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Pannelli per illuminazione LED e celle solari flessibili, economicamente convenienti ed efficienti

Il progetto TREASORES, finanziato dall’UE, ha creato lamine flessibili per l’illuminazione prodotte con un metodo roll-to-roll che potrebbero consentire la produzione su larga scala di pannelli per illuminazione LED e celle solari a basso costo.
Pannelli per illuminazione LED e celle solari flessibili, economicamente convenienti ed efficienti
Il progetto si prefigge di trovare delle soluzioni innovative e di sviluppare nuove tecnologie per ridurre i costi di fabbricazione di pannelli per illuminazione LED, celle solari e altri dispositivi elettronici organici. Il suo contributo più importante è lo sviluppo e il trasferimento su scala industriale dei processi di fabbricazione per nuovi materiali barriera ed elettrodi trasparenti che sono usati in dispositivi optoelettronici avanzati e flessibili.

Elettrodi trasparenti per ridurre il costo e migliorare l’efficienza

Tre elettrodi su substrati flessibili, che usano argento sottile, fibre metalliche, o nanotubi di carbonio, o si prevede che entrino in produzione quest’anno o sono già in fase di sviluppo su scala commerciale. Dei test sono stati effettuati sui nuovi elettrodi con differenti tipi di dispositivi optoelettronici, usando rotoli che misurano 100 metri in lunghezza. L’utilizzo di una tale lavorazione roll-to-roll (R2R) è paragonabile ai metodi usati per la stampa dei giornali. I nuovi elettrodi prodotti mediante questo metodo hanno dimostrato di essere adatti per celle solari e fonti luminose complesse.

Molto importante è che i metodi di lavorazione innovativi potrebbero rendere in futuro meno costose le celle solari e le fonti luminose. Questo porterebbe dei benefici ai consumatori ma faciliterebbe anche lo sviluppo di soluzioni per l’illuminazione più rispettose dell’ambiente, contribuendo perciò agli ambiziosi obbiettivi dell’Unione europea relativi al cambiamento climatico.

Gli elettrodi sviluppati dal progetto sono validi dal punto di vista tecnico quanto quelli attualmente usati dall’industria dell’illuminazione, che sono fatti con ossido di indio e stagno. Tuttavia, essi sono più convenienti da produrre e non dipendono dall’utilizzo dell’indio. Ciò che conta è che questo non ne compromette l’efficacia, e infatti i nuovi elettrodi sono in grado di supportare una fonte luminosa stabile su un’area vasta e di raggiungere un’efficienza di 25 lumen/W. Questo è paragonabile al processo di fabbricazione foglio a foglio relativamente più lento usato per produrre dispositivi simili.

Inoltre, il consorzio del progetto ha anche ideato nuove tecniche per garantire che i nuovi elettrodi siano in grado di funzionare persino dopo essere stati piegati ripetutamente, un test che potrebbe diventare uno standard dell’industria.

Nuove e originali lamine trasparenti di barriera

Il progetto ha prodotto anche un altro eccitante risultato: il collaudo, sviluppo e trasferimento su scala industriale di nuovi metodi di fabbricazione per creare lamine trasparenti di barriera. Sono state create delle barriere a basso costo e alte prestazioni che vengono adesso ulteriormente migliorate e sviluppate commercialmente dal partner del consorzio Flexibles Kreuzlingen con sede in Svizzera.

Questi tipi di barriere sono necessari per massimizzare la durata e l’efficienza del dispositivo, che il progetto ha scoperto essere elementi cruciali per garantire la fattibilità economica e ambientale delle celle solari.

Complessivamente, integrando la produzione di elettrodi e barriere, al posto di usare due substrati plastici separati, il progetto ha dimostrato che i costi di fabbricazione per la produzione di questi dispositivi possono essere ridotti in modo significativo, oltre a consentire la progettazione di dispositivi più sottili e flessibili.

Sfide e fasi successive

Comunque, nonostante il grande successo, il team del progetto ha dovuto anche affrontare la sfida di produrre elettrodi e lamine di barriera estremamente piatti, puliti e lisci. I dispositivi optoelettronici includono degli strati attivi che misurano diverse centinaia di nanometri, e questo significa che persino delle minuscole particelle di polvere o impercettibili irregolarità della superficie possono influire sulla resa del dispositivo, o potrebbero portare a una durata minore e a un’illuminazione non costante e meno efficace.

Persino dopo la conclusione ufficiale del progetto TREASORES nel mese di ottobre del 2015, i partner del progetto hanno continuato ad affrontare queste sfide, preparando brevetti per la tecnologia e muovendosi verso la piena commercializzazione dei loro nuovi dispositivi. In totale, il progetto ha ricevuto poco più di 9 milioni di euro in finanziamenti dall’UE.

Per maggiori informazioni, consultare:
Sito web del progetto TREASORES

Fonte: Sulla base di informazioni diffuse dal progetto.

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