Onderzoeksproject PA/09 (Onderzoeksactie PA)
Het SOLTEX project beoogt de ontwikkeling van flexibele organische zonnecellen gelamineerd op textiel. De miniaturisatie van de elektronica leidt tot steeds meer draagbare elektronische producten (GSM, draagbare computer, enz…). Onvermijdelijk in al deze toepassingen is een draagbare energiebron. Batterijen worden hier doorgaans voor gebruikt, maar niet zonder problemen. De batterij is verantwoordelijk voor een aanzienlijk deel van het gewicht en het volume, en het gebruik van batterijen in alomaanwezige toepassingen vormt een ware bedreiging voor het milieu. Er wordt actief gezocht naar autonome energiebronnen die echt draagbaar zijn en het gebruik van batterijen zouden beperken. Een dergelijk product zou trouwens ook zijn nut bewijzen voor energietoelevering in afgelegen gebieden, tijdens humanitaire operaties, noodacties e.d.m. De ontwikkeling van een lichte, flexibele, autonome energiebron past volledig binnen de huidige evolutie van de informatiemaatschappij. Ze zou ook het toepassingsveld van de telecommunicatie aanzienlijk verruimen (draagbare GPS etc…). Het legt ook de grondslag voor standardisatie van draagbare elektronica. Zonnecellen zijn autonome energiebronnen die in ruime omstandigheden functioneren. De recente nieuwe ontwikkeling van organische (ook “plastic” genaamd) halfgeleiders en elektronica – die aanleiding waren voor de Nobelprijs scheikunde in 2000 – laten toe om flexibele, dunne, super-lichte organische zonnecellen te maken. Deze troeven zijn exact deze die voor de beoogde toepassing noodzakelijk zijn.
Diversificatie is in de westerse (Belgische) textielindustrie een noodzaak om competitief te blijven op lange termijn. Een route hiertoe is de ontwikkeling van gefunctionaliseerd textiel. Energie-opwekkend textiel past perfect in deze strategie. Textiel bezit ook alle eigenschappen om gebruikt te worden als drager voor energie-producerende componenten, in het bijzonder zonnecellen. Het is ontwikkeld om gedragen te worden, het is alomtegenwoordig, de oppervlakten zijn groot. De textieltechnologie en de organische zonnecel technologie passen bij elkaar wat betreft hun productieprocessen: het zijn processen op lage temperatuur en op rol. België staat internationaal sterk in het geavanceerd textiel (9000 jobs in 130 firma’s met een omzet van 200 Meuro), in de elektronica en op het gebied van energieproductie, in het bijzonder d.m.v. zonnecellen.
In het consortium groeperen wij de onderzoekscentra en universitaire onderzoeksgroepen met een internationale reputatie in de verschillende sectoren van dit multidisciplinair onderzoek. De gebruikerscommissie is samengesteld uit de industrietakken (film, scheikunde, textiel, fotovoltaïsche energie, elektronica) die belang hebben in deze nieuwe sector.
Het projectwerk omvat twee luiken. Enerzijds pakken we de laminatie van organische zonnecellen op textiel aan. Hiervoor vertrekken we van moderne organische zonnecellen, waarvan de technologie ontwikkeld wordt in de laboratoria van het consortium, en zoeken naar condities en technologie om de laminatie mogelijk te maken. Anderzijds laten we de technologie en de materialen voor organische zonnecellen, die zich vandaag nog in hun kinderschoenen bevinden, verder evolueren voor de beoogde toepassing. In het bijzonder dienen de efficiëntie van de cel en de levensduur verhoogd te worden.
Twee onderzoekstaken zijn hier specifiek aan gewijd:
(1) ontwerp, synthese en implementatie van nieuwe organische elektronische materialen (schijfvormige vloeibare kristallen en fluoreen- en thiofeen-gebaseerde co-polymeren) die een verbetering van het ladingstransport, de lichtabsorptie in het rood, en de stabiliteit mogelijk moeten maken;
(2) de ontwikkeling van technologie voor de verpakking van flexibele zonnecellen door middel van polymeer afdeklagen als barrière tegen diffusie van waterdamp en zuurstof en als UV filter.
De verwachte resultaten van dit onderzoek zijn:
- Stimulatie en profilering van onderzoek en ontwikkeling in België op het vlak van elektronica voor de informatiemaatschappij en van het geavanceerd textiel
- Het genereren van methodes en technieken als grondslag voor standaardisatie van draagbare vermogenbronnen
- Het beschermen van gegenereerd intellectueel eigendom met het oog op valorisatie; origineel intellectueel eigendom kan verwacht worden op het vlak van nieuwe materialen en technologieën voor organische elektronica en gefunctionaliseerd textiel
- De demonstratie van de mogelijkheden van flexibele organische zonnecellen op textiel, in eerste instantie voor de gebruikerscommissie, maar verder ook voor een breder industriëel en wetenschappelijk publiek.
Flexible, organic solar cells for power generating textiles SOLTEX : final report
Brussels : Federal Science Policy, 2007 (SP1829)
[Om te downloaden]
