Onderzoekers hebben een nieuw efficiëntierecord bereikt in organische fotovoltaïsche cellen. Het proces zou de productie van nieuwe apparaten voor het oogsten van energie en verlichting kunnen verbeteren.

Het opkomende gebied van organische elektronica verandert al de manier waarop we technologie gebruiken. Van lichtemitterende diodes die in televisies worden gebruikt, computers en mobiele telefoons, tot panelen die zonlicht omzetten in elektriciteit, onderzoeksinstellingen en bedrijven richten zich steeds meer op het potentieel van deze toepassingen. Voer SmartLine en CORNET in, de door de EU gefinancierde projecten die de productieproblematiek in deze sector aanpakken.

Zoals uitgelegd in een persbericht van Organic Electronic Technologies (OET), een door SmartLine ondersteund onderzoeks- en ontwikkelingsteam heeft een efficiëntie van 7,4 procent gerapporteerd voor een "volledig Roll-to-Roll (R2R) bedrukte, op polymeer gebaseerde single-junction organische fotovoltaïsche (OPV) cel." Het team van , een van de partners in SmartLine, hoopt tegen 2021 9 procent efficiëntie in OPV-cellen te bereiken. Geciteerd in hetzelfde persbericht, de CEO van het bedrijf zegt dat het "nieuwe resultaat de inspanningen ondersteunt voor de massaproductie van OPV-panelen [van] tot 1.000.000 m2 per jaar, gericht op verschillende proefdemonstratieprojecten in 2021."

Flexibiliteit en kostenefficiëntie

Hoewel OPV's momenteel niet zo efficiënt zijn in het opwekken van elektriciteit als zonnecellen op basis van silicium, hun prestaties zijn de afgelopen jaren verbeterd. Het feit dat ze snel kunnen worden gemaakt op dunne plastic vellen met behulp van gevestigde drukprocessen, maakt ze aantrekkelijk vanwege de lagere productiekosten. Het is ook mogelijk om ze op vrijwel elk oppervlak of object te plakken voor een kant-en-klare krachtbron. Daarom, de implementatie van OPV's zou kunnen worden uitgebreid naar bestaande en nieuwe consumentenproducten op een groot aantal gebieden. Deze omvatten "Energie, Verlichting, Displays en oppervlakken, elektronische schakelingen, alle (Bio) Sensoren, wearables, ICT [en] IoT, volgens het persbericht. Echter, de marktacceptatie van organische/grote elektronica (OLAE's) is vertraagd vanwege verschillende uitdagingen, zoals samengevat op de SmartLine-projectwebsite.

Sommige van deze problemen zijn onder meer onvoldoende controle over de eigenschappen van materialen en apparaten, lage procesopbrengst, beperkte betrouwbaarheid en hoog verbruik van middelen, meer afval en hoge kosten. Om deze problemen aan te pakken, SmartLine zal praktische industriële oplossingen bieden om een ​​verbetering in de productie van OLAE-apparaten te bereiken. De projectwebsite legt uit:"Het zal geavanceerde, niet-destructieve en robuuste in-line metrologie- en controleoplossingen ontwikkelen voor R2R-printen en OVPD [organische dampfase-afzetting]-processen voor traceerbare meting van eigenschappen en kwaliteit van sterk geïntegreerde nanolagen en apparaten tijdens hun fabricage."

SmartLine (Smart in-line metrologie en controle voor het verhogen van de opbrengst en kwaliteit van grootschalige productie van organische elektronica) zal de productieprocessen ook in andere industrieën digitaliseren en transformeren, zoals dunne films (bijv. functionele films, antimicrobiële en decoratieve coatings, belemmeringen), auto, vervoer, ruimte en gezondheid.

Middelen bundelen

Dankzij hun veelbelovende toekomst, De optimalisatie van OLAE's wordt ook aangepakt door CORNET (Multischaalmodellering en karakterisering om de productieprocessen van materialen en apparaten van organische elektronica te optimaliseren). Het heeft tot doel een "unieke EU Open Innovation Environment (OIE) te ontwikkelen die de driehoek van productie, Modelleren en experimenteren, " volgens de CORNET-projectwebsite. Om dit te bereiken, het project zal een duurzaam OIE-platform en OIE-database ontwikkelen.

CORNET zal nanostructuurkenmerken koppelen aan macroscopische functionaliteit door middel van multischaal (nano naar macro) karakterisering en modellering. Als resultaat, het zal mogelijk zijn om op maat gemaakte OLAE-apparaten en -systemen te produceren voor demonstratie in industriële toepassingen zoals auto's en kassen.