Trykt solcellesæt til at transformere elektronikfremstilling

Forskere har opnået en ny effektivitetsrekord i organiske solcelleceller. Processen kunne forbedre produktionen af ​​nye enheder til energihøst og belysning.

Det nye område af organisk elektronik ændrer allerede den måde, vi bruger teknologi på. Fra lysdiodeskærme, der bruges i fjernsyn, computere og mobiltelefoner, til paneler, der omdanner sollys til elektricitet, forskningsinstitutter og virksomheder fokuserer i stigende grad på potentialet i disse applikationer. Indtast SmartLine og CORNET, de EU-finansierede projekter, der håndterer spørgsmålet om fremstilling i denne sektor.

Som forklaret i en pressemeddelelse fra Organic Electronic Technologies (OET), et forsknings- og udviklingshold støttet af SmartLine har rapporteret en effektivitet på 7,4 procent for en "fuldt Roll-to-Roll (R2R) printet polymer-baseret single junction Organic Photovoltaic (OPV) celle." Teamet af ΟΕΤ, en af ​​partnerne i SmartLine, håber at opnå 9 procent effektivitet i OPV-celler i 2021. Citeret i samme pressemeddelelse, virksomhedens administrerende direktør siger, at "det nye resultat understøtter indsatsen for OPV-panelers masseproduktion [på] op til 1.000.000 m2 årligt, rettet mod forskellige pilotdemonstrationsprojekter i 2021."

Fleksibilitet og omkostningseffektivitet

Selvom OPV'er i øjeblikket ikke er så effektive til at generere elektricitet som siliciumbaserede solceller, deres præstationer er forbedret i de seneste år. Det faktum, at de kan fremstilles hurtigt på tynde plastikplader ved hjælp af etablerede trykprocesser, gør dem attraktive på grund af reducerede fremstillingsomkostninger. Det er også muligt at klæbe dem til stort set enhver overflade eller genstand for en færdiglavet strømkilde. Derfor, implementeringen af ​​OPV'er kunne udvides til eksisterende og nye forbrugerprodukter på en lang række områder. Disse omfatter "energi, Belysning, Skærme og overflader, Elektroniske kredsløb, alle (bio)sensorer, wearables, IKT [og] IoT, " ifølge pressemeddelelsen. markedsaccepten af ​​organisk/stort områdeelektronik (OLAE) er forsinket på grund af flere udfordringer, som opsummeret på SmartLine-projektets hjemmeside.

Nogle af disse problemer omfatter utilstrækkelig kontrol med materialers og anordningers egenskaber, lavt procesudbytte, begrænset pålidelighed og højt ressourceforbrug, øget spild og høje omkostninger. For at løse disse problemer, SmartLine vil levere praktiske industriløsninger for at opnå en forbedring i produktionen af ​​OLAE-enheder. Projektets hjemmeside forklarer:"Det vil udvikle sofistikerede ikke-destruktive og robuste in-line metrologi- og kontrolløsninger til R2R-udskrivning og OVPD-processer [organisk dampfasedeposition] til sporbar måling af egenskaber og kvalitet af højt integrerede nano-lag og enheder under deres fremstilling."

SmartLine (Smart in-line metrologi og kontrol til at øge udbyttet og kvaliteten af ​​højvolumen fremstilling af organisk elektronik) vil digitalisere og transformere fremstillingsprocesserne også i andre industrier såsom tynde film (f.eks. funktionelle film, antimikrobielle og dekorationsbelægninger, barrierer), bilindustrien, transportere, plads og sundhed.

Samling af ressourcer

Takket være deres lovende fremtid, OLAEs optimering behandles også af CORNET (Multiscale modellering og karakterisering for at optimere fremstillingsprocesserne for organiske elektroniske materialer og enheder). Det har til formål at udvikle et "unik EU Open Innovation Environment (OIE), der dækker trekanten af ​​fremstilling, Modellering og eksperimentering, " ifølge CORNET-projektets hjemmeside. For at opnå dette, projektet vil udvikle en bæredygtig OIE-platform og OIE-database.

CORNET vil forbinde nanostrukturfunktioner med makroskopisk funktionalitet gennem multiskala (nano til makro) karakterisering og modellering. Som resultat, det vil være muligt at producere skræddersyede OLAE-enheder og -systemer til demonstration i industrielle applikationer såsom biler og drivhuse.