Caracterização dos parâmetros físicos e elétricos de módulos solares orgânicos em condições reais de radiação solar

Abstract

Neste trabalho foi estudado o comportamento de um módulo solar orgânico operando em condições reais de radiação solar. Com a revisão da literatura e com os experimentos realizados, foi possível compreender os mecanismos envolvidos na geração fotovoltaica orgânica e entender quais os parâmetros que limitam a eficiência de um dispositivo orgânico e de que maneira. A caracterização dos módulos orgânicos de camada ativa P3HT:PCBM foi feita a partir de curvas instantâneas de tensão e corrente, curvas no escuro e análise do módulo operando continuamente com tensão fixa. Foram realizados modelamentos do dispositivo utilizando a equação de Shockley (SHOCKLEY, 1949) e a função de Lambert, a fim de extrair os parâmetros do circuito equivalente do módulo, como: corrente de saturação do diodo (I0), fator de idealidade (a), resistência série (Rs) e resistência paralelo (Rsh). Os modelamentos também permitiram entender a influência da mudança de radiação e temperatura sobre tais parâmetros. Os testes contínuos com tensão fixa, foram feitos com o objetivo de entender como o módulo orgânico operaria em condições reais de uso, ou seja, uso contínuo e para diversos níveis de radiação e temperatura, diferentemente da maioria dos estudos, onde são feitos testes instantâneos em laboratório. Com os testes contínuos foi possível demonstrar qual a geração diária média do módulo em Wh/m², e também verificar que o módulo que foi estudado apresenta melhor desempenho para radiação difusa. Foi possível entender a relação do nível de radiação e temperatura com os parâmetros do circuito equivalente do módulo e demonstrar similaridades e divergências entre a geração fotovoltaica em um módulo orgânico e em um módulo de Silício convencional.