Om flexibele zonnecellen of oled’s te beschermen worden ze afgedekt met een vochtbarrière. Die moet effectief vocht weren, maar een hoge productiesnelheid is ook belangrijk om de techniek commercieel in te zetten. Het onderzoek naar grootschalige productie van functionele folies is onderdeel van het FOM Industrial Partnership Programme tussen Fujifilm Research en energie-instituut Differ en wordt ondersteund door het Europese project Life+.
De gecombineerde laag die de partners produceren heeft vergelijkbare barrière-eigenschappen als bestaande commerciële coatings, maar is potentieel sneller aan te brengen. Het resultaat komt uit de synergie tussen de twee depositiemethoden. Plasma-expert Hindrik de Vries van Differ en Fujifilm ontwikkelt in zijn onderzoeksgroep een atmosferische roll-to-roll plasmadepositietechniek (geladen gas) die een 50 nanometer dunne silicalaag neerlegt. Plasma- en materiaaldeskundige Adriana Creatore van TU/e legt daar enkele nanometers aluminiumoxide bovenop met atoomlaagdepositie. Medeonderzoeker Sergey Starostine (plasmafysicus, Differ): "De twee lagen die we aanbrengen zijn samen een duizend keer betere vochtbarrière dan ieder voor zich. Daardoor kan die gecombineerde laag veel dunner zijn en halen we een tientallen malen hogere productiesnelheid."
De silicalaag is een van de essentiële elementen in de gecombineerde vochtbarrière. De lagen worden aangebracht op een ondergrond van ruwe folie, waarop vooral de laag aluminiumoxide maar moeilijk aangroeit. Het silica is juist glad, met hoogteverschillen van maar vijf nanometer. Dat zorgt voor een stabiele ondergrond voor de ultra-dunne laag aluminiumoxide, die op zijn beurt weer microporiën in het silica afsluit. Direct werken op de polymere ondergrond zou tot tien keer meer processtappen vragen, wat niet past bij de snelheid van het commerciële productieproces waar de onderzoekers op in willen haken. Hindrik de Vries over het belang van de gecombineerde vochtbarrière: "Door deze combinatie van technieken kunnen we werken met een veel snellere plasmadepositie en veel minder cycli van atoomlaagdepositie." Dat maakt de productie van zonnecellen goedkoper.
Organische en hybride flexibele zonnecellen zijn een ideale tool voor duurzame bouwers omdat ze kunnen worden geïntegreerd in de constructie, naast de traditionele zonnepanelen op het dak. Grootschalige inzet wacht onder andere op een goede beschermlaag voor de zonnecellen. Die wordt commercieel interessant als de productiesnelheid omhoog kan en daarmee de productiekosten omlaag.
De kwaliteit en de productiesnelheid van de vochtwerende laag in dit onderzoek zijn al op commercieel niveau. Toch staat er nog vervolgonderzoek op de rol. De experimenten zijn uitgevoerd met atoomlaagdepositie in vacuüm; er zijn ook ontwikkelingen om roll-to-roll atoomlaagdepositie uit te voeren bij atmosferische druk. De Vries en Creatore: "We gaan nu onderzoeken hoe de synergie tussen de twee soorten lagen werkt. Als we daar beter zicht op krijgen, kunnen we de vochtbarrière nog effectiever maken – of dunner – en dus sneller en goedkoper te produceren."
Megaohmmeters op batterijen. Het aanbod werkplaatsuitrusting van TME omvat onder meer professionele apparaten van Fluke.…
De HCX oliepeilglazen van Elesa+Ganter bieden een geavanceerde oplossing voor industrieel onderhoud en productie. Deze…
Een kleinschalig en compact apparaat, Fuze, gebouwd door de Amerikaanse startup Zap Energy heeft plasma…
Al 15 jaar is het Festo Bionic Learning Network gefascineerd door vliegen. Het team heeft…
Kwantummechanische verschijnselen zoals radioactief verval, of algemener: ‘tunnelen’, vertonen intrigerende wiskundige patronen. Twee onderzoekers aan…
Een nieuwe ultragevoelige glasvezelsensor kan deeltjes met een diameter tot 50 nanometer detecteren. In de…