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Category: Profilometry | Flatness and Warpage

 

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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Inspección del acabado superficial de los suelos de madera

 

Importancia de perfilar los acabados de la madera

En diversas industrias, la finalidad de un acabado para madera es proteger la superficie de madera de diversos tipos de daños, como químicos, mecánicos o biológicos, y/o proporcionar una estética visual específica. Tanto para los fabricantes como para los compradores, la cuantificación de las características superficiales de los acabados de la madera puede ser vital para el control de calidad o la optimización de los procesos de acabado de la madera. En esta aplicación, exploraremos las diversas características superficiales que pueden cuantificarse utilizando un perfilómetro 3D sin contacto Nanovea.


Cuantificar la cantidad de rugosidad y textura que existe en una superficie de madera puede ser esencial conocerla para asegurarse de que puede cumplir los requisitos de su aplicación. Perfeccionar el proceso de acabado o comprobar la calidad de las superficies de madera basándose en un método de inspección de superficies cuantificable, repetible y fiable permitiría a los fabricantes crear tratamientos de superficie controlados y a los compradores la posibilidad de inspeccionar y seleccionar materiales de madera que satisfagan sus necesidades.



Objetivo de medición

En este estudio, el sistema de alta velocidad Nanovea HS2000 perfilómetro equipado con un sensor de línea de perfilado sin contacto se utilizó para medir y comparar el acabado superficial de tres muestras de suelos: Antique Birch Hardwood, Courtship Grey Oak y Santos Mahogany. Mostramos la capacidad del perfilómetro sin contacto Nanovea para ofrecer velocidad y precisión en la medición de tres tipos de superficies y un análisis exhaustivo en profundidad de los escaneados.





Procedimiento de ensayo y procedimientos




Resultados y debate

Descripción de la muestra: Los suelos Courtship Grey Oak y Santos Mahogany son suelos laminados. Courtship Grey Oak es una muestra gris pizarra texturada de bajo brillo con un acabado EIR. Santos Mahogany es una muestra de color burdeos oscuro de alto brillo con preacabado. Antique Birch Hardwood tiene un acabado de óxido de aluminio de 7 capas, que proporciona protección contra el desgaste diario.

 





Madera dura de abedul antigua






Cortejo Roble gris






Santos Caoba




Debate

Existe una clara distinción entre el valor Sa de todas las muestras. La más suave fue la madera dura de abedul antiguo con un Sa de 1,716 µm, seguida de la caoba de Santos con un Sa de 2,388 µm, y aumentando significativamente para el roble gris de cortejo con un Sa de 11,17 µm. Los valores P y los valores R también son valores de rugosidad comunes que pueden utilizarse para evaluar la rugosidad de perfiles específicos a lo largo de la superficie. El roble gris cortejo posee una textura gruesa llena de rasgos similares a grietas a lo largo de la dirección celular y de fibra de la madera. Se realizaron análisis adicionales en la muestra de roble gris cortejo debido a la textura de su superficie. En la muestra de Courtship Grey Oak, se utilizaron rodajas para separar y calcular la profundidad y el volumen de las grietas de la superficie uniforme más plana.



Conclusión




En esta aplicación, hemos mostrado cómo puede utilizarse el perfilómetro de alta velocidad Nanovea HS2000 para inspeccionar el acabado superficial de muestras de madera de forma eficaz y eficiente. Las mediciones del acabado superficial pueden resultar importantes tanto para los fabricantes como para los consumidores de suelos de madera noble a la hora de comprender cómo pueden mejorar un proceso de fabricación o elegir el producto adecuado que mejor se adapte a una aplicación específica.

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Portabilidad y flexibilidad del perfilómetro 3D sin contacto Jr25

Comprender y cuantificar la superficie de una muestra es crucial para muchas aplicaciones, como el control de calidad y la investigación. Para estudiar superficies, a menudo se utilizan perfilómetros para escanear muestras y obtener imágenes de ellas. Un gran problema de los instrumentos de perfilometría convencionales es la incapacidad de adaptarse a muestras no convencionales. Las dificultades para medir muestras no convencionales pueden deberse al tamaño de la muestra, la geometría, la imposibilidad de mover la muestra u otros inconvenientes en la preparación de la muestra. El instrumento portátil de Nanovea Perfilómetros 3D sin contactode la serie JR, es capaz de resolver la mayoría de estos problemas gracias a su capacidad para escanear superficies de muestras desde distintos ángulos y a su portabilidad.

Más información sobre el perfilómetro sin contacto Jr25

Flatness Measurement of Screen Using Fast 3D Profilometry

Flatness measurement is an important geometric surface quality in the manufacture of precision parts and assemblies. Flatness of the surface plays a vital role in the end use of the product. For example, the parts that are connected in an air-tight or liquid-tight manner across a surface area require stringent surface conditions of superior flatness at the contact face. Flatness of the screen is critical to the functionality and aesthetics of electronic devices such as cellphones, pads and laptops. Any imperfection of the screen flatness can create negative user impression and experience of the product.

See Video Clip or Read Report: Flatness Measurement of Screen Using Fast 3D Profilometry

Humidity Effect On Paper Flatness

Paper flatness is critical to the proper performance of printing paper. It communicates functional characteristics and makes an impression of the paper quality. A better understanding of the effect of humidity on paper flatness, texture and consistency allows optimizing the processing and control measures to obtain the best product. Quantifiable, precise and reliable surface inspection of the paper in different humid environments is in need to simulate the use of paper in the realistic application. The Nanovea Perfilómetros 3D sin contacto utilizes chromatic confocal technology with unique capability to precisely measure the paper surface. A humidity controller provides precise control of the humidity in a sealed chamber where the test sample is exposed to the moisture.

Humidity Effect On Paper Flatness

Flatness Measurement of Wafer Using 3D Profilometry

En esta aplicación, el Nanovea ST400 Perfilómetro is used to measure the section of a wafer array. The area measured was selected at random, and assumed large enough in that it could be extrapolated to make assumptions about a much larger surface. Surface flatness measurement, planarity & other surface parameters are used to analyze the surface.


Flatness Measurement of Wafer Using 3D Profilometry