O uso de materiais luminescentes em células solares/ The use of luminescent materials in solar cells

Felipe Rodrigues da Silva, João Paulo Bezerra de Souza, Samuel Bastos Balbino de Almeida, João Dionízio de Melo Neto, Mairton Cavalcante Romeu

Abstract


 

O presente artigo apresenta a utilização de materiais luminescentes promissores na aplicação em células fotovoltaicas, de modo a contribuir com o aumento da eficiência energética. Para isso, serão discutidos a geração de energia solar, os materiais cerâmicos dopados com íons terras raras (materiais luminescentes), a conversão espectral, bem como o processo de produção e obtenção desses compostos. Como metodologia, apresentaremos uma das formas de produção de materiais cerâmicos, e os principais métodos de caracterização desses materiais, tais como caracterização estrutural a Difração de Raio X (DRX), a análise morfológica com Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e a caracterização óptica. Os materiais cerâmicos podem ser produzidos pela síntese por reação em estado sólido. Inicia-se a produção com os critérios de proporções estequiométricas dos reagentes utilizados, seguido de processo de moagem de alta energia, para homogeneizar e reduzir o tamanho de grão, processo de calcinação na qual obtém-se a síntese da matriz cerâmica. Após a identificação da fase pelo DRX, realiza-se a dopagem com íons terras raras, e então o material produzido, apresentará propriedades upconversion ou downcorversion. Assim, esses fenômenos conseguem aproveitar faixas do infravermelho e do ultravioleta que não seriam completamente absorvidas pela placa solar, ou seja, melhorando o rendimento das células solares. Esses materiais são considerados inovadores para captação de luz, pois melhoram o desempenho das células fotovoltaicas e aumentam a eficiência quântica através da capacidade de alguns íons absorverem energia em diferentes comprimentos de onda e convertê-los para a região do visível. Como consequência, a aplicação desses materiais dopados apresentam propriedades luminescentes (upconversion ou downconversion) que proporcionam na célula solar economia e alto desempenho através da conversão espectral.


Keywords


Luminescência, Energia Solar, Dopagem, Terras Raras.

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DOI: https://doi.org/10.34117/bjdv7n9-018

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