Celdas fotovoltaicas impresas para transformar la fabricación de dispositivos electrónicos

El campo emergente de la electrónica orgánica ya influye en el modo en el que utilizamos la tecnología. Instituciones científicas y empresas dedican cada vez más recursos a desentrañar el potencial de aplicaciones como las pantallas de diodos emisores de luz utilizadas en televisores, ordenadores y teléfonos móviles o paneles capaces de convertir luz solar en electricidad. En este sentido trabajan SmartLine y CORNET, dos proyectos financiados con fondos europeos que estudian la fabricación en este ámbito.

Tal y como explican en una nota de prensa de Organic Electronic Technologies (OET), un equipo de investigación y desarrollo respaldado por SmartLine ha logrado una eficiencia del 7,4 % en una celda fotovoltaica orgánica (OPV) polimérica de unión simple y completamente impresa de bobina a bobina (R2R)». El equipo de OET, uno de los socios de SmartLine, confía en alcanzar una eficiencia del 9 % en celdas fotovoltaicas orgánicas para 2021. El director general de la empresa afirmó en la misma nota de prensa que «los nuevos resultados respaldan los esfuerzos por conseguir una producción anual en serie de hasta 1 millón de metros cúbicos de paneles fotovoltaicos orgánicos destinados a varios proyectos piloto de demostración en 2021».

Flexibilidad y rentabilidad

Si bien los paneles fotovoltaicos orgánicos no son todavía tan eficaces a la hora de generar electricidad como los basados en silicio, su rendimiento ha aumentado en los últimos años. Su atractivo emana de la posibilidad fabricarse a un coste mucho menor, dado que el proceso implica una impresión rápida sobre láminas de plástico mediante procesos consolidados. Además, se pueden unir a casi cualquier superficie u objeto para obtener una fuente de electricidad instantánea. Por todo esto, la utilización de células fotovoltaicas orgánicas podría ampliarse a nuevos productos de consumo pertenecientes a una enorme gama de sectores, como por ejemplo «energía, iluminación, pantallas y superficies, circuitos electrónicos, todo tipo de (bio)sensores, dispositivos ponibles, TIC e IoT», según se indica en la nota de prensa. No obstante, la aceptación comercial de la electrónica orgánica y de gran formato (OLAE) se ve frenada por distintos retos que el proyecto SmartLine repasa en su sitio web.

Algunos de estos problemas incluyen un control deficiente de las propiedades de materiales y dispositivos, un rendimiento de procesos bajo, una fiabilidad limitada, un gran consumo de recursos, una mayor cantidad de residuos y costes elevados. SmartLine resolverá estas cuestiones mediante tecnologías industriales prácticas que mejoren la producción de dispositivos OLAE. Tal y como se explica en el sitio web del proyecto: «Desarrollará tecnologías de metrología y control en línea sofisticadas, no destructivas y sólidas dedicadas a procesos de impresión R2R y OVPD [depósito orgánico en fase vapor] para lograr una medición rastreable de las propiedades y la calidad de las nanocapas de alto grado de integración y dispositivos durante su fabricación».

SmartLine (Smart in-line metrology and control for boosting the yield and quality of high-volume manufacturing of Organic Electronics) digitalizará y transformará los procesos de fabricación también en otras industrias como la dedicada a películas finas (por ejemplo, películas funcionales, recubrimientos decorativos y antimicrobianos y barreras), la automoción, el transporte, el espacio y la sanidad.

Aunar recursos

Dado este futuro prometedor no sorprende que el proyecto CORNET (Multiscale modelling and characterization to optimize the manufacturing processes of Organic Electronics materials and devices) también se dedique a la optimización de dispositivos OLAE. En él se propone desarrollar un «entorno de innovación abierta (OIE) europeo y singular dedicado al triángulo compuesto por la fabricación, la modelización y la experimentación» según se lee en el sitio web del proyecto CORNET. Para lograrlo, el proyecto desarrolla una plataforma y una base de datos OIE sostenibles.

CORNET conectará características nanoestructurales con funcionalidades macroscópicas mediante la caracterización y la modelización multiescala (nano a macro). De este modo será posible producir sistemas y dispositivos OLAE a medida para demostraciones industriales como por ejemplo en la automoción o en invernaderos.

Para más información, consulte:
Sitio web del proyecto SmartLine
Sitio web del proyecto CORNET