{"id":79260,"date":"2022-02-08T15:16:29","date_gmt":"2022-02-08T14:16:29","guid":{"rendered":"https:\/\/www.sonnenseite.com\/?p=79260"},"modified":"2022-02-08T15:16:30","modified_gmt":"2022-02-08T14:16:30","slug":"laminieren-organischer-photovoltaik-auf-gekruemmte-oberflaechen","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.sonnenseite.com\/de\/wissenschaft\/laminieren-organischer-photovoltaik-auf-gekruemmte-oberflaechen\/","title":{"rendered":"Laminieren organischer Photovoltaik auf gekr\u00fcmmte Oberfl\u00e4chen"},"content":{"rendered":"\n

Ultrad\u00fcnne Elektronik kann jetzt mit w\u00e4rmeschrumpfenden Polymeren auf gekr\u00fcmmte Oberfl\u00e4chen laminiert werden.<\/p>\n\n\n\n

Die von einem RIKEN-Team entwickelte w\u00e4rmeschrumpfende Technologie k\u00f6nnte es erm\u00f6glichen, Solarzellen und Ber\u00fchrungssensoren an Objekten anzubringen, deren Form eine Laminierung schwierig macht1.<\/p>\n\n\n\n

J\u00fcngste Studien haben gezeigt, dass gekr\u00fcmmte Solarzellenpaneele an bew\u00f6lkten Tagen das Sonnenlicht effizienter einfangen als flache. Eine M\u00f6glichkeit, gekr\u00fcmmte Elektronik herzustellen, sind gummiartige Substrate, aber Solarzellen auf solchen Substraten haben in der Regel eine viel geringere Leistung. Im Gegensatz dazu haben Solarzellen, die auf flexiblen Folien hergestellt werden, einen hohen Wirkungsgrad, lassen sich aber nur schwer auf gekr\u00fcmmten Oberfl\u00e4chen anbringen – eine Tatsache, die jeder best\u00e4tigen kann, der schon einmal versucht hat, einen Fu\u00dfball als Geschenk zu verpacken.<\/p>\n\n\n\n

Forscher unter der Leitung von Takao Someya vom RIKEN Center for Emergent Matter Science erkannten, dass dieses Problem mit Hilfe von w\u00e4rmeschrumpfenden Folien gel\u00f6st werden k\u00f6nnte, die \u00fcblicherweise zur Verkapselung von Produkten wie rezeptfreien Medikamenten verwendet werden. W\u00e4hrend die meisten elektronischen Ger\u00e4te zu starr oder zerbrechlich sind, um auf Schrumpffolie befestigt zu werden, hat sich das Team auf die Herstellung ultrad\u00fcnner Ger\u00e4te mit einzigartigen Eigenschaften spezialisiert.<\/p>\n\n\n\n

„Wenn ein Material d\u00fcnner wird, wird es flexibler – deshalb k\u00f6nnen wir Aluminiumfolie mit der Hand zerkn\u00fcllen, aber auch Fahrr\u00e4der aus Aluminium herstellen“, erkl\u00e4rt Postdoktorand Steven Rich. „Obwohl wir starre Materialien wie Metalle und Kunststoffe verwenden, sind sie dreimal d\u00fcnner als eine Einkaufst\u00fcte und k\u00f6nnen sich sehr stark biegen, ohne zu brechen.“<\/p>\n\n\n\n

Rich und drei RIKEN-Kollegen befestigten eine nicht dehnbare, aber flexible Polymerfolie an einer Schrumpffolie und beobachteten dann mit Hilfe der Mikroskopie die Schichtstruktur w\u00e4hrend verschiedener Hitzeeinwirkungen. Diese Tests ergaben, dass die ultrad\u00fcnnen Folien bei einer Schrumpfung der Fl\u00e4che um bis zu 70 % die Druckbelastung durch die Bildung winziger Falten und F\u00e4ltchen verringerten.<\/p>\n\n\n\n

Durch die Steuerung der Gr\u00f6\u00dfe dieser Falten und die Auswahl von Materialien, die sowohl Hitze als auch starker Faltenbildung standhalten, konnte das RIKEN-Team vorgefertigte organische Photovoltaikmodule auf runde Objekte (Abb. 1) sowie auf Objekte mit scharfen Winkeln und unregelm\u00e4\u00dfigen Kr\u00fcmmungen schrumpfen, darunter Plastikfelsen und traditionelle japanische Daruma-Puppen.<\/p>\n\n\n\n

Obwohl die Forscher davon ausgingen, dass das Schrumpfen die photovoltaischen Komponenten besch\u00e4digen und die Leistung der Ger\u00e4te verringern k\u00f6nnte, trat das Gegenteil ein. Experimente zeigten, dass die photonischen Eigenschaften der durch das Schrumpfen entstandenen Faltenstrukturen die Lichtabsorption verbesserten und die Effizienz der Energieumwandlung um bis zu 17% im Vergleich zu planaren Ger\u00e4ten steigerten.<\/p>\n\n\n\n

Das Team nutzte die Schrumpfverpackung auch, um den Henkel einer Teetasse mit einem elektronischen Ber\u00fchrungssensor zu laminieren – ein delikates Kunstst\u00fcck, das als Beispiel daf\u00fcr dient, wie diese Technologie breit angewendet werden k\u00f6nnte. „Wir k\u00f6nnten Sensoren zusammen mit Displays, Stromerzeugungssystemen und Transistoren einbauen, um interaktive Schnittstellen zu schaffen“, sagt Rich.<\/p>\n\n\n\n