Observatorio de I+D+i UPM

Memorias de investigación
Tesis:
Advances in the modeling, characterization and reliability of concentrator multijunction solar cells
Año:2012
Áreas de investigación
  • Física química y matemáticas
Datos
Descripción
Los sistemas de concentracion fotovoltaica (CPV) parecen ser una de las vas mas prometedoras para generar electricidad a gran escala a precios competitivos. La investigacion actual se centra en aumentar la eficiencia y la concentracion de los sistemas para abaratar costes. Al mismo tiempo se investiga sobre la fiabilidad de los diferentes componentes que integran un sistema de concentraci¿on, ya que para que los sistemas de concentraci¿on sean competitivos es necesario que tengan una fiabilidad al menos similar a los sistemas basados en c¿elulas de silicio. En la presente tesis doctoral se ha llevado a cabo el estudio de aspectos avanzados de c¿elulas solares multi-uni¿on dise?nadas para trabajar a concentraciones ultra-altas. Para ello, se ha desarrollado un modelo circuital tridimensional distribuido con el que simular el comportamiento de las c¿elulas solares triple-uni¿on bajo distintas condiciones de funcionamiento, as¿? mismo se ha realizado una caracterizaci¿on avanzada de este tipo de c¿elulas para comprender mejor su modo de operaci¿on y as¿? poder contribuir a mejorar su eficiencia. Finalmente, se han llevado a cabo ensayos de vida acelerados en c¿elulas multiuni¿on comerciales para conocer la fiabilidad de este tipo de c¿elulas solares. Para la simulaci¿on de c¿elulas solares triple-uni¿on se ha desarrollado en la presente tesis doctoral un modelo circuital tridimensinal distribuido el cu¿al integra una descripci¿on completa de la uni¿on t¿unel. De este modo, con el modelo desarrollado, hemos podido simular perfiles de luz sobre la c¿elula solar que hacen que la densidad de corriente fotogenerada sea mayor a la densidad de corriente pico de la uni¿on t¿unel. El modelo desarrollado tambi¿en contempla la distribuci¿on lateral de corriente en las capas semiconductoras que componen y rodean la uni¿on t¿unel. Por tanto, se ha podido simular y analizar el efecto que tiene sobre el funcionamiento de la c¿elula solar que los concentradores ¿opticos produzcan perfiles de luz desuniformes, tanto en nivel de irradiancia como en el contenido espectral de la luz (aberraci¿on crom¿atica). Con el objetivo de determinar cu¿ales son los mecanismos de recombinaci¿on que est¿an limitando el funcionamiento de cada subc¿elula que integra una triple-uni¿on, y as¿? intentar reducirlos, se ha llevado a cabo la caracterizaci¿on el¿ectrica de c¿elulas solares monouni ¿on id¿enticas a las subcelulas de una triple-uni¿on. Tambi¿en se ha determinado la curva corriente-tensi¿on en oscuridad de las subc¿elulas de GaInP y GaAs de una c¿elula dobleuni ¿on mediante la utilizaci¿on de un teorema de reciprocidad electro-¿optico. Finalmente, se ha analizado el impacto de los diferentes mecanismos de recombinaci¿on en el funcionamiento de la c¿elula solar triple-uni¿on en concentraci¿on. Por ¿ultimo, para determinar la fiabilidad de este tipo de c¿elulas, se ha llevado a cabo un ensayo de vida acelerada en temperatura en c¿elulas solares triple-uni¿on comerciales. En la presente tesis doctoral se describe el dise?no del ensayo, el progreso del mismo y los datos obtenidos tras el an¿alisis de los resultados preliminares.
Internacional
Si
ISBN
Tipo de Tesis
Doctoral
Calificación
Sobresaliente cum laude
Fecha
18/12/2012
Esta actividad pertenece a memorias de investigación
Participantes
  • Autor: Pilar Espinet González (UPM)
  • Director: Carlos Algora Del Valle (UPM)
  • Director: Ignacio Rey-Stolle Prado (UPM)
Grupos de investigación, Departamentos, Centros e Institutos de I+D+i relacionados
  • Creador: Grupo de Investigación: Semiconductores III-V
  • Centro o Instituto I+D+i: Instituto de Energía Solar
  • Departamento: Electrónica Física
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