Publicação: Substituição de camada de Etileno Acetato de Vinila (EVA) por Compósitos de Polidimetilsiloxano (PDMS) com Óxido de Grafeno em módulos fotovoltaicos
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Data
2024-06-28
Autores
Orientador
Cabrera, Flávio Camargo 
Coorientador
Pós-graduação
Curso de graduação
Rosana - FEC - Engenharia de Energia
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Editor
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Tipo
Trabalho de conclusão de curso
Direito de acesso
Acesso aberto
Resumo
Resumo (português)
Given the current challenges of climate change and the depletion of fossil fuel reserves, there is an international focus on the development of efficient and clean sources of renewable energy. Among these technologies, photovoltaic systems have emerged as a promising solution for clean and efficient electricity generation. In this work, the use of polydimethylsiloxane (PDMS) resin in a 1:10 ratio (3g:0.3g) of curing agent is proposed as encapsulant. Additionally, graphene oxide nanoparticles are proposed to be dispersed in the polymer base in quantities of 25, 50, 75, and 100 microliters, which reduce solar radiation reflectivity, thereby increasing solar cell efficiency. Differential scanning calorimetry (DSC) and thermogravimetric analysis (TGA) tests were conducted on glass slides to demonstrate the influence of graphene on the thermal properties of the material and its degradation behavior. The DSC and TGA tests showed that the glass transition and degradation of composites with different concentrations of graphene did not exhibit considerable differences, with temperatures ranging between -125/-120°C and 470/480°C respectively. It was found that the efficiency of solar cells with PDMS/GO composite coatings improved with lower concentrations of graphene nanoparticles, achieving the highest yields with the addition of 25 microliters of graphene, yielding 5.96%. As the amount of graphene oxide increases, there is a reduction in the transmittance of the encapsulant, reducing the amount of radiation which reach to the solar cell, thereby limiting the maximum potential utilization of the panel.
Resumo (inglês)
Dados os desafios atuais das alterações climáticas e do esgotamento das reservas de combustíveis fósseis, há um foco internacional no desenvolvimento de fontes eficientes e limpas de energia renovável. Entre essas tecnologias, os sistemas fotovoltaicos tem se destacado como uma solução promissora para a geração de energia elétrica de forma limpa e eficiente. Neste trabalho, propõe-se o uso de polidimetilsiloxano (PDMS) na proporção de 1:10 (3g:0,3g) de agente de cura para deposição direta sobre a superfície das células solares, como encapsulante. Propõe-se ainda o uso de óxido de grafeno como nanopartículas dispersas na base do polímero em quantidades de 25, 50, 75 e 100 microlitros, que possibilitam reduzir a refletividade da radiação solar, possibilitando ampliar a eficiência das células solar. Foram realizados testes de calorimetria diferencial de varredura (DSC) e análise termogravimétrica (TGA) em lâminas de vidro para mostrar a influência do grafeno nas propriedades térmicas do material e mostrar o comportamento de degradação. Os testes de DSC e TGA mostraram que a transição vítrea e a degradação dos compósitos com diferentes concentrações de grafeno não apresentam uma diferença consíderavel, encontrando-se entre as temperaturas -125/-120°C e 470/480ºC respectivamente. Mostrou-se que a eficiência de células solares com recobrimento dos compósitos de PDMS/GO melhorou com as amostras de menor inserção de nanopartículas de grafeno, alcançando os melhores rendimentos com a adição de 25 microlitros de grafeno, com um rendimento de 5,96%. A medida que aumenta-se a concentração de óxido de grafeno nas células solares, inicia uma redução na transmitância do encapsulante, reduzindo a quantidade de radiação que chega na célula solar, resultando na limitação do potencial máximo de aproveitamento da placa.
Descrição
Idioma
Português
Como citar
MEJÍA ARMIJO, José Manuel et al. Substituição de camada de Etileno Acetato de Vinila (EVA) por compósitos de Polidimetilsiloxano (PDMS) com Óxido de Grafeno em módulos fotovoltaicos. 2024. 40 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia de Energia) - Faculdade de Engenharia e Ciências, Universidade Estadual Paulista, Rosana, 2024.
