Simulando Células Solares de Banda Intermediária como uma ferramenta no ensino de física

Autores

  • Gabriel da Silva Macedo Departamento de Física, Departamento de Física, Universidade Federal de Alfenas, Jovino Fernandes Sales 2600, Alfenas-MG, Brazil https://orcid.org/0000-0001-6425-4294
  • Raphael Cézar Pimenta Departamento de Física, Universidade Federal de Santa Catarina, Roberto Sampaio Gonzaga s/n, Florianópolis-SC, Brazil https://orcid.org/0000-0003-2232-3356
  • Anibal Thiago Bezerra Departamento de Física, Departamento de Física, Universidade Federal de Alfenas, Jovino Fernandes Sales 2600, Alfenas-MG, Brazil https://orcid.org/0000-0001-9758-0117

Palavras-chave:

Células Solares, Semicondutores, Simulador

Resumo

Fontes de energia renovável estão mudando a forma como vivemos e um dos exemplos mais promissores é o uso de células solares para capturar energia. Com a crescente demanda por energia limpa, é crucial entender os conceitos físicos subjacentes ao funcionamento das células solares. No entanto, isso pode ser um desafio, mesmo para estudantes universitários de física, já que os conceitos geralmente estão ligados a fenômenos nanoescala que não têm análogos clássicos. Além disso, o formalismo matemático pode ser difícil de compreender, já que soluções analíticas nem sempre estão disponíveis. Para superar esses obstáculos, propomos utilizar plataformas de programação modernas para resolver numericamente a equação de Schrödinger no contexto de células solares de banda intermediária, um tipo especial de células solares. Com o código e simulador que fornecemos, os estudantes podem estimar facilmente auto-funções, auto-energias e probabilidades de absorção sem lutar com cálculos manuais. Esse enfoque se concentra primeiramente em como os dispositivos funcionam, e ajuda os estudantes a ver a relação entre parâmetros estruturais e eficiência de conversão luz-corrente em aplicações reais. Em conclusão, o uso de ferramentas numéricas e simulações para compreender a física de dispositivos semicondutores torna o processo de aprendizagem mais acessível e envolvente para os estudantes. É um passo à frente para fomentar uma apreciação e compreensão mais profundas da tecnologia de energia renovável e seu impacto em nossas vidas diárias.



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Publicado

21-06-2023

Como Citar

da Silva Macedo, G., Cézar Pimenta, R., & Bezerra, A. T. (2023). Simulando Células Solares de Banda Intermediária como uma ferramenta no ensino de física. Sigmae, 12(2), 20–28. Recuperado de https://publicacoes.unifal-mg.edu.br/revistas/index.php/sigmae/article/view/2026

Edição

v. 12 n. 2 (2023): Happy kids playing

Seção

Ensino de Física

Licença

Proposta de Política para Periódicos de Acesso Livre


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