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AR Archivos mensuales: septiembre 2019
Rugosidad de la superficie y características de una célula solar
Importancia de las pruebas de los paneles solares
Maximizar la absorción de energía de una célula solar es clave para la supervivencia de la tecnología como recurso renovable. Las múltiples capas de recubrimiento y protección del vidrio permiten la absorción, transmisión y reflexión de la luz que es necesaria para que las células fotovoltaicas funcionen. Dado que la mayoría de las células solares de consumo funcionan con una eficiencia de 15-18%, optimizar su producción de energía es una batalla constante.
Los estudios han demostrado que la rugosidad de la superficie desempeña un papel fundamental en la reflectancia de la luz. La capa inicial de vidrio debe ser lo más lisa posible para atenuar la reflectancia de la luz, pero las capas posteriores no siguen esta pauta. Es necesario un cierto grado de rugosidad en la interfaz de cada capa con otra para aumentar la posibilidad de dispersión de la luz dentro de sus respectivas zonas de agotamiento y aumentar la absorción de la luz dentro de la célula1. La optimización de la rugosidad de la superficie en estas regiones permite que la célula solar funcione de la mejor manera posible y, con el sensor de alta velocidad Nanovea HS2000, la medición de la rugosidad de la superficie puede realizarse de forma rápida y precisa.
Objetivo de medición
En este estudio mostraremos las capacidades del Nanovea Perfilómetro HS2000 con sensor de alta velocidad midiendo la rugosidad de la superficie y las características geométricas de una célula fotovoltaica. Para esta demostración se medirá una célula solar monocristalina sin protección de vidrio, pero la metodología puede utilizarse para otras diversas aplicaciones.
Procedimiento de prueba y procedimientos
Para medir la superficie de la célula solar se utilizaron los siguientes parámetros de prueba.
Resultados y discusión
A continuación se muestra la vista en falso color 2D de la célula solar y una extracción del área de la superficie con sus respectivos parámetros de altura. Se aplicó un filtro gaussiano a ambas superficies y se utilizó un índice más agresivo para aplanar el área extraída. Esto excluye la forma (u ondulación) mayor que el índice de corte, dejando atrás las características que representan la rugosidad de la célula solar.
Se tomó un perfil perpendicular a la orientación de las líneas de rejilla para medir sus características geométricas, que se muestra a continuación. La anchura de la línea de rejilla, la altura del escalón y el paso pueden medirse en cualquier lugar específico de la célula solar.
Conclusión:
En este estudio pudimos mostrar la capacidad del sensor de línea Nanovea HS2000 para medir la rugosidad y las características de la superficie de una célula fotovoltaica monocristalina. Con la capacidad de automatizar mediciones precisas de múltiples muestras y establecer límites de aprobación o rechazo, el sensor de línea Nanovea HS2000 es una opción perfecta para las inspecciones de control de calidad.
Referencia
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 a los arañazos de los protectores de pantalla de los teléfonos móviles
Resistencia a los arañazos de los protectores de pantalla de los teléfonos móviles
Más información
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La importancia de probar los protectores de pantalla
Aunque las pantallas de los teléfonos están diseñadas para resistir a las roturas y los arañazos, siguen siendo susceptibles de sufrir daños. El uso diario del teléfono hace que se desgasten, por ejemplo, acumulando arañazos y grietas. Dado que la reparación de estas pantallas puede ser costosa, los protectores de pantalla son un elemento de prevención de daños asequible que se suele comprar y utilizar 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 para los protectores de pantalla son el TPU (poliuretano termoplástico) y el vidrio templado. De los dos, el vidrio templado se considera el mejor, ya que proporciona una mejor protección contra los impactos y los arañazos. Sin embargo, también es el más caro. Por otro lado, los protectores de pantalla de TPU son menos costosos y una opción popular para 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 de arañazos controlados junto con la detección de EA in situ son una configuración de ensayo óptima para determinar las cargas a las que se producen los fallos cohesivos (por ejemplo, agrietamiento, astillamiento y fractura) y/o los fallos adhesivos (por ejemplo, delaminación y desprendimiento).
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 prueba y procedimientos
El probador mecánico Nanovea PB1000 se utilizó para probar dos protectores de pantalla aplicados a la pantalla de un teléfono y sujetados a una mesa con sensor de fricción. Los parámetros de la prueba para todos los arañazos se tabulan en la Tabla 1 a continuación.
Resultados y discusión
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 en la que los protectores de pantalla comenzaron 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 el lugar, junto con el arañazo, en el que el protector comenzó a despegarse visiblemente de la pantalla del teléfono. Una vez que se superó la carga crítica #2 en el resto de las pruebas de rayado, apareció un rayón en la superficie de la pantalla del teléfono. Para el protector de pantalla de vidrio templado, la carga crítica #1 se correlaciona con el lugar en el que comenzaron a aparecer las fracturas radiales. La carga crítica #2 se produce hacia el final del rayado con cargas más altas. La emisión acústica es de mayor magnitud que la del protector de pantalla de TPU, sin embargo, no se produjeron daños 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 indentador había atravesado el protector de pantalla.
Conclusión:
En este estudio mostramos la capacidad del Probador Mecánico Nanovea PB1000 para realizar pruebas de rayado controladas 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 los protectores de pantalla fabricados con TPU y vidrio templado. Los datos experimentales presentados en este documento apoyan la suposición inicial de que el vidrio templado es el que mejor funciona para prevenir los arañazos en las pantallas de los teléfonos.
El probador mecánico Nanovea ofrece capacidades de medición precisas y repetibles de indentaciones, rayones y desgaste utilizando módulos Nano y Micro que cumplen con ISO y ASTM. El Probador Mecánico Es un sistema completo, lo que lo convierte en la solución ideal para determinar toda la gama de propiedades mecánicas de recubrimientos, películas y sustratos finos o gruesos, blandos o duros.
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Comparación de gotas oculares lubricantes con el tribómetro Nanovea T50
La importancia de probar las soluciones de gotas para los ojos
Los colirios se utilizan para aliviar los síntomas causados por una serie de problemas oculares. Por ejemplo, pueden utilizarse para tratar pequeñas irritaciones oculares (por ejemplo, sequedad y enrojecimiento), retrasar la aparición del glaucoma o tratar infecciones. Los colirios que se venden sin receta médica se utilizan principalmente para tratar la sequedad. Su eficacia para lubricar el ojo puede compararse y medirse con una prueba de coeficiente de fricción.
La sequedad ocular puede deberse a un amplio abanico de factores, por ejemplo, la fatiga ocular causada por el ordenador o la exposición a condiciones climáticas extremas. Unas buenas gotas lubricantes ayudan a mantener y complementar la humedad de la superficie externa de los ojos. De este modo, se alivian las molestias, el ardor o la irritación y el enrojecimiento asociados a la sequedad ocular. Al medir el coeficiente de fricción (COF) de una solución de gotas oculares, se puede determinar su eficacia lubricante y su comparación con otras soluciones.
Objetivo de medición
En este estudio, se midió el coeficiente de fricción (COF) de tres soluciones lubricantes de gotas para los ojos, utilizando la configuración pin-on-disk en el tribómetro Nanovea T50.
Procedimiento de prueba y procedimientos
Se aplicó una clavija esférica de 6 mm de diámetro hecha de alúmina a un portaobjetos de vidrio con cada solución de gotas oculares actuando como lubricante entre las dos superficies. Los parámetros de la prueba utilizados para todos los experimentos se resumen en la Tabla 1 a continuación.
Resultados y discusión
Los valores máximos, mínimos y medios del coeficiente de fricción de las tres soluciones de colirio probadas se tabulan en la Tabla 2. Los gráficos de COF v. Revoluciones para cada solución de colirio se representan en las figuras 2-4. El COF durante cada prueba se mantuvo relativamente constante durante la mayor parte de la duración total de la prueba. La muestra A tuvo el COF medio más bajo, lo que indica que tiene las mejores propiedades de lubricación.
Conclusión:
En este estudio mostramos la capacidad del tribómetro Nanovea T50 para medir el coeficiente de fricción de tres soluciones de colirio. Basándonos en estos valores, mostramos que la muestra A tenía un menor coeficiente de fricción y, por tanto, presenta una mejor lubricación en comparación con las otras dos muestras.
Nanovea Los Tribómetros ofrece pruebas de desgaste y fricción precisas y repetibles utilizando módulos lineales y rotativos que cumplen con ISO y ASTM. También proporciona módulos opcionales de tribocorrosión, lubricación y desgaste a alta temperatura disponibles en un sistema preintegrado. Esta versatilidad permite a los usuarios simular mejor el entorno de aplicación real y mejorar la comprensión fundamental del mecanismo de desgaste y las características tribológicas de diversos materiales.
