Hochdurchsatz-Roll-to-Roll-Forschung für hochleistungsfähige organische Roll-to-Roll-Fertigung

und Perowskit-PV-Module

Sprecher: Doojin Vak | Unternehmen: CSIRO Manufacturing | Datum: 14 - 15 Dez 2022 | Vollständige Präsentation

Die organische Photovoltaik (OPV) und die organisch-anorganische Hybrid-Perowskit-Photovoltaik (PePV) sind vielversprechende PV-Technologien, die im industriellen Rolle-zu-Rolle-Druckverfahren (R2R) hergestellt werden können, einem weit verbreiteten Massenproduktionsverfahren für kostengünstige Produkte. Diese aufstrebenden PV-Technologien haben spannende Fortschritte auf dem Weg zu kommerziellen Anwendungen gemacht, und die Wirkungsgrade der Laborzellen (19,2 % für OPV und 25,7 % für PePV) sind bereits hoch genug, um auf dem PV-Markt Fuß zu fassen. Allerdings liegt der Wirkungsgrad von R2R-produzierten PV-Zellen immer noch hinter dem Wirkungsgrad von Champion-Laborzellen zurück. Dies ist darauf zurückzuführen, dass die für Forschungszwecke entwickelten Materialien, Prozesse und Gerätekonfigurationen nicht ohne Weiteres auf den R2R-Druck übertragbar sind, wobei erhebliche Material- und Prozessoptimierungen erforderlich sind, um eine Kompatibilität mit skalierbaren R2R-Prozessen zu erreichen. Der zeitaufwändige Optimierungsprozess hat die Umsetzung dieser Technologien in den Markt verzögert, so dass eine neue, revolutionäre Forschungsmethode erforderlich wurde.

Hier stellen wir eine automatisierte R2R-Forschungsplattform vor, die den Fortschritt von R2R-gefertigten Solarzellentechnologien beschleunigen soll. Es wurde eine maßgeschneiderte R2R-Beschichtungsanlage entwickelt, um die Formulierungen und Herstellungsparameter zu optimieren, einschließlich der Ablagerungsbedingungen, der Beschichtungsgeschwindigkeit und der Ausheiztemperatur. Es wurde eine In-situ-Formulierungstechnik eingeführt, mit der über 10.000 einzelne Zellen pro Tag im unbemannten Betrieb hergestellt werden können, und es wurde eine automatisierte R2R-PV-Messeinheit entwickelt, mit der diese Anzahl von Zellen an einem einzigen Tag getestet werden kann. Dieser innovative Ansatz ermöglichte den raschen Fortschritt von R2R-gefertigten Solarzellen, was zu vakuumfreien R2R-gefertigten PePV- und OPV-Geräten führte, die PCEs von 17 % bzw. 10 % erreichten, was beides Rekord-PCEs in ihrer Klasse sind, und das bei einer immer noch schnell verbesserten Technologie. Die optimierten Parameter wurden auch auf die R2R-Fertigung von großflächigen Modulen übertragen. Die jüngsten Fortschritte beim Upscaling werden ebenfalls vorgestellt.

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Flexible Elektronik für HealthTech

Sprecher: Simon Johnson | Unternehmen: CPI | Datum: 2-Dez-22 | Vollständige Präsentation

Der HealthTech-Markt ist ein schnell expandierender Bereich, in dem ein breites Spektrum neuer Anwendungen und Technologien entwickelt wird. Von der persönlichen Diagnostik bis hin zu Point-of-Care-Behandlungen ist ein wichtiges Ziel bei der Entwicklung neuer HealthTech-Produkte die Akzeptanz und Nutzung durch die Patienten, was nicht immer den Zielen der Produkthersteller entspricht. Einer der Schlüsselfaktoren für die Benutzerakzeptanz ist die Benutzerfreundlichkeit der Produkte, die stark von ihrem Formfaktor beeinflusst wird. Die flexible Elektronik bietet ein neues Paradigma für das Design elektronischer Produkte, das bei HealthTech-Produkten optimal genutzt werden kann. Unauffällige Wearables, intelligente Kleidungsstücke und intelligente Pflaster beginnen, sich auf dem Markt durchzusetzen, da die neuen Technologien, die dahinter stehen, angenommen werden und zum Mainstream werden. In diesem Vortrag werden die Technologien der flexiblen Elektronik erörtert, die für HealthTech-Produkte genutzt werden können, und es werden Beispiele aus der Praxis vorgestellt, die zur Verbesserung der Gesundheitsergebnisse von Patienten beitragen.

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Dehnbare piezoresistive Garne für die Dehnungsmessung in Systemen mit hoher Verformung

Sprecher: Paul Fowler | Unternehmen: MesoMat | Datum: 2-Dez-22 | Vollständige Präsentation

MesoMat hat Garne auf Kunststoffbasis entwickelt, die in der Lage sind, Strom zu leiten, selbst wenn sie wie ein Gummiband gedehnt werden. Dieses Material, das aus vielen Polymerfilamenten besteht, die jeweils mit leitfähigen Nanopartikeln beschichtet und zu einem Garn gebündelt sind, ist piezoresistiv, d. h., wenn es gedehnt oder gestaucht wird, ändert sich seine elektrische Leitfähigkeit. Daher bieten diese Fäden eine einfache Methode zur Erfassung von Dehnungen, die zahlreiche Vorteile gegenüber herkömmlichen Messverfahren bietet. Während die meisten handelsüblichen Dehnungsmessstreifen Dehnungen in der Größenordnung von höchstens 1 % messen können, sind diese Fäden in der Lage, Dehnungen von bis zu 20 % zu messen, wodurch sie sich ideal für Umgebungen mit hohen Verformungen wie den menschlichen Körper eignen. Zweitens sind diese Fäden im Gegensatz zu herkömmlichen Punktsensoren, die Rückmeldungen an bestimmten Stellen liefern, globale Sensoren, die Dehnungen überall auf ihrer Länge erfassen.

Sensorfäden werden mit Elektronik und Software kombiniert, um eine vollständige Plattform zu schaffen, die zur Leistungsmessung, zur Optimierung der Fertigung oder zur Erkennung von Fehlern in Materialien mit hohen Dehnungen eingesetzt werden kann, die sonst nur schwer zu erfassen sind, wie z. B. Verbundwerkstoffe, Kunststoffe, Gummi und Textilien. Die Anwendungsbeispiele reichen von der Überwachung weit verbreiteter Industrie- und Automobilkomponenten bis hin zu Sensoren in Kleidungsstücken und Wearables.

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