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Rugosidad superficial y características de una célula solar

Importance of Solar Panel Testing

Maximizing a solar cell’s energy absorption is key for the technology’s survival as a renewable resource. The multiple layers of coating and glass protection allow for the absorption, transmittance, and reflection of light that is necessary for the photovoltaic cells to function. Given that most consumer solar cells operate at 15-18% efficiency, optimizing their energy output is an ongoing battle.


Studies have shown that surface roughness plays a pivotal role in the reflectance of light. The initial layer of glass must be as smooth as possible to mitigate the reflectance of light, but the subsequent layers do not follow this guideline. A degree of roughness is necessary at each coatings interface to another to increase the possibility of light scattering within their respective depletion zones and increase the absorption of light within the cell1. Optimizing the surface roughness in these regions allows the solar cell to operate to the best of its ability and with the Nanovea HS2000 High Speed Sensor, measuring surface roughness can be done quickly and accurately.



Objetivo de medición

In this study we will display the capabilities of the Nanovea Perfilómetro HS2000 with High Speed Sensor by measuring the surface roughness and geometric features of a photovoltaic cell. For this demonstration a monocrystalline solar cell with no glass protection will be measured but the methodology can be used for various other applications.




Procedimiento de ensayo y procedimientos

The following test parameters were used to measure the surface of the solar cell.




Resultados y debate

Depicted below is the 2D false-color view of the solar cell and an area extraction of the surface with its respective height parameters. A Gaussian filter was applied to both surfaces and a more aggressive index was used to flatten the extracted area. This excludes form (or waviness) larger than the cut-off index, leaving behind features that represent the solar cell’s roughness.











A profile was taken perpendicular to the orientation of the gridlines to measure their geometric characteristics which is shown below. The gridline width, step height, and pitch can be measured for any specific location on the solar cell.









Conclusión





In this study we were able to display the Nanovea HS2000 Line Sensor’s ability to measure a monocrystalline photovoltaic cell’s surface roughness and features. With the ability to automate accurate measurements of multiple samples and set pass fail limits, the Nanovea HS2000 Line Sensor is a perfect choice for quality control inspections.

Reference

1 Scholtz, Lubomir. Ladanyi, Libor. Mullerova, Jarmila. “Influence of Surface Roughness on Optical Characteristics of Multilayer Solar Cells “ Advances in Electrical and Electronic Engineering, vol. 12, no. 6, 2014, pp. 631-638.

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Resistencia al rayado de los protectores de pantalla para móviles

Resistencia al rayado de los protectores de pantalla para móviles

Más información
 

Importancia de probar los protectores de pantalla

Aunque las pantallas de los teléfonos están diseñadas para resistir roturas y arañazos, siguen siendo susceptibles de sufrir daños. El uso diario del teléfono hace que se desgasten y, por ejemplo, acumulen arañazos y grietas. Dado que reparar estas pantallas puede resultar caro, los protectores de pantalla son un artículo asequible para prevenir daños que suele comprarse y utilizarse para aumentar la durabilidad de una pantalla.


Utilizando el Módulo Macro del Comprobador Mecánico Nanovea PB1000 junto con el sensor de emisiones acústicas (AE), podemos identificar claramente las cargas críticas en las que los protectores de pantalla muestran fallos debido a las pruebas de rayado1 para crear un estudio comparativo entre dos tipos de protectores de pantalla.


Dos tipos comunes de materiales protectores de pantalla son el TPU (poliuretano termoplástico) y el cristal templado. De los dos, el vidrio templado se considera el mejor, ya que proporciona una mejor protección contra impactos y arañazos. Sin embargo, también es el más caro. Por otro lado, los protectores de pantalla de TPU son menos caros y una opción popular entre los consumidores que prefieren los protectores de pantalla de plástico. Dado que los protectores de pantalla están diseñados para absorber arañazos e impactos y suelen estar hechos de materiales con propiedades frágiles, los ensayos controlados de arañazos combinados con la detección de EA in situ son una configuración de ensayo óptima para determinar las cargas a las que se producen fallos cohesivos (por ejemplo, agrietamiento, astillamiento y fractura) y/o fallos adhesivos (por ejemplo, delaminación y espalación).



Objetivo de medición

En este estudio, se realizaron tres pruebas de rayado en dos protectores de pantalla comerciales diferentes utilizando el Módulo Macro del Comprobador Mecánico PB1000 de Nanovea. Mediante el uso de un sensor de emisiones acústicas y un microscopio óptico, se identificaron las cargas críticas en las que cada protector de pantalla mostraba fallos.




Procedimiento de ensayo y procedimientos

Se utilizó el comprobador mecánico Nanovea PB1000 para probar dos protectores de pantalla aplicados sobre la pantalla de un teléfono y sujetados a una mesa con sensor de fricción. Los parámetros de prueba para todos los arañazos se tabulan en la Tabla 1 a continuación.




Resultados y debate

Dado que los protectores de pantalla estaban hechos de un material diferente, cada uno de ellos presentaba distintos tipos de fallos. Sólo se observó un fallo crítico en el protector de pantalla de TPU, mientras que el protector de pantalla de vidrio templado presentó dos. Los resultados de cada muestra se muestran en la Tabla 2. La carga crítica #1 se define como la carga a la que los protectores de pantalla empezaron a mostrar signos de fallo cohesivo bajo el microscopio. La carga crítica #2 se define por el primer cambio de pico observado en los datos del gráfico de emisiones acústicas.


Para el protector de pantalla de TPU, la carga crítica #2 se correlaciona con la ubicación junto con el arañazo donde el protector comenzó a despegarse visiblemente de la pantalla del teléfono. Apareció un arañazo en la superficie de la pantalla del teléfono una vez que se superó la carga crítica #2 para el resto de las pruebas de arañazos. Para el protector de pantalla de vidrio templado, la carga crítica #1 se correlaciona con el lugar donde comenzaron a aparecer las fracturas radiales. La carga crítica #2 se produce hacia el final del rayado con cargas más elevadas. La emisión acústica es de mayor magnitud que la del protector de pantalla TPU, sin embargo, no se produjo ningún daño en la pantalla del teléfono. En ambos casos, la carga crítica #2 correspondió a un gran cambio en la profundidad, lo que indica que el penetrador había atravesado el protector de pantalla.













Conclusión




En este estudio mostramos la capacidad del comprobador mecánico Nanovea PB1000 para realizar ensayos de rayado controlados y repetibles y, simultáneamente, utilizar la detección de emisiones acústicas para identificar con precisión las cargas a las que se producen fallos adhesivos y cohesivos en protectores de pantalla fabricados con TPU y vidrio templado. Los datos experimentales presentados en este documento respaldan la hipótesis inicial de que el vidrio templado es el que mejor funciona para evitar arañazos en las pantallas de los teléfonos.


El comprobador mecánico Nanovea ofrece capacidades de medición precisas y repetibles de indentación, rayado y desgaste utilizando módulos Nano y Micro que cumplen las normas ISO y ASTM. El Comprobador mecánico es un sistema completo, lo que lo convierte en la solución ideal para determinar toda la gama de propiedades mecánicas de revestimientos, películas y sustratos finos o gruesos, blandos o duros.

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Lubricating Eye Drop Comparison using the Nanovea T50 Tribometer

Importance of Testing Eye Drop Solutions

Eye drop solutions are used to alleviate symptoms caused by a range of eye problems. For example, they can be used to treat minor eye irritation (e.g. dryness and redness), delay the onset of glaucoma or treat infections. Eye drop solutions sold over-the-counter are mainly used to treat dryness. Their effectiveness in lubricating the eye can be compared and measured with a coefficient of friction test.
 
Dry eyes can be caused by a wide range of factors, for example, computer eye strain or being outdoors in extreme weather conditions. Good lubricating eye drops help maintain and supplement the moisture on the outer surface of the eyes. This works to alleviate the discomfort, burning or irritation and redness associated with dry eyes. By measuring the coefficient of friction (COF) of an eye drop solution, its lubricating efficiency and how it compares to other solutions can be determined.

Objetivo de medición

In this study, the coefficient of friction (COF) of three different lubricating eye drop solutions was measured using the pin-on-disk setup on the Nanovea T50 Tribometer.

Procedimiento de ensayo y procedimientos

A 6mm diameter spherical pin made of alumina was applied to a glass slide with each eye drop solution acting as the lubricant between the two surfaces. The test parameters used for all experiments are summarized in Table 1 below.

Resultados y debate

The maximum, minimum, and average coefficient of friction values for the three different eye drop solutions tested are tabulated in Table 2 below. The COF v. Revolutions graphs for each eye drop solution are depicted in Figures 2-4. The COF during each test remained relatively constant for most of the total test duration. Sample A had the lowest average COF indicating it had the best lubrication properties.

 

Conclusión

In this study we showcase the capability of the Nanovea T50 Tribometer in measuring the coefficient of friction of three eye drop solutions. Based on these values, we show that Sample A had a lower coefficient of friction and therefore exhibits better lubrication in comparison to the other two samples.

Nanovea Tribómetros offers precise and repeatable wear and friction testing using ISO and ASTM compliant rotative and linear modules. It also provides optional high temperature wear, lubrication, and tribo-corrosion modules available in one pre-integrated system. Such versatility allows users to better simulate the real application environment and improve fundamental understanding of the wear mechanism and tribological characteristics of various materials.

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