Navigation

 
 

Organolas

Entwicklung einer Rolle-zu-Rolle-Laserbearbeitungsmaschine für organische und hybride Elektronik


Ziel des Forschungsprojekts „Organolas“ ist es, einen vollautomatischen Rolle-zu-Rolle-Prozess für die Strukturierung von flexiblen organischen Solarmodulen zu entwickeln.


Flexible organische Solarzellen werden aktuell auf einzelnen Substraten gedruckt. Wobei die monolithische Verschaltung, bestehend aus den sogenannten P1-, P2- und P3-Gräben, mit einer Femtosekunden-Laserquelle strukturiert wird. Eine organische Solarzelle besteht aus dem Rückkontakt, hier ITO (Indium-Zinn-Oxid) oder IMI (ITO -Metall-ITO ), dem Absorber AZO (Aluminium-dotiertes Zinkoxid), P3HT (Poly(3-hexylthiophen)):PCBM (Phenyl-C61Buttersäure-methylester) undPEDOT :PSS (Poly(3,4-ethylenedioxythiophen):Polystyrolsulfonat) und dem Frontkontakt (Silber oder Silber-Nanowires).


Diese Schichten werden „monolithisch verschaltet“. Die monolithische Verschaltung wird über drei Strukturierungsschritte, sog. „Patterns“, realisiert: P1 – galvanische Isolation des Rückkontaktes; P2 – Kontaktöffnung des Absorbers auf den Rückkontakt; P3 – galvanische Isolation des Frontkontaktes bis zum Absorber. P1 und P3 müssen eine Isolation der einzelnen Zellen erreichen. Für den P2-Graben muss der Absorber soweit abtragen werden, dass beim Auftragen des Frontkontaktes eine möglichst gut leitende Verbindung von Front- zu Rückkontakt entsteht.


Im Rahmen des Projekts „Organolas“ soll ein vollautomatischer Rolle-zu-Rolle-Prozess für die Strukturierung von flexiblen organischen Solarmodulen entwickelt werden. Für die Herstellung und Bearbeitung eines Schichtsystems aus organischer Photovoltaik (hergestellt und geprüft vom Projektpartner ZAE Bayern) wird neben einer flexiblen vollautomatischen CNC-gesteuerten Bearbeitungsmaschine (entwickelt von der Fa. LaserSystems) auch ein kostengünstiger Laser mit den richtigen Eigen-
schaften benötigt, wie Pulsdauer, Wellenlänge und Strahlgeometrie (Projektpartner Fa. Innolas). Diese Gegebenheiten werden zur Ermittlung der optimalen Laserparameter für eine Strukturierung mit maximaler solarer Effizienz von Modulen (Hochschule für angewandte Wissenschaften München) verwendet.



Das Forschungsprojekt wurde vom 01.03.2015 bis 28.02.2017 durch die Bayerische Forschungsstiftung gefördert.


Projektleiter der Hochschule München war Prof. Dr. Heinz Huber von der Fakultät für Angewandte Naturwissenschaften und Mechatronik.