Organisk Elektronikk og Organiske Solceller

Transkript

1 Organisk Elektronikk og Organiske Solceller Espen Sagvolden SINTEF 1

2 Organisk Elektronikk OLED-skjermer: Bedre farger og bedre svart Lavere strømforbruk Bøyelige God bildekvalitet fra vid vinkel Bilde: Hardware.no Produsenter LG Sony/Panasonic Samsung Pris 55 : US$ 3500 Bilde: Oled-display.net 2

3 Organisk Elektronikk Annen organisk elektronikk: Transistorer Hukommelse Sensorer RFID-brikker Fordeler: Lav pris Kan printes med blekk Bilde: Heraeus Blekket er laget av ledende polymerer eller molekyler Bilde: Thin Film Electronics 3

4 Organiske solceller Kan bli billigere enn silisium Fleksible Kan gjøres delvis gjennomsiktige Kan printes roll-to-roll, spincoates eller vakuumdeponeres Mange teknologiske hindre Produsenter: Konarka (konkurs) Heliatek Mitsubishi Eight19 Bilde: US Air Force Bilde: engadget.com 4

5 Solcelleeffektivitet 5

6 Slik virker en organisk solcelle 6

7 Slik virker en organisk solcelle 7

8 Slik virker en organisk solcelle 8

9 Slik virker en organisk solcelle 9

10 Slik virker en organisk solcelle 10

11 Slik virker en organisk solcelle 11

12 Slik virker en organisk solcelle 12

13 Slik virker en organisk solcelle 13

14 Slik virker en organisk solcelle 14

15 Slik virker en organisk solcelle 15

16 Slik virker en organisk solcelle 16

17 Slik virker en organisk solcelle 17

18 Et problem med organiske solceller 18

19 Et problem med organiske solceller 19

20 Et problem med organiske solceller 20

21 Et problem med organiske solceller 21

22 Fordeler med organisk PV Kan bli billigere enn silisiumssolceller Kan printes metervis Lave renhetskrav Veldig tynne aktive lag (500nm) = 1g/m 2 Generelt ikke giftige materialer Bøyelige Absorpsjonsbølgelengden kan velges Silisium har for liten eksitasjonsenergi Bilde: Risø 22

23 Ulemper med organisk PV Holdbarhet: Silisium: 30år Innkapslet organisk solcelle: 2-3år (plast), 10+ (glass) Uinnkapslet organisk solcelle: Dager Effektivitet Organisk PV 12% Silisium 25% 23

24 Markedsutsikter for organisk PV Takinstallasjoner: Ikke konkurransedyktig med silisium ennå Organisk PV teoretisk: $0.18±0.04/Watt Silisium PV nå: $ $0.91/Watt Vindusinstallasjon: Tilbys av SolarWindow som belegg som påføres (pris ukjent) Fleksibilitetsdrevne markeder. Silisium kan ikke konkurrere: Klær Teltduker Bager Postere IDTechEx estimat for organiske solceller i 2023: Marked: USD 87 mill. Markedsandel: <1.5% Nye produsenter fokuserer på nisjemarkeder, i stedet for å erobre takmarkedet. Skal organisk PV erobre verden, må noe skje med teknologien 24

25 SINTEFs virksomhet Materialutvikling: Finne materialer hvor eksitasjonene rekker lengre før de dør ut. Fundamentale studier: Hvor stor er en eksitasjon? Hvordan vandrer eksitasjoner? Hva må til for å beregne adsorpsjon av molekyler på krystallinsk overflate? 25

26 Hvorfor gjør vi dette? Trenger nye materialer Må improvisere Må forstå alle grunnleggende prosesser: Eksitasjonstransport Ladningssplitting Ladningstransport Ladningsinjeksjon inn i elektroder/ hull- og elektrontransportmedium I tillegg: Degradering 26

27 Mer av SINTEFs virksomhet Annen relevant kompetanse: To polymeravdelinger Aldring av celler IR-spektroskopi Noe erfaring med å gro celler Karakterisering Scanning Electron Microscopy X-ray Photoelectron Spectroscopy Røntgendiffraksjon 27

28 Virksomhet ellers i Norge Høyskolen i Buskerud og Vestfold: Fabrikasjon av organisk elektronikk Demo OLED Organiske detektorer for lab-on-a-chip Besitter relevant utstyr, bl.a. selvbygd maskin for dampfasedeponering. 28

29 Våre planer SINTEF har ambisjoner om å trenge inn i markedene for organisk elektronikk og organisk PV. SINTEF har også initiativer innen Andre PV-teknologier Polymerer Vi forventer synergier mellom disse og organisk elektronikk og organisk PV. Vi ønsker å bidra til løsninger på problemer innen: Effektivitet Holdbarhet Oppskalering av produksjon Industrielle partnere ønskes velkommen 29