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Moehlecke, Adriano; Zanesco, Izete; Eberhardt, Dario. Desenvolvimento de um sistema completo para caracterização de células solares. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENERGIA SOLAR, 2007, Fortaleza. Anais... Fortaleza: ABENS, 2007.
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Resumo

No Brasil, o desenvolvimento de células solares está crescendo gradativamente nos últimos anos. Para caracterizar estas células é necessário um equipamento que possa realizar a medição dos parâmetros elétricos sob condições padrão, segundo a norma internacional IEC 904-9. O objetivo deste trabalho é desenvolver um equipamento capaz de classificar um sistema completo para caracterização elétrica de células solares. Este equipamento é constituído por plataforma termostatizada, sistema de vácuo, subsistema de caracterização elétrica e subsistema de iluminação, também denominado de simulador solar. O simulador foi caracterizado pela uniformidade da irradiância no plano de medição, pela estabilidade temporal e pela distribuição espectral da irradiância. Embora varias lâmpadas foram testadas o simulador solar com a lâmpada halógena CYX, foi o que apresentou melhor performance, sendo que a não uniformidade da irradiância na superfície da plataforma termostatizada, segundo a norma IEC, foi de 4,8%. Neste caso, o dispositivo foi classificado como B para a área circular total de 115 mm de diâmetro. No que se refere à estabilidade temporal, este subsistema é classe A. No entanto, o simulador solar com lâmpadas halógenas CYX e com vidro comum de 40 mm de espessura foi caracterizado como classe C. Portanto, o subsistema de iluminação com lâmpadas halógenas CYX foi associado aos outros subsistemas e segundo as normas IEC, o equipamento completo para caracterização de células solares é classificado como classe C. Uma célula solar de silício cristalino foi medida no sistema desenvolvido e seu o resultado foi comparado com a característica I-V medida no simulador solar do Instituto de Energia Solar da Universidade Politécnica de Madri, sendo que a diferença encontrada na corrente de curto-circuito foi de +2,7% e a variação absoluta na eficiência da célula solar é de +0,6%.

Abstract

In Brazil, the development of solar cells is growing in last years. To characterize solar cells, electrical parameters have to be measured under standard conditions according international roles IEC904-9. The aim of this work is to present the development of a complete system for electric characterization of solar cells. The equipment is constituted by a thermal shuck, vacuum subsystem, electric characterization subsystem and solar simulator. Simulator was characterized taking into account the uniformity of irradiance at the test plane, temporal stability during the time of data acquisition and spectral irradiance distribution. Although several kinds of lamps were used, simulator with halogen lamp CYX presented the best performance. Heat absorbing filters, based on simple glass sheets of up to 40 mm thick were attached and analyzed to obtain a spectral irradiance similar to AM1.5G spectrum. According IEC roles, the simulator developed can be classified as: a) B, for uniformity of irradiance, reaching 4.8% on a circular area of 115 mm diameter; b) A, for temporal stability, obtaining a variation less than 0.56%; c) C, for spectral distribution, worst result due to the poor spectral match in the 400-500 nm wavelength range. Therefore, simulator developed can be classified as “C”. A silicon solar cell was measured in the complete system and in a class A system of Solar Energy Institute of the Politecnical University of Madrid. Short-circuit current and efficiency measured in the developed system was 2.7% and 0.6% (absolute) higher than thet measured at class A system.
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