Neues Instrument misst organische Solarzellendicke in Echtzeit
Schichteinheitlichkeit und -dicke sind kritische Parameter für die Definition der Solarzellenleistung. Bei konventionellen Methoden wird typischerweise die Schichtdicke nach dem Abscheidungsprozess überwacht. Die innovative Lösung des Projekts THIME (Thinfilm measurements on organic photovoltaic layers) bietet eine Alternative zu den gegenwärtig eingesetzten Dickenmessinstrumenten oder Online-Single-Point-Systemen. Das neu entwickelte System zur Qualitätskontrolle bietet Echtzeitmessungen über die gesamte Bahnbreite, wodurch eine Dickenkartierung realisiert wird, wie sie bislang in der Druckindustrie noch nicht angewandt wurde. Das Werkzeug kann Schichtdicken bis 500 nm messen. Die Funktionsweise basiert auf zwei verschiedenen optischen Verfahren: optischer Interferometrie und spektroskopischer Ellipsometrie. Die Vielseitigkeit des Systems sowie die Möglichkeit, es mittels geeigneter Kalibrierung und Modellierung an verschiedene Materialien und Substrate anzupassen, sind wichtige Merkmale der Lösung von THIME. Ausgeklügelte Software ermöglicht es dem Bediener, die Ausgabewerte des Systems über eine grafische Schnittstelle zu analysieren und die Messungen der Dicke einer bedruckten Bahn während des Druckens zwecks Nachbearbeitungsanalyse aufzuzeichnen. Das THIME-System wurde in drei verschiedenen Industrieanlagen getestet. Man wies nach, dass die Anforderungen der Betreiber erfüllt werden können. Es wurde auf den Ofenschritt folgend in der Druckmaschine installiert, wodurch die Messung der Trockenschichtdicke möglich wird, was bei den meisten Unternehmen für das Solarzellendrucken unbekannt ist. Mit der Echtzeitüberwachung der Eigenschaften der beschichteten Bahn verbesserte man die Steuerung des Druckprozesses, während man fehlerhafte Produkte und den Materialabfall reduzierte. Die Projektmitglieder demonstrierten, dass das aus dem Projekt hervorgegangene System bei gleichem Qualitätsniveau mehr Informationen als konventionelle Messinstrumente wie etwa mechanische Profilometer bereitstellt. Das erleichtert die Regelung des Druckprozesses und gestattet eine vollständig optimierte Produktionslinie. Mit der Schaffung optimaler Voraussetzungen für eine kosteneffiziente Technologie zur hochvolumigen Fertigung gedruckter, großflächiger organischer Photovoltaik hat man den Startschuss für geschäftiges Treiben in der Solarzellenindustrie gegeben. Eine Kommerzialisierung des THIME-Systems wird erwartungsgemäß die europäische Führungsrolle auf diesem Gebiet stärken. Lassen Sie sich vom Projektvideo begeistern!
Schlüsselbegriffe
Solarzelle, Echtzeit, Dickenmessung, Dünnschichten, Dünnfilme, großflächige organische Photovoltaik, Schichtdicke, Rolle-zu-Rolle, hyperspektral, Ellipsometrie
