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光电材料的近红外光谱分析

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模块化光谱仪具有体积小、灵活性强等优点,是光伏材料研究和生产的理想工具。应用领域包括太阳能电池材料评估和电池板生产中的质量控制。

我们评估了NIR光谱,作为测量光伏面板材料反射的方法。薄膜光伏板的制造商请求若干专有涂层玻璃样品的NIR反射率分析。在环境实验室照明条件下从1200-2100nm进行测量。因为光伏板的吸光度是如此关键,所以确定面板边缘和其他地方的反射率是那些区域的光损失的良好指标。使用抗反射涂层和玻璃掺杂剂是许多材料制造商中可能评估了提高面板效率。

实验条件

使用Ocean Insight近红外光谱仪分析了5个涂层玻璃样品,该光谱仪定制了100 um的入188体育直播app口狭缝,并优化了1200-2100 nm的范围。(一个预配置nirquest + 2.2覆盖900-2200nm,是今天选择的光谱仪。)采样设置包括钨卤素光源,400μm反射探针和光学级。镜面反射标准用作参考。光谱仪操作软件完成了设置。

将玻璃样品放置在样品架未涂覆的一面朝下,以确保探针测量涂层通过玻璃的反射。光学台将探头定位在90°以测量镜面反射率。

测量是在头顶照明条件下进行的。大功率钨卤素光源提供360-2000 nm的连续照明。每个样品在~7.0 cm处测量反射探头尖端到样品表面的距离,以模拟生产条件。

188体育直播appOcean Insight Nirquest +光谱仪具有增强的光学台面设计,可实现高灵敏度性能,允许在900-2500的NIR波长下检测低限制。Nirquest +具有很大的热稳定性,可在实验室或线上使用,例如在传送带上,因为其更高的灵敏度允许用户捕获必要的光谱在较短的集成时间上。此外,在更长的波长下,如在太阳能电池板材料的评估中,nirquest +在低噪声水平下测量漫反射,导致在波长下的清洁光谱,其中不同的光谱特征可能难以捕获。

结果

反射测量显示出良好的稳定性,没有平均和车厢平滑。样品的反射光谱表明,反射值增加波长的函数相对所有五个样品,达到约2000纳米(图1)。同时,之间的差距最小反射和大多数反射样品在上下范围相对狭窄的波长范围,在1700纳米附近观察到最大的变化。

图1 - PV材料的反射率。jpg

图1所示。近红外镜面反射测量显示光谱差异的涂层玻璃样品评估使用光伏板。

涂层样品的反射率强度范围从低波长的~25%到高波长的80%。这些值是相对于镜面反射标准的响应,该标准在所有近红外波长上具有几乎“平坦”的反射率。

结论

随着光伏材料的开发人员寻求提高电池效率,需要方便的分析工具来评估玻璃涂层、掺杂剂和其他材料是巨大的。光学传感系统,如近红外光谱仪,可以配置为研究实验室和工艺线应用。

NIR光谱可用于确定相对于彼此涂覆的玻璃样品的镜面反射率和已知的反射标准。结果,可以使用海洋洞察光谱测定仪和附件推断样品涂层的太阳光捕获效率。188体育直播app

最近的太阳能应用海洋洞察光谱仪188体育直播app

以下是最近关于太阳能材料分析的一些开放获取的论文和引文,包括日益流行的钙钛矿太阳能电池:

Anaya, M., corria - baena, J.P., Lozano, G., Saliba, M., Anguita, P., Roose, B., Abate, A., Steiner, U., Grätzel, M., Calvo, m.e., Hagfeldt, A., Míguez, H. "CH的光学分析3.NH.3.SnxPb1-X.3.吸附剂:钙钛矿-钙钛矿串联太阳能电池的路线图”,材料化学学报, 2016, 4, 11214-11221

Cacovich, S., Divitini, G., Ireland, C., Matteocci, F., DiCarlo, A.和Ducati, C. "使用多元分析的钙钛矿太阳能电池元素映射:降解过程的洞察”,ChemSusChem2016年9月22日,第18期,第9卷。

Karin T.和Jain A. "太阳能组件玻璃上抗反射涂层的视觉表征,“2020 47thIEEE光伏专家会议,加入IEEE探索2021年1月5日(仅引用)

Karin,T.和Miller,D.,“光伏组件抗反射涂层的无损表征”,IEEE光伏学报,第11卷,问题:3,5月2021(仅限引文)

Merdasa, A., Rehermann, C., Hirselandt, K., Li, J., Maus, O., maies, F., Unold, T., Dagar, J., Munir, R. and Unger, E. "在此过程中的眼睛:形成'三阳离子'钙钛矿薄膜通过原位光学监测合理化“Research Square预印版,第1版,发布于2020年11月4日。

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可用选项

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