Modelización y caracterización de células solares III-V multiunión y de módulos de concentración

Este proyecto de tesis se centra en la modelizacion y caracterizacion de celulas solares del tipo III-V multiunion y de modulos de concentracion. Para ello se usan diversas aproximaciones analiticas y numericas que permitan estudiar los diferentes procesos que ocurren dentro del dispositivo y en el modulo, con el fin ultimo de optimizar el diseno de los mismos. En la actualidad, para reducir el coste de los sistemas fotovoltaicos (FV) se utilizan sistemas que concentran la luz del Sol en un area de celula de menor tamano. Esta disminucion, proporcional a la concentracion de luz producida por las lentes, permite utilizar celulas de ultima generacion con eficiencias muy elevadas que de otra forma debido a su elevado precio no seria posible emplear, como es el caso de los modulos objeto de estudio en este proyecto de tesis. Los recientes desarrollos de celulas, confirmados con datos experimentales, indican que las que mejor se adaptan a las necesidades de los denominados sistemas de concentracion solar son las celulas denominadas III-V, y en concreto las formadas por una triple union. Cada una de las tres subcelulas que componen el dispositivo se caracteriza porque aprovecha una parte diferente del espectro solar con lo que se gana en eficiencia respecto a las celulas convencionales de silicio que se vienen utilizando en los ultimos anos. Estas celulas son las que presentan la mayor eficiencia. La elaboracion de modelos matematicos en los cuales se pueda evaluar la capacidad de generacion de una celula solar o un modulo de concentracion bajo distintas condiciones ambientales es de gran utilidad. El primer objetivo de este proyecto de tesis es el de elaborar un modelo de una celula solar III-V multiunion que sea capaz de predecir los datos experimentales caracteristicos de la celula cuando dichas condiciones ambientales cambian. Entre otros parametros fundamentales que se estudiaran estan la Isc, Voc, FF, etc, para los cuales se analizara su dependencia con las condiciones ambientales y con el espectro incidente. Estos modelos serviran para optimizar los disenos de estas complejas celulas solares con el fin de reducir los elevados costes de desarrollo. El segundo objetivo, relacionado directamente con el primero, se centra en el estudio del funcionamiento bajo condiciones reales de operacion de distintos modulos de concentracion (CPV). Para ello diferentes modulos seran medidos a lo largo de un ano, para ser posteriormente modelados y caracterizados.