Nowy przyrząd do mierzenia grubości organicznych ogniw słonecznych w czasie rzeczywistym
Grubość i równomierność warstw ma kluczowe znaczenie dla wydajności ogniw słonecznych. W przypadku metod konwencjonalnych grubość warstw jest zwykle monitorowana po zakończeniu procesu nakładania. Innowacyjne rozwiązanie stworzone w ramach projektu THIME (Thinfilm measurements on organic photovoltaic layers) stanowi alternatywę dla używanych obecnie przyrządów do pomiaru grubości i systemów pomiarów punktowych podczas pracy. Nowo opracowany system kontroli jakości umożliwia dokonywanie pomiarów w czasie rzeczywistym na pełnej szerokości siatki, tworząc mapę grubości dotychczas niestosowaną w branży drukarskiej. Narzędzie umożliwia mierzenie grubości warstw z dokładnością do 500 nm. Jego działanie opiera się na dwóch różnych technikach optycznych: interferometrii optycznej i elipsometrii spektroskopowej. Istotną zaletą rozwiązania THIME jest elastyczność systemu i możliwość dostosowywania go do różnych materiałów i podłoży poprzez odpowiednie kalibrowanie i modelowanie. Zaawansowane oprogramowanie udostępnia odczyty systemu operatorowi poprzez interfejs graficzny, dodatkowo rejestrując na bieżąco pomiary grubości drukowanej siatki do późniejszej analizy. System THIME przetestowano w trzech różnych instalacjach przemysłowych i we wszystkich przypadkach spełnił on wymagania operatorów. Narzędzie zainstalowano w maszynie drukującej przy wyjściu z pieca, co umożliwia mierzenie grubości na sucho — wartości dotychczas nieznanej w większości systemów drukowania ogniw słonecznych. Monitorowanie parametrów nanoszonej siatki w czasie rzeczywistym zwiększa kontrolę nad procesem drukowania, a jednocześnie pozwala ograniczać ilość wadliwych produktów i odpadów surowcowych. Partnerzy projektu wykazali, że w porównaniu z konwencjonalnymi przyrządami pomiarowymi (np. profilometrami mechanicznymi) nowy system dostarcza więcej informacji przy takiej samej dokładności. Otwiera to drogę do sterowania procesem drukowania w obiegu zamkniętym, a tym samym pełnego zoptymalizowania linii produkcyjnej. Drukowane, organiczne układy fotowoltaiczne o dużej powierzchni cieszą się w branży ogniw słonecznych coraz większym zainteresowaniem jako obiecująca technologia opłacalnej produkcji masowej. Upowszechnienie komercyjne systemu THIME powinno umocnić pozycję Europy w tej dziedzinie. Materiał wideo na temat projektu jest dostępny tutaj.
Słowa kluczowe
Ogniwo słoneczne, w czasie rzeczywistym, pomiar grubości, cienkie warstwy, wielkopowierzchniowe organiczne technologie fotowoltaiczne, grubość warstwy, roll-to-roll, hiperspektralne, elipsometria
