Sistema de ensayo de eficiencia cuántica externa de celdas solares basado en LEDs

Abstract

En el siguiente trabajo se describe el análisis, desarrollo, implementación y evaluación de un sistema de ensayo de eficiencia cuántica externa de celdas solares basado en iluminación LED (Ligth Emmiting Diode). Esta iluminación consiste en encender secuencialmente LEDs de distinta longitud de onda e iluminar una celda solar de muestra y una celda de referencia con una eficiencia cuántica externa conocida. Las fotocorrientes de cortocircuito generadas por ambas celdas se miden y se envían a una computadora para un post procesamiento. Con estas mediciones se puede determinar la eficiencia cuántica externa de la celda de muestra. El sistema de ensayo está compuesto por diversos subsistemas que se interrelacionan para poder controlar y medir las variables de interés. El mismo consta a grandes rasgos de una cabina óptica que contiene un arreglo de LEDs y un concentrador de luz, un equipo que contiene en su interior varias placas que realizan las etapas de control, medición y comunicación, y una interfaz gráfica de computadora para la adquisición de datos y el control del equipo. Esta interfaz se configura por el usuario y los resultados de las mediciones se guardan en tablas para un posterior análisis. En este informe se explica cada parte del sistema diseñado, así como los fundamentos teóricos que justifican su diseño. Para lograr una mejor compresión del sistema de ensayo, se lo dividió en cinco subsistemas que se detallarán a lo largo de este informe. También se presentan ensayos realizados con el equipo terminado y algunas caracterizaciones de eficiencia cuántica externa de celdas solares conocidas que corroboran el funcionamiento esperado. Para finalizar se exponen los resultados, las conclusiones obtenidas y las oportunidades de mejora para resolver los problemas que fueron apareciendo y hacer un equipo de laboratorio más completo e integral.