欧洲科学家在历时三年多的研究之后,终于研发出了可市场化的未来照明技术。他们开发了柔性照明箔片,可以像报纸一样卷对卷式生产。这类器件开辟了太阳能电池及LED照明面板廉价化之路。这项被称为TREASORES的研究项目是由瑞士联邦材料科学与技术实验室(Empa)专家Nüesch、结合来自九家企业的技术以及来自五个欧洲国家的六个研究机构共同携手完成。
在2012年11月,TREASORES项目(有机光电设备的透电极的批量生产)启动了旨在降低有机电子设备的生产成本的技术。在欧盟组织赞助900万欧元,项目合作伙伴赞助600万欧元的支持下,项目组已经申请了7项应用专利,收到了12篇同行评审的研究报道。
新型透明电极及屏蔽材料
更重要的是,项目组开发并且扩大生产了几种新型透明电极和屏蔽材料,可以应用于下一代光电学领域。这种柔性电极的三种基质——碳纳米管、金属纤维或银薄片或于今年商业化生产。这种新型电极已经用几种不同的光学设备检测过,使用了总长度超过100米的滚卷,是下一代光源和太阳能电池的不二选择。在Fraunhofer FEP研究所,带有该项目标志的OLED光源卷已经在银薄片上采用卷对卷技术制成。
廉价及优化的柔性光源
这种处理技术能够使得光源和太阳能电池在未来更加廉价,但需要柔性透明电极及隔水材料——这些已经由TREASORES项目组制备得到。他们制得的电极技术上已经至少与时下ITO制得的电极性能水平一样,但是生产价格更低,并且不需要依赖铟元素。来自Fraunhofer FEP研究所的Wanski说:“由于新电极的引入,光源在很大范围内是均质的,可以达到每瓦25流明的效率,与同等设备的片对片生产流程达到的效果是一样的,但后者速度却慢很多。在项目进程中,英国国家物理实验室开发新的检测技术,确保电极在反复弯曲后仍能保持性能——这种技术或许将在该领域中成为行业标准。
特殊抗氧化箔
项目进一步的研究成果将着眼于探索新的方法来发展、检测、扩大生产透明屏蔽箔(防止氧气和水蒸气接触到有机电子设备的塑料薄层)。高性能低成本的屏蔽层已经能够生产,预计瑞士Amcor Flexibles Kreuzlingen公司将采用这一技术进行深入开发。这种屏蔽层能够有效延长电子设备的寿命,从促成商业成功角度来说是极必要的,这点已通过寿命周期分析证实。如果太阳能电池的效率足够高和寿命足够长,则能够称之其有经济效益和生态效益。
项目的主要挑战在于需要把屏蔽层和电极箔制备得平整、光滑、以及纯净。光电子设备的活性层只有几百纳米(比人类头发宽度的百分之一还少),即便是很细微的表面不规则或者肉眼不可见的尘埃微粒都能够使其产生不均匀的光,甚至缩短寿命。
来自五个国家的十五个合作伙伴的技术
TREASORES项目联合了来自五个国家的九个企业和六个研究机构共同参与研究,以瑞士材料科学与工程联邦实验室的Nüesch为首。 Nüesch说:“我非常期待在2016年看到首个采用项目组的成果材料制得的产品。”英国Eight19公司的首席技术总监Niggemann 说:“TREASORES项目对于Eight19来说是一个巨大的成功。它使得Eight19公司在技术发展和生产上,迈出了有机光电伏商业化推进的关键一步。
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