Forskare har uppnått ett nytt effektivitetsrekord i organiska solceller. Processen kan förbättra produktionen av nya enheter för energihämtning och belysning.

Det växande området för organisk elektronik förändrar redan hur vi använder teknik. Från ljusdioder som används i tv -apparater, datorer och mobiltelefoner, till paneler som omvandlar solljus till elektricitet, forskningsinstitut och företag fokuserar alltmer på potentialen i dessa applikationer. Ange SmartLine och CORNET, de EU-finansierade projekten som tar itu med frågan om tillverkning inom denna sektor.

Som förklaras i ett pressmeddelande från Organic Electronic Technologies (OET), ett forsknings- och utvecklingsteam som stöds av SmartLine har rapporterat en effektivitet på 7,4 procent för en "helt Roll-to-Roll (R2R) -tryckt polymerbaserad enkelkorsning Organic Photovoltaic (OPV) cell." Teamet i ΟΕΤ, en av partnerna i SmartLine, hoppas kunna uppnå 9 procents effektivitet i OPV -celler till 2021. Citerat i samma pressmeddelande, företagets VD säger att det "nya resultatet stöder ansträngningar för OPV -paneler massproduktion [upp till] 1 000 000 m2 årligen, riktade mot olika pilotdemonstrationsprojekt 2021. "

Flexibilitet och kostnadseffektivitet

Även om OPV för närvarande inte är lika effektiva för att generera el som kiselbaserade solceller, deras prestanda har förbättrats under de senaste åren. Det faktum att de kan göras snabbt på tunna plastark med hjälp av etablerade tryckprocesser gör dem attraktiva på grund av minskade tillverkningskostnader. Det är också möjligt att fästa dem på praktiskt taget vilken yta som helst för en färdig kraftkälla. Därför, genomförandet av OPV skulle kunna utökas till befintliga och nya konsumentprodukter inom ett brett spektrum av områden. Dessa inkluderar "energi, Belysning, Skärmar och ytor, Elektroniska kretsar, alla (Bio) sensorer, Användbara, IKT [och] IoT, "enligt pressmeddelandet. Men marknadsacceptansen för organisk/stort område elektronik (OLAE) försenas på grund av flera utmaningar, som sammanfattas på SmartLine -projektets webbplats.

Några av dessa problem inkluderar otillräcklig kontroll av egenskaperna hos material och enheter, lågt processutbyte, begränsad tillförlitlighet och hög resursförbrukning, ökat avfall och höga kostnader. För att ta itu med dessa frågor, SmartLine kommer att tillhandahålla praktiska industrilösningar för att uppnå en förbättring i produktionen av OLAE -enheter. Projektwebbplatsen förklarar:"Det kommer att utveckla sofistikerade icke-destruktiva och robusta in-line metrologi- och kontrollösningar för R2R-utskrift och OVPD [organisk ångfasdeponering] -processer för spårbara mätningar av egenskaper och kvalitet på mycket integrerade nanoskikt och enheter under deras tillverkning. "

SmartLine (Smart in-line metrologi och kontroll för att öka utbytet och kvaliteten på högvolymstillverkning av organisk elektronik) kommer att digitalisera och omvandla tillverkningsprocesserna även i andra branscher som tunna filmer (t.ex. funktionella filmer, antimikrobiella och dekorativa beläggningar, hinder), bil, transport, utrymme och hälsa.

Samla resurser

Tack vare deras lovande framtid, OLAE:s optimering behandlas också av CORNET (Multiscale modellering och karakterisering för att optimera tillverkningsprocesserna för material och enheter från organisk elektronik). Det syftar till att utveckla en "unik EU Open Innovation Environment (OIE) som täcker tillverkningstriangeln, Modellering och experiment, "enligt CORNET -projektets webbplats. För att uppnå detta, projektet kommer att utveckla en hållbar OIE -plattform och OIE -databas.

CORNET kommer att länka nanostrukturfunktioner med makroskopisk funktionalitet genom multiskala (nano till makro) karakterisering och modellering. Som ett resultat, det kommer att vara möjligt att producera skräddarsydda OLAE -enheter och system för demonstration i industriella applikationer som bilar och växthus.