IMPRIMIR VOLTAR B. Engenharias - 1. Engenharia - 8. Engenharia Elétrica DESENVOLVIMENTO DE UM SISTEMA PARA MEDIDA DA RESPOSTA ESPECTRAL DE CÉLULAS SOLARES. Cauê Mateus Finkler 1   (autor)   cmfinkler@pop.com.br Gabriel Zottis Filomena 1   (colaborador)   gabsgo@hotmail.com Adriano Moehlecke 1   (orientador)   moehleck@pucrs.br Izete Zanesco 1   (co-orientador)   izete@pucrs.br 1. Faculdade de Física, Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul - PUCRS INTRODUÇÃO: Sabe-se, atualmente, que a produção de energia elétrica por meios convencionais é responsável por alguns impactos ambientais de natureza relevante, que têm preocupado a comunidade científica. Deste modo, a produção de energia elétrica a partir da energia solar vem se destacando, não só no Brasil, mas em todo mundo, como uma alternativa para este problema. O principal dispositivo desta tecnologia é a célula solar, que é um dispositivo semicondutor que tem por finalidade transformar a energia recebida do sol em energia elétrica. Uma das formas de analisar o comportamento da célula solar é através da medida da resposta espectral (SR), isto é, a razão entre a corrente elétrica fotogerada e a potência da luz incidente. Problemas existentes na fabricação deste dispositivo podem ser identificados, em suas distintas regiões, através da análise da resposta espectral (SR) do mesmo para cada comprimento de onda da luz incidente. O objetivo deste trabalho foi implementar um sistema de medida de resposta espectral baseada em filtros interferométricos de banda estreita. METODOLOGIA: Para medir a SR de células solares é necessário produzir uma luz monocromática através de um conjunto de filtros e um simulador solar. Cada filtro proporciona uma luz monocromática de comprimento de onda específico, permitindo iluminar toda a célula. Para isto, foi desenhado um dispositivo para acoplar os filtros ao simulador. Este simulador possibilita irradiância no plano de medida de 1000 W/2m, com alta estabilidade temporal (com variação menor que 2 % em 60 min). Os filtros adquiridos possuem comprimento de onda de 405 a 1064 nm, e intervalos de aproximadamente 50 nm. A transmitância destes, foi medida com um espectrofotômetro ultravioleta visível Lambda35. Verificou se que a incerteza é da ordem de 5 nm, maior que a especificada pelo fabricante (2 nm). Para determinar a SR de uma célula é necessário medir inicialmente a irradiância espectral. Para isso, usa se uma célula calibrada, isto é, onde a corrente de curto-circuito (Isc) e sua relação com a irradiância seja conhecida. Assim, primeiro realiza se uma seqüência de medidas da Isc da mesma com 13 filtros. A troca destes é realizada de forma manual e a Isc é medida através de um amperímetro de 6½ dígitos Keithley 2000. A medida da Isc é realizada em três etapas: sem filtro, com, sem novamente a fim de verificar a estabilidade do simulador. Conhecida a relação entre a Isc e a irradiância espectral, realiza se a mesma seqüência de medidas para uma célula de teste, podendo se assim determinar a SR da mesma. RESULTADOS: A célula padrão utilizada foi calibrada no Instituto de Energia Solar da Universidade Politécnica de Madri. Foram testadas três células solares com diferentes tecnologias. A primeira, célula 1AT, com estrutura n+p, sendo rejeito da indústria de células espaciais. A segunda, 6tbap é uma célula p+pn+, ou seja, iluminada pela homojunção p+p. A terceira, célula 2AA uma industrial típica. Como era esperada a célula padrão apresentou melhor SR, principalmente no intervalo de 700 a 1100 nm, evidenciando sua baixa recombinação em volume e demonstrando a efetividade do sistema desenvolvido. Por outro lado foram observadas algumas descontinuidades nas curvas da SR, que não advém das propriedades das células. Tais problemas não são devidos à variação na irradiância do simulador solar porque ele é altamente estável. Atualmente está sendo estudado tal comportamento do sistema com a medida de outras células solares com a SR conhecida. CONCLUSÕES: Foram estudados os métodos de medida da resposta espectral de células solares e implementou-se um baseado na incidência de luz branca sobre filtros interferométricos. Os filtros foram caracterizados pela medida da transmitância, onde se observou uma incerteza maior que a prevista no catálogo do fabricante. Também foi desenhada e construída uma estrutura de suporte para filtros que permitem uma troca rápida dos mesmos. As primeiras células foram caracterizadas com o sistema, obtendo-se as curvas de resposta espectral. As medidas apontam as características das células estudadas, no que se refere a sua resposta espectral frente a diferentes comprimentos de onda da luz incidente. Entretanto observa se que ainda há problemas de descontinuidades nas curvas. Instituição de fomento: FAPERGS, CNPQ e PUCRS Trabalho de Iniciação Científica Palavras-chave:  Célula solar; Resposta Espectral; Energia Fotovoltaica. Anais da 56ª Reunião Anual da SBPC - Cuiabá, MT - Julho/2004