Caracterização da densidade de corrente fotogerada por uma célula fotovoltaica multijunção através de medidas de radiação espectral

Abstract

O presente trabalho teve como objetivo comparar o comportamento da corrente fotogerada por uma célula fotovoltaica de multijunção (MJ), determinado a partir de medidas de irradiância espectral e da resposta espectral fornecida pelo fabricante, com medidas experimentais de sua corrente de curto circuito para validar a equivalência entre esses parâmetros, bem como definir a junção responsável pela limitação da corrente elétrica estabelecida na célula a partir da avaliação da razão entre as correntes geradas (r c ) pelas junções do topo e intermediária. Para tanto, medidas espectrais foram realizadas através da utilização de um espectroradiômetro cuja faixa espectral de leitura está entre 200 nm e 1100 nm. A célula MJ empregada durante os experimentos possui três junções constituídas de fosfeto de gálio índio (InGaP) na camada do topo, arseneto de gálio índio (InGaAs) na camada intermediária e 2 germânio (Ge) na base, com 1,0 cm de área total, mas com uma cobertura decorrente dos dedos de, aproximadamente 19, 5%, conforme observação microscópica de sua estrutura. Dessa forma, a partir das medidas de irradiância entre 200 W/m e 1200 W/m , aproximadamente, observou-se que a metodologia aplicada para a comparação entre os comportamentos das correntes fotogerada e de curto circuito, em função da irradiância global, valida a equivalência entre esses parâmetros, apresentando capacidades de geração 0,142 A/W e 0,141 A/W, respectivamente. Além disso,
define a junção intermediária de InGaAs como subcélula limitante da geração de corrente para os espectros obtidos, uma vez que em todas as medidas r c >1.