Technologický prielom pre lacnejšie osvetlenie a flexibilné solárne články

Flexible OLED light sources on transparent electrodes

Flexibilné OLED svetelné zdroje na transparentných elektródach vyvinuté v rámci projektu TREASORES. Tieto OLED svietidlá boli vyrobené vo Fraunhoferovom ústave pomocou rolovacieho procesu.

Po viac ako troch rokoch prác sa európskym vedcom konečne podarilo pripraviť budúcu technológiu osvetlenia pre trh.  Vyvinuli flexibilné svetelné fólie, ktoré môžu byť vyrábané podobným spôsobom ako tlačenie novín. Tieto zariadenia vydláždia cestu k lacnejším solárnym článkom a LED svetelným panelom. Projekt s názvom TREASORES viedol vedec Frank Nüesch a skombinoval know-how deviatich podnikov a šiestich výskumných ústavov z piatich európskych krajín.

Projekt TREASORES sa začal v novembru 2012 s cieľom vyvinúť technológie, ktoré výrazne znížia výrobné náklady organických elektronických zariadení, ako sú solárne články a LED svetelné panely. 9 miliónov eur získal projekt od Európskej komisie a ďalších 6 miliónov eur od partnerov. Projekt odvtedy podal sedem žiadostí o patent, tucet recenzovaných publikácií a poskytuje aj vstupy pre normy medzinárodných organizácií.

Nové transparentné elektródy a beriérové materiály

Čo je ale najdôležitejšie, tento projekt vyvinul a zvýšil výrobné procesy pre niekoľko nových transparentných elektród a bariérových materiálov, na použitie v budúcej generácie flexibilnej optoelektroniky. Tri z týchto pružných elektródových substrátov, ktoré využívajú uhlíkové nanotrubice, tenké kovové  alebo strieborné vlákna, sa už vyrábajú komerčne alebo sa očakáva že sa začnú od tohto roka.

Nové elektródy boli testované s niekoľkými typmi optoelektronických zariadení, pričom sa použil viac ako 100 metrov dlhý val a zistilo sa že sú vhodné pre novú generáciu svetelných zariadení a solárnych článkov. Rolka z LED svetelných zdrojov a s logom projektu bola vytvorená pomocou rolovacej techniky vo Fraunhoferovom ústave pre organickú elektroniku, elektrónový lúč a plazmové technológie. Tenká strieborná elektróda bola vyvinutá v rámci projektu Rowo Coating GmbH.

Flexible fabric electrodes produced in a roll-to-roll process

Pružný materiál elektródy bol vyrobený rolovacím procesom a obsahuje kovové drôty. To má za následok vznik priehľadnej a flexibilnej elektródy s veľmi nízkym elektrickým odporom a vysokým celkovým optickým prenosom skrz viditeľné a blízke infračervené spektrum.

Flexibilné svetelné zdroje pre lacné a pekné osvetlenie

Tieto techniky spracovania sľubujú v budúcnosti oveľa lacnejšie svetelné zdroje a solárne články, ale vyžadujú si flexibilné a transparentné elektródy a vodu nepriepustné bariéry, ktoré tiež boli vyvinuté v rámci projektu TREASORES.

Elektródy z projektu sú technicky prinajmenšom rovnako dobré ako tie, ktoré sa v súčasnej dobe používajú, ale budú lacnejšie na výrobu a nespoliehajú sa na dovoz india. Tomasz Iwanski z Fraunhoferovho ústavu uviedol, že vďaka novým elektródam bol OLED svetelný zdroj veľmi homogénny cez rozsiahlu oblasť a dosiahol účinnosť 25 lúmenov na watt. Je to rovnako dobré ako oveľa pomalšia metóda výrobného procesu list za listom pre rovnaké zariadenia.

V priebehu projektu boli vyvinuté aj nové skúšobné metódy, aby sa ubezpečili, že elektródy neustále pracujú po tom, čo boli opakovane ohýbané.

Špeciálna fólia chráni pred kyslíkom

Ďalším výstupom projektu bol vývoj, testovanie a produkcia nových prístupov k transparentným bariérovým fóliám (plastové vrstvy, ktoré bránia kyslíku a vodnej pare, aby sa dostali na citlivé organické zariadenia). Boli vyrobené vysoko účinné a lacné bariéry a očakáva sa, že švajčiarska spoločnosť Amcor Flexibles Kreuzlingen, príjme túto technológiu po jej ďalšom vývoji.

Tieto vysoko výkonné bariéry sú potrebné na dosiahnutie dlhej životnosti zariadenia, ktoré sú nevyhnutné pre obchodný úspech. Solárne články sú iba ekonomicky alebo ekologicky hodnotné vtedy, ak ich účinnosť a životnosť sú dosť vysoké. Tým že projekt kombinuje výrobu bariér s elektródami  ukázal, že výrobné náklady môžu byť ďalej znižované a zariadenie tenšie a pružnejšie.

Hlavnou výzvou, ktorou musel projekt čeliť bolo, aby bariéra a elektródové fólie boli extrémne ploché, hladké a čisté. Optoelektronické prístroje majú aktívne vrstvy len niekoľko sto nanometrov tenké a dokonca aj malé nepravidelnosti povrchu alebo neviditeľné drobné prachové častice, môžu zničiť výnos zariadení alebo viesť k nerovnomernému osvetleniu a krátkej životnosti.

Celý článok si môžete prečítať tu: Technological breakthrough for cheaper lighting and flexible solar cells


Zdroj: nanowerk.com,

Leave a Comment