Área: Ciências Exatas e da Terra
Subárea: Física
Estado: Paraná
Cidade: Curitiba
Escola: Colégio Suíço-Brasileiro de Curitiba
Resumo: Painéis solares chegam a altas temperaturas sob intensa irradiação solar produzindo mais potência elétrica. O efeito fotoelétrico produz potência elétrica, excitando elétrons de semicondutores que absorvem a energia de fótons. Baseado em dados de fabricantes sobre o declínio da eficiência fotovoltaica sob temperaturas elevadas, o objetivo é avaliar se o declínio de eficiência em função do calor gerado pela termalização compromete o ganho energético de maiores irradiâncias solares e investigar como novas tecnologias podem deixar o processo mais eficiente. Um experimento é conduzido com tecnologias de Telureto de Cádmio, Silício monocristalino e policristalino usando um traçador de curva de tensão e corrente com temperaturas aumentadas naturalmente através da irradiação solar ao deixar os painéis sob irradiação solar. Os resultados comprovam o declínio de eficiência sob maiores temperaturas, que não são significativos. Porém, a conversão de energia solar em calor reduz a eficiência fotovoltaica após comparar os painéis a corpos negros, limitando a conversão fotovoltaica. Em seguida, são exploradas tecnologias que evitam a termalização, fenômeno de geração de calor através de elétrons não contribuindo para a potência elétrica. As tecnologias usam a absorção de elétrons energizados além da energia mínima necessária com a tecnologia de hot carrier, células fotovoltaicas com mais de um material semicondutor e maior emissividade para passivamente refrigerar o painel solar. Como conclusão, nota-se que painéis solares convertem maior parte do espectro solar em calor, sendo necessárias tecnologias para refrigerar as células ou desenvolver células que convertem energia de fótons excessivamente energizados em eletricidade, tecnologias discutidas na investigação.
