Importanza del test dei pannelli solari

La massimizzazione dell'assorbimento energetico di una cella solare è fondamentale per la sopravvivenza della tecnologia come risorsa rinnovabile. Gli strati multipli di rivestimento e di protezione del vetro consentono l'assorbimento, la trasmissione e la riflessione della luce necessari al funzionamento delle celle fotovoltaiche. Dato che la maggior parte delle celle solari di consumo funziona con un'efficienza di 15-18%, l'ottimizzazione della loro produzione di energia è una battaglia continua.


Gli studi hanno dimostrato che la rugosità della superficie gioca un ruolo fondamentale nella riflessione della luce. Lo strato iniziale di vetro deve essere il più liscio possibile per attenuare la riflessione della luce, ma gli strati successivi non seguono questa linea guida. È necessario un certo grado di rugosità all'interfaccia di ciascun rivestimento per aumentare la possibilità di diffusione della luce all'interno delle rispettive zone di esaurimento e aumentare l'assorbimento della luce all'interno della cella1. L'ottimizzazione della rugosità superficiale in queste regioni consente alla cella solare di funzionare al meglio e con il sensore ad alta velocità Nanovea HS2000 è possibile misurare la rugosità superficiale in modo rapido e preciso.

Obiettivo di misurazione

In questo studio mostreremo le capacità del Nanovea Profilometro HS2000 con sensore ad alta velocità misurando la rugosità superficiale e le caratteristiche geometriche di una cella fotovoltaica. Per questa dimostrazione verrà misurata una cella solare monocristallina senza protezione in vetro, ma la metodologia può essere utilizzata per diverse altre applicazioni.

Procedura di test e procedure

Per misurare la superficie della cella solare sono stati utilizzati i seguenti parametri di prova.

Risultati e discussione

Di seguito sono rappresentate la vista 2D in falsi colori della cella solare e l'estrazione dell'area della superficie con i rispettivi parametri di altezza. A entrambe le superfici è stato applicato un filtro gaussiano ed è stato utilizzato un indice più aggressivo per appiattire l'area estratta. In questo modo si esclude la forma (o ondulazione) più grande dell'indice di cut-off, lasciando le caratteristiche che rappresentano la rugosità della cella solare.

Per misurare le caratteristiche geometriche delle linee di griglia è stato tracciato un profilo perpendicolare all'orientamento delle stesse, come mostrato di seguito. La larghezza della linea di griglia, l'altezza del gradino e il passo possono essere misurati per qualsiasi punto specifico della cella solare.

Conclusione

In questo studio abbiamo potuto mostrare la capacità del sensore di linea Nanovea HS2000 di misurare la rugosità superficiale e le caratteristiche di una cella fotovoltaica monocristallina. Grazie alla possibilità di automatizzare misurazioni accurate di più campioni e di impostare limiti di accettazione e rifiuto, il sensore di linea Nanovea HS2000 è la scelta perfetta per le ispezioni di controllo qualità.

Riferimento

1 Scholtz, Lubomir. Ladanyi, Libor. Mullerova, Jarmila. "Influenza della rugosità superficiale sulle caratteristiche ottiche delle celle solari multistrato", Advances in Electrical and Electronic Engineering, vol. 12, n. 6, 2014, pp. 631-638.