Fuentes de luz OLED flexibles sobre electrodos transparentes desarrolladas dentro de TREASORES. Estos OLED fueron fabricados por Fraunhofer FEP mediante un proceso de rollo a rollo. Crédito:Fraunhofer FEP
En noviembre de 2012, El proyecto TREASORES (Electrodos transparentes para la producción a gran escala de dispositivos optoelectrónicos orgánicos en grandes áreas) comenzó con el objetivo de desarrollar tecnologías para reducir drásticamente los costos de producción de dispositivos electrónicos orgánicos como las células solares y los paneles de iluminación LED. Financiado con 9 millones de euros de la Comisión Europea y 6 millones de euros adicionales de los socios del proyecto, desde entonces, el proyecto ha generado siete solicitudes de patente, una docena de publicaciones revisadas por pares y aportó contribuciones a las organizaciones internacionales de normalización.
Más importante, El proyecto ha desarrollado y ampliado los procesos de producción de varios nuevos materiales de barrera y electrodos transparentes para su uso en la próxima generación de optoelectrónica flexible. Tres de estos electrodos sobre sustratos flexibles que utilizan nanotubos de carbono, ya se están produciendo comercialmente fibras metálicas o plata fina, o se espera que sea así a partir de este año. Los nuevos electrodos han sido probados con varios tipos de dispositivos optoelectrónicos utilizando rollos de más de 100 metros de longitud, y resultó ser especialmente adecuado para fuentes de luz y células solares de próxima generación. El rollo de fuentes de luz OLED con el logotipo del proyecto se realizó utilizando técnicas de rollo a rollo en el Instituto Fraunhofer de Electrónica Orgánica, Tecnología de haz de electrones y plasma (Fraunhofer FEP) en un electrodo de plata delgado desarrollado dentro del proyecto por Rowo Coating GmbH. Estas técnicas de procesamiento prometen hacer que las fuentes de luz y las células solares sean mucho más baratas en el futuro. pero requieren electrodos flexibles y transparentes y barreras impermeables al agua, que también han sido desarrolladas por el proyecto TREASORES. Los electrodos del proyecto son técnicamente al menos tan buenos como los que se utilizan actualmente (hechos de óxido de indio y estaño, ITO), pero será más barato de fabricar y no dependerá de la importación de indio. Tomasz Wanski de Fraunhofer FEP dijo que debido a los nuevos electrodos, la fuente de luz OLED era muy homogénea en un área grande, logrando una eficiencia de 25 lúmenes por vatio, tan buena como el proceso de producción de hoja a hoja mucho más lento para dispositivos equivalentes. En el transcurso del proyecto, El Laboratorio Nacional de Física del Reino Unido desarrolló nuevos métodos de prueba para asegurarse de que los electrodos seguirían funcionando después de doblarse repetidamente, una prueba que puede convertirse en un estándar en el campo.
Otro resultado del proyecto ha sido el desarrollo, Prueba y ampliación de la producción de nuevos enfoques para láminas de barrera transparentes (capas de plástico que evitan que el oxígeno y el vapor de agua lleguen a los dispositivos electrónicos orgánicos sensibles). Se produjeron barreras de alto rendimiento y bajo costo y se espera que la empresa suiza Amcor Flexibles Kreuzlingen adopte esta tecnología después de un mayor desarrollo. Estas barreras de alto rendimiento son esenciales para lograr la larga vida útil del dispositivo que es necesaria para el éxito comercial, como lo confirma un análisis del ciclo de vida (LCA) completado durante el proyecto. Las células solares solo son rentables económica o ecológicamente si tanto su eficiencia como su vida útil son lo suficientemente altas. Combinando la producción de barreras con electrodos (en lugar de utilizar dos sustratos plásticos separados), El proyecto ha demostrado que los costes de producción pueden reducirse aún más y los dispositivos pueden hacerse más delgados y flexibles.
Los electrodos de tela flexible se produjeron en un proceso de rollo a rollo mediante alambres metálicos tejidos incorporados. Esto da como resultado un electrodo transparente y flexible con una resistividad eléctrica muy baja y una alta transmisión óptica total en todo el espectro visible e infrarrojo cercano. Crédito:Sefar AG
El principal desafío al que se enfrentó el proyecto fue hacer que la barrera y las láminas de los electrodos fueran extremadamente planas, liso y limpio. Los dispositivos optoelectrónicos tienen capas activas de solo unos pocos cientos de nanómetros (menos del uno por ciento del ancho de un cabello humano), e incluso pequeñas irregularidades en la superficie o partículas de polvo invisiblemente diminutas pueden arruinar el rendimiento del dispositivo o provocar una iluminación desigual y una vida útil corta.
El proyecto TREASORES unió a nueve empresas con seis institutos de investigación de cinco países y fue dirigido por Frank Nüesch de los Laboratorios Federales Suizos de Ciencia y Tecnología de Materiales (Empa). "Tengo muchas ganas de ver los primeros productos comerciales fabricados con materiales del proyecto en 2016", dice Nüesch.
Michael Niggemann, El director de tecnología de Eight19 Ltd en el Reino Unido dijo:"El proyecto TREASORES fue un éxito para Eight19, ya que hizo una contribución significativa a la reducción del costo de fabricación de las células solares de plástico de Eight19. Esto se logró mediante el desarrollo personalizado y la ampliación. de barreras y electrodos de bajo coste en el consorcio del proyecto. Es un paso fundamental hacia la comercialización de la fotovoltaica orgánica de Eight19 basada en tecnología desarrollada y producida en Europa ".
La investigación que condujo a estos resultados ha recibido financiación del Séptimo Programa Marco de la Unión Europea (7PM / 2007-2013) en virtud del acuerdo de subvención 314068.