Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um simulador de eficiência de conversão de potência para células solares orgânicas, utilizando um modelo matemático óptico disponível na literatura baseado no cálculo de matriz de transferência. É possível verificar todo o formalismo matemático para a simulação de eficiência de conversão de potência, a partir do modelo óptico utilizado que leva em consideração o índice de refração complexo dos materiais para a simulação do campo elétrico óptico do sistema. O simulador fornece a possibilidade de otimizar a espessura das camadas do dispositivo simulado para atingir a melhor eficiência dentro da estrutura selecionada. Além da eficiência de conversão de potência simulada, o modelo óptico possibilita que o simulador forneça as informações de distribuição da intensidade do campo elétrico no dispositivo, a quantidade de luz absorvida pelas camadas e reflexão total da luz no dispositivo.
This work presents the development of a power conversion efficiency simulator for organic solar cells, using an optical mathematical model available in the literature based on the calculation of the transfer matrix. It is possible to verify all the mathematical formalism for the simulation of power conversion efficiency, from the optical model used that considers the complex refractive index of the materials for the system’s optical electric field calculation. The simulator provides the possibility to optimize the thickness of the simulated layers to achieve the best efficiency within the selected structure. In addition to the simulated power conversion efficiency, the optical model allows the simulator to provide information such as distribution of the intensity of the electric field in the device, the amount of light absorbed by the layers and total reflection of light in the device.
Data da defesa: 25/01/2021
Banca Examinadora
Orientador(a): Luiz Felipe Ribeiro Barrozo Toledo (Lactec)
Membro da Banca: Joseane Valente Gulmine (Lactec)
Membro da Banca: José Pedro Mansueto Serbena (UFPR)
Palavra(s)-Chave: Células solares orgânicas, simulação óptica, P3HT:PCBM, simulação numérica.
Keywords: Organic solar cells, optical simulation, P3HT: PCBM, numerical simulation.