Efeito de matriz vítrea dopada com terra rara na eficiência de uma célula solar

Abstract

Foi dopado um vidro de PbO-GeO2 (41PbO-51GeO2) com samário com uma concentração de 1% e feito medidas ópticas (absorção e fotoluminescência). Os íons de samário são capazes de converter fótons de comprimentos de onda da faixa do UV/azul para vermelho/infravermelho (conversão descendente), o que pode ser usado para aumentar a eficiência de células solares de silício. Então este vidro foi usado como máscara para uma célula solar de silício policristalino e foi verificado aumenta na sua eficiência em 28%. Após isso foram fabricados outros vidros iguais a este (também dopados com samário) e dopados com 0,2 e 0,5% de itérbio, pois o samário e o itérbio interagem melhorando o processo de conversão descendente. Ao usar estes vidros como máscara para a mesma célula solar, verificou-se que o vidro com a concentração de 0,2% de itérbio chegou a melhorar a eficiência em 40%, já o vidro com concentração de 0,5% apresentou ganho semelhante ao de apenas samário, possivelmente devido às interações entre os íons de itérbio.

A glass of PbO-GeO2 (41PbO-51GeO2) was doped with samarium with a concentration of 1% and optical measurements (absorption and photoluminescence) were done. The samarium ions are capable of converting UV/blue wavelength to red/infrared (down conversion), that can be used to increase silicon solar cell efficiency. The glass was used as a mask to a polycrystalline silicon solar cell and an increase of 28% in efficiency was verified. Then other glasses with equal composition (also doped with samarium) were doped with 0.2 and 0.5% of ytterbium, because samarium and ytterbium can interact to enhance the down conversion process. Using these glasses as a mask to the same solar cell, an increase in efficiency of 40% was verified for the 0.2% concentration glass, but the glass with 0.5% concentration of ytterbium appeared to have almost the same gain as the glass doped with only samarium, probably because of the interactions between the ytterbium ions.