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https://repositoriodspace.unipamplona.edu.co/jspui/handle/20.500.12744/11796| Título : | Correlación energía-energía en cromodinámica cuántica. |
| Autor : | Pinzón Mesa, Johan Sebastian. |
| Palabras clave : | El autor no proporciona la información sobre este ítem. |
| Fecha de publicación : | 2024 |
| Editorial : | Universidad de Pamplona - Facultad de Ciencias Básicas. |
| Citación : | Pinzón Mesa, J. S. (2024). Correlación energía-energía en cromodinámica cuántica. [Trabajo de Grado Pregrado, Universidad de Pamplona]. Repositorio Hulago Universidad de Pamplona. https://repositoriodspace.unipamplona.edu.co/jspui/handle/20.500.12744/11796 |
| Resumen : | crucial role in the energy transition as a renewable energy source. Its operation is based on the capture of solar radiation and its conversion into electrical energy, conventionally by using p-n semiconductor materials. Since the first cells were produced with an energy efficiency of 1 %, technological advances have allowed a continuous improvement in performance, but there is still a long way to go to reach the theoretical limit, the Shockley- Queisser limit, which is around 30 %. In this work, we study two quantum models proposed for the operation of a photovoltaic cell: the first, a simple representation consisting of a system of two energy levels with a single relaxation mechanism with the environment; the second, a donor-acceptor type model consisting of a system of four energy levels and different relaxation mechanisms between levels and with the environment, both systems interacting with Gaussian photon pulses. The dynamics of the studied models is described by the Lindblad equation, and the interaction with light is studied by the Jaynes-Cumming model. From the results obtained, two specific cases are numerically simulated for the fourlevel system: one with unrealistic parameters and the other with realistic parameters for the decay rates, and from these different cases, the shape of the photon pulse and the average number of photons in the pulse are modified. These simulations allow us to analyze the dynamics of several thermodynamic variables in the systems, with the aim of determining their energy efficiency. In the continuous pulse scenario, interacting with the cell and implementing the unrealistic parameters, an efficiency of 69% was obtained, while in the case of discrete pulses, a value of 40% was obtained. Finally, we plot the results for realistic parameters, obtaining an efficiency of 68 %. |
| Descripción : | La celda fotovoltaica es la unidad básica en la construcción de paneles solares, que desempeñan un papel crucial en la transición energética como fuente de energía renovable. Su funcionamiento se basa en la captación de la radiación solar y su conversión en energía eléctrica, convencionalmente mediante el uso de materiales semiconductores tipo p-n. Desde que se fabricaron las primeras células con una eficiencia energética del 1 %, los avances tecnológicos han permitido mejorar continuamente su rendimiento; sin embargo, aún queda mucho por hacer para acercarse al límite teórico, el límite de Shockley-Queisser, que se sitúa en torno al 30 %. En este trabajo se estudian dos modelos cuánticos propuestos para el funcionamiento de una celda fotovoltaica; el primero, una representación simple consistente en un sistema de dos niveles energéticos con un único mecanismo de relajación con el entorno; el segundo, un modelo de tipo donante-aceptante consistente en un sistema de cuatro niveles energéticos y diferentes mecanismos de relajación entre niveles y con el entorno; ambos sistemas interactuando con pulsos gaussianos de fotones. La dinámica de los modelos estudiados se describe mediante la ecuación de Lindblad y la interacción con la luz se estudia mediante el modelo de Jaynes-Cumming. A partir de los resultados obtenidos, se simula numéricamente dos casos específicos para el sistema de cuatro niveles: uno utilizando parámetros no realistas, y otro con parámetros realistas para las tasas de decaimiento, y a partir de ello se plantean diferentes casos donde se modifica la forma del pulso de fotones y el número medio de fotones en el pulso. Estas simulaciones permiten analizar la dinámica de diversas variables termodinámicas de los sistemas, con el objetivo de determinar la eficiencia energética. En el escenario de pulsos continuos interactuando con la celda, e implementando los parámetros no realistas, se obtuvo una eficiencia de 69 %, mientras que para el caso de pulsos discretos se obtiene un valor de 40 %. Finalmente, se gráfican los resultados para parámetros realistas, obteniendo una eficiencia de 68 %. |
| URI : | https://repositoriodspace.unipamplona.edu.co/jspui/handle/20.500.12744/11796 |
| Aparece en las colecciones: | Física |
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