I ricercatori hanno raggiunto un nuovo record di efficienza nelle celle fotovoltaiche organiche. Il processo potrebbe migliorare la produzione di nuovi dispositivi per la raccolta di energia e l'illuminazione.

Il campo emergente dell'elettronica organica sta già alterando il modo in cui utilizziamo la tecnologia. Dai display a diodi emettitori di luce utilizzati nei televisori, computer e telefoni cellulari, ai pannelli che convertono la luce solare in elettricità, istituti di ricerca e aziende si stanno sempre più concentrando sulle potenzialità di queste applicazioni. Inserisci SmartLine e CORNET, i progetti finanziati dall'UE che affrontano il problema della produzione in questo settore.

Come spiegato in un comunicato stampa di Organic Electronic Technologies (OET), un team di ricerca e sviluppo supportato da SmartLine ha riportato un'efficienza del 7,4% per una "cella fotovoltaica organica (OPV) a giunzione singola stampata completamente Roll-to-Roll (R2R) a base di polimeri". La squadra di , uno dei partner di SmartLine, spera di raggiungere il 9% di efficienza nelle celle OPV entro il 2021. Citato nello stesso comunicato stampa, il CEO dell'azienda afferma che "il nuovo risultato supporta gli sforzi per la produzione di massa di pannelli OPV [di] fino a 1.000.000 m2 all'anno, mirando a vari progetti dimostrativi pilota nel 2021."

Flessibilità ed efficienza dei costi

Sebbene gli OPV non siano attualmente così efficienti nel generare elettricità come le celle solari a base di silicio, le loro prestazioni sono migliorate negli ultimi anni. Il fatto che possano essere realizzati rapidamente su sottili fogli di plastica utilizzando processi di stampa consolidati li rende attraenti grazie ai costi di produzione ridotti. È anche possibile attaccarli praticamente a qualsiasi superficie o oggetto per una fonte di energia già pronta. Perciò, l'implementazione degli OPV potrebbe essere estesa a prodotti di consumo esistenti e nuovi in ​​un'ampia gamma di settori. Questi includono "Energia, Illuminazione, Display e superfici, Circuiti elettronici, tutti i (bio)sensori, Indossabili, ICT [e] IoT, " secondo il comunicato stampa. Tuttavia, l'accettazione da parte del mercato dell'elettronica organica/di grandi aree (OLAE) è ritardata a causa di diverse sfide, come riassunto sul sito web del progetto SmartLine.

Alcuni di questi problemi includono un controllo insufficiente delle proprietà di materiali e dispositivi, bassa resa di processo, affidabilità limitata ed elevato consumo di risorse, aumento degli sprechi e costi elevati. Per affrontare questi problemi, SmartLine fornirà soluzioni pratiche per il settore per ottenere un miglioramento nella produzione di dispositivi OLAE. Il sito web del progetto spiega:"Svilupperà soluzioni metrologiche e di controllo in linea sofisticate e non distruttive per la stampa R2R e i processi OVPD [deposizione in fase vapore organica] per la misurazione tracciabile delle proprietà e della qualità di nanostrati e dispositivi altamente integrati durante la loro fabbricazione».

SmartLine (metrologia e controllo in linea intelligenti per aumentare la resa e la qualità della produzione ad alto volume di elettronica organica) digitalizzerà e trasformerà i processi di produzione anche in altri settori come i film sottili (ad es. rivestimenti antimicrobici e decorativi, barriere), settore automobilistico, trasporto, spazio e salute.

Mettere in comune le risorse

Grazie al loro promettente futuro, L'ottimizzazione degli OLAE è affrontata anche da CORNET (Modellazione e caratterizzazione multiscala per ottimizzare i processi di produzione di materiali e dispositivi di elettronica organica). Mira a sviluppare un "ambiente unico per l'innovazione aperta dell'UE (OIE) che copra il triangolo della produzione, Modellazione e Sperimentazione, " secondo il sito web del progetto CORNET. Per raggiungere questo obiettivo, il progetto svilupperà una piattaforma OIE sostenibile e un database OIE.

CORNET collegherà le caratteristiche della nanostruttura con la funzionalità macroscopica attraverso la caratterizzazione e la modellazione multiscala (da nano a macro). Di conseguenza, sarà possibile produrre dispositivi e sistemi OLAE su misura per la dimostrazione in applicazioni industriali come l'automotive e le serre.