEFET/RJ
  • Jose Eduardo Ruiz PUC-Rio
  • Eleonora Cominato Weiner PUC-Rio
  • Mauricio Pamplona Pires UFRJ
Palavras-chave: Células fotovoltaicas, Dedos Coletores, Otimização por Algoritmos Genéticos.

Resumo

Altas resistências elétricas em série e baixas resistências em paralelo são fontes de perdas em dispositivos fotovoltaicos. 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 obtida com a geometria hexagonal que reduziu as perdas em 47,71%.
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Conversão Fotovoltaica - Materiais e Tecnologias de células para Conversão Fotovoltaica