Videnskabelig konsensus for perovskite solceller publiceret i Nature Energy

Videnskabelig konsensus for perovskite solceller publiceret i Nature Energy

Af Sune Holst, SDU, TEK Kommunikation, suneholst@tek.sdu.dk

De såkaldte perovskite-solceller står på nippet til et kommercielt gennembrud, men på trods af lovende resultater har det været svært at sammenligne de forskningsmæssige gennembrud, da fremskridtene bliver beskrevet forskelligt. Solcellegruppen ved SDU NanoSYD i Sønderborg er sammen med en international forskergruppe – anført af Monica Lira-Cantu (ICN2, Barcelona) samt Eugene Katz og Mark Khenkin (Ben-Gurion Universitetet, Negev) – nået frem til en aftale om beskrivelse af fremskridt i forbindelse med perovskite solcellers stabilitet. Aftalen er publiceret i det højt anerkendte videnskabelige magasin Nature Energy.

Læs hele artiklen udgivet i SDU MCI’s nyhedsfeed.

RollFlex workshop på MCI Industry Day 2019

RollFlex workshop på MCI Industry Day 2019

Den 4. november afholdtes MCI Industry Day på Alsion, der var kendetegnet ved bl.a. uddelinger af BHJ Innovation Award og BHJ Young Researcher Award. Og prisuddelingen stod også i RollFlex’ tegn, idet det var Jani Lamminaho fra NanoSYD, der modtog Innovationsprisen for sit arbejde i R2R-laboratoriet.

Efter prisuddelingen stod den på workshops, og én af dem var RollFlex workshoppen om R2R innovativ filmproduktion med smarte materialer.

Program for RollFlex workshoppen

Oplæggene fra RollFlex partnerne blev rundet af med en rundvisning gennem laboratorierne.

Se impressioner fra dagen her:

Læs mere om uddelingen af BHJ Innovation Award 2019 her.

Jani Lamminaho modtager Innovation Award fra BHJ Fonden for sit arbejde i R2R-laboratoriet

Den 4. november 2019 blev BHJ Fondens Young Researcher Award og Innovation Award uddelt på SDU i forbindelse med MCI Industry Day.

Horst-Günter Rubahn. leder af Mads Clausen Instituttet, roser Janis fremragende arbejde i RollFlex-projekt.et

Dette års Innovation Award gik til Jani Lamminaho, der er del af forskningsgruppen Organisk Fotovoltaik (OPV) ved centret SDU NanoSYD. Jani har været med til at arbejde på Interreg Deutschland-Danmark-projektet RollFlex fra start. Projektet har til mål at fremstille organiske solceller og lysdioder på stor skala ved hjælp af rulle-til-rulle (R2R)-teknologi.

I sit arbejde har Jani udviklet nyartede og innovative tekniske løsninger til sheet-to-sheet og rulle-til-rulle slot-die belægning af polymere tyndfilm. Herved har han fokuseret på udviklingen af selve dyserne på slot-die belægningsudstyret, såvel som på R2R-vakuum-pådamningsprocessen af metal og metaloxid-tyndfilme af høj kvalitet.

Peder Damgaard, formand for BHJ Fonden, overrækker prisen.

Disse løsninger muliggør udviklingen af tyndfilm med forbedrede egenskaber, som er nøglen til performance-optimering af nye energiteknologier.

Ved at bruge disse innovative løsninger har Jani på afgørende vis bidraget til at udvikle nye organiske solcelle-demonstratorer og superkondensatorer i OPV-gruppen, og han er løbende involveret i deres optimering.

Hans arbejde har generelt øget innovationsniveauet af R2R-aktiviterne ved SDU betragteligt og specielt i RollFlex-projektet, der skal bidrage til at åbne op for nye anvendelsesområder i samarbejde med lokale og regionale virksomheder.

Gennemsigtige solceller på European Researchers‘ Night 2019

Gennemsigtige solceller på European Researchers‘ Night 2019

I lighed med forrige år har gruppen om Martina Gerken fra Christian-Albrechts-Universität zu Kiel præsenteret RollFlex teknologien og resultater på European Researchers’ Night 2019 til et bredt publikum bestående af såvel unge som ældre videnskabsinteresserede.

I Rendsburg kunne de besøgende se, hvordan RollFlex solcellefolier i fremtiden kan blive integreret i vinduerne på vores huse for at generere strøm.

Med LEGO modelhuset kunne der vises, hvordan solcellefolier kan integreres i vores vinduer for at generere strøm.

Rulle-til-rulle princippet kunne afprøves konkret i Rendsborg.

“Det er utroligt, at noget så småt kan lave så meget energi” (Fabian, 11 år).

Prof. Martina Gerken viser fleksible solcellefolier og OLEDs fra projektet.

RollFlex-holdet fra KiNSIS

Billeder og billedtekster: CAU, Kiel Nano, Surface and Interface Science (KiNSIS)

Læs mere på European Researchers‘ Night 2019 på CAU’s hjemmeside (på tysk).

European Researchers‘ Night er et arrangement, der er støttet af EU-programmet Marie Skłodowska-Curie Actions med deltagelse fra mere end 25 europæiske lande. Målet med arrangementet er at bringe forskere tættere på befolkningen og især de unge, for at vise, hvilken indflydelse deres forskning har på vores hverdag.

Organiske solceller – endnu grønnere solenergi og arkitekternes drøm

Organiske solceller – endnu grønnere solenergi og arkitekternes drøm

Af Sune Holst, SDU, TEK Kommunikation, suneholst@tek.sdu.dk

I disse dage afvikles konferencen ’100% Climate Neutrality’ på Alsion i Sønderborg. Konferencen har fokus på at bringe løsninger i spil i forhold til verdens klimaudfordringer. En af de løsninger, som er bragt i spil er organiske solceller, som er på nippet til industrielt gennembrud.

Solenergi er den reneste og naturligste energiform, vi har. På kun tre timer bliver Jordens overflade bestrålet af Solen i et omfang, der svarer til verdens årlige energiforbrug. Derfor er solceller en vigtig del af den grønne transformation, hvis vi skal forhindre en temperaturstigning på mere end de 2 grader, der har været verdens erklærede klimamål siden Paris-aftalen blev indgået i 2015. 

Læs hele artiklen her, som er udkommet i SDU MCI’s nyhedsfeed.

Nye forskningsmillioner til organiske solceller og lysdioder

Nye forskningsmillioner til organiske solceller og lysdioder

Projektet RollFlex har været så markant en succes, at Interreg har bevilliget ekstra penge, samtidig med, at projektet er blevet forlænget med yderligere 18 måneder.

Der er store perspektiver i organiske materialer i forbindelse med fremstillingen af solceller og lysdioder. Organiske solceller kan nemlig integreres i vinduer, facader og andre dele af bygninger, hvor traditionelle solceller ikke kan komme til. Det betyder, at strøm kan blive produceret der, hvor den skal bruges, nemlig i byerne. Organiske lysdioder (OLED) har også vidtrækkende perspektiver, som kan betyde, at du i en ikke al for fjern fremtid kan se frem til at have en bøjelig mobiltelefon i lommen eller et tv, som du kan trække op og ned som et rullegardin.

Interreg Deutschland-Danmark-projektet RollFlex har arbejdet intenst med at udvikle teknologien, som skal gøre disse fremtidsscenarier til håndfaste nutids-devices. Og med en lang række forsknings- og udviklingsmæssige fremskridt, så er der blevet taget flere syvmileskridt på ganske kort tid. Det belønner EU Interreg Deutschland-Danmark nu med en bevilling på lige knap seks millioner kroner (800.000 €), samtidig med, at RollFlex-projektet bliver forlænget med halvandet år.

Vi er naturligvis ovenud lykkelige over, at Interreg har besluttet at støtte projektet med endnu en stor bevilling.Prof. Morten Madsen, leder af solcellegruppen ved MCI og projektleder i RollFlex

 SDU er hovedpartner i projektet, sammen med Kiel Universitet, Stensborg A/S og Phi-Stone AG som partnere. Projektet tæller desuden over 30 netværkspartnere, et tal som er i fortsat vækst. Målet med projektet er at kunne printe netop organiske solceller i stor skala på tynde substrater som fleksibelt plastfolie.

RollFlex-projektet samler kompetencer indenfor rulle-til-rulle-print og optimeringen af organiske devices. Ved at sammenføre årelange erfaringer fra videnskab og industri vil vi i de kommende år videreudvikle de organiske devices til markedet.Martina Gerken, professor ved Institut for Elektroteknik og Informationsteknologi og projektleder ved Christian-Albrechts-Universität zu Kiel

Kiel udvikler nye OLEDs

I RollFlex er fleksible top-emitterende OLEDs nyligt blevet fremstillet, som byder på en række fordele. De produceres fx uden Indium-tinoxid (ITO), hvilket sænker procesomkostningerne og muliggør devices med en højere mekanisk fleksibilitet. Lysdioderne  blev udviklet på labskala i Kiel og er derefter blevet opskaleret via slot-die coating ved SDU Sønderborg gennem R2R-baseret teknologi. Selv om effektiviteten på disse OLEDs er lavere (2 cd/A) end den af konventionelle OLEDs, er det de første top-emitterende OLEDs, der kan opnå 300 cd/m2, og som fremstilles gennem slot-die coating-processen.

Grundet deres mekaniske fleksibilitet kan Kiels organiske lys-emitterende dioder anvendes på fleksible folier.
De top-emitterende OLEDs kan fx anvendes til semitransparente displays.

Sammen med sit team vil Prof. Gerken derudover skræddersy lysudkoblingen af de organiske lysdioder ved målrettet at nano- og mikrostrukturere deres overflade. Til dette arbejder de sammen med virksomheden Phi-Stone AG i Kiel, der bl.a. udvikler folier med særlige mikropartikler. Med disse skal organiske lyselementer beskyttes mod fugt og deres lysspredningseffekt øges.

En OLED matrix med 1 % zinkoxid-partikler i folie.
Tilføjer man zinkoxid-partikler, opnår man en spredningseffekt og et homogent, intransparent indtryk.

Semitransparente og fleksible solcellemoduler lige fra printeren

I det danske rulle-til-rulle (R2R)-printlaboratorie i Sønderborg er fleksible organiske solcellemoduler blevet udviklet ved hjælp af slot-die coating processering. De semitransparente demonstratorer er baseret på Non-Fullerene Acceptors (NFA) som printes direkte i luft med miljøvenlige materialer. Modulerne indeholder ikke det skrøbelige og dyre Indium-tinoxid (ITO), der normalt bliver brugt til transparente elektroder. De intransparente solceller opnår pt. en effektivitet på 5 %, hvorimod de semitransparente moduler pt. kommer op på 3 %. Udviklingen giver et stærkt udgangspunkt for nye industrisamarbejder indenfor R2R-printteknologi generelt, og netop dette er ligeledes blevet forstærket igennem RollFlex projektet, med et kraftigt øget antal virksomhedspartnere.

Semitransparente solcellemoduler udviklet ved SDU Sønderborg gennem R2R-teknologi.

Inspireret af RollFlex-projektet har den danske netværkspartner Stensborg lanceret et kompakt printværktøj for nanolitografi på labskala, hvilken har stor interesse for universiteter og virksomheder verden over. Med det nye udstyr kan funktionelle nanostrukturer som fx hologrammer for lab-on-a-chip-anvendelser eller lysbøjende optiske elementer printes gennem en nem og hurtig opskaleringsproces.

Ny imprinter fra Stensborg A/S til desktop NIL på både folier og plader.

RollFlex på New Energy fair i Husum, marts 2019

RollFlex på New Energy fair i Husum, marts 2019

I lighed med forrige år har RollFlex-projektet i 2019 været repræsenteret på den årligt tilbagevendende New Energy messe i Husum – en af de vigtigste messer når det gælder vedvarende energi i Nordtyskland.

Organiseret af Martina Gerken fra Christian-Albrechts-Universität zu Kiel var formålet med dette års deltagelse at præsentere de seneste projektresultater for de talrige stakeholdere og netværkspartnere.

De fire projektpartnerne fortalte om deres arbejde – udviklingen af organiske solceller og organiske lysdioder ved hjælp af rulle-til-rulle-teknologi – og gav dermed de interesserede stakeholdere og virksomhedsrepræsentanter et omfattende overblik over samarbejdsmulighederne med RollFlex-centret.

Impressioner fra workshoppen: øverst til venstre deltagerne under foredragene, øverst til højre og nederst til venstre foredragsholderne Martina Gerken fra Kiel University og Lars Lindvold fra Stensborg, nederst til højre deltagerne i færd med at se på eksponaterne.
RollFlex på New Energy Husum i 2019

Derudover havde partnerne også glæde af at kunne fortælle om projektets forlængelse, der primært skal bruges til at uddybe det eksisterende gode samarbejde med virksomheder og stakeholdere yderligere og for at udvikle en forretningsmodel til det fremtidige samarbejde med RollFlex-centret.

Endeligt havde interesserede deltagere muligheden for at se nærmere på de opnåede projektresultater i deres praktiske anvendelse. Således fik de vist gamle og nye solcellemoduler og OLEDs. De nye modeller er udstyret med bedre kontakter og er dermed nemmere og billigere at producere, samtidig med at deres effektivitet øges pga. mindre tab.

Et nyt LEGO modelhus kunne illustrere, hvordan man kan måle den strøm, der dannes via solcellerne og bruge denne til at drive lysdioderne. Nye zinkoxyd-nanostrukturer i solcellerne og lysdioderne, udviklet af projektpartneren Phi-Stone, er med til at øge lysets spredning i både lysdioder og solceller.

Til venstre en model af en fleksibel organisk solcelle med forbedrede kontakter, til højre et LEGO-hus med energitæller på taget, solceller integreret i vinduerne og lysende lysdiodebogstaver.
Til venstre en model af en fleksibel organisk solcelle med forbedrede kontakter, til højre et LEGO-hus med energitæller på taget, solceller integreret i vinduerne og lysende lysdiodebogstaver.

Projektpartneren Stensborg præsenterede deres nanostrukturerede sølvfolier med integrerede elektroder, som var blevet positivt testet ifm. med udviklingen af mere effektive solceller og lysdioder.

Alt i alt var der stor interesse fra stakeholdernes side og mange nye kontakter blev etableret, som nu skal intensiveres projektets forlængelse.

Bæredygtighed: om alternative fødevarer og organiske solceller

Den 21. og 22. september 2018 afholdes Copenhagen Bug Fest på Vesterbro i København – en festival for alle, der interesserer sig for fremtidens bæredygtige fødevarer. Festivalen giver mulighed for at smage og sanse insekternes multidimensionelle univers. Formålet med Copenhagen Bug Fest er at fremvise insekternes mangfoldighed ud fra et gastronomisk, teknologisk, naturvidenskabeligt og kulturelt perspektiv. Hertil vil der være en række foredrag om, hvordan insekternes potentiale kan hjælpe med at imødekomme FN’s 17 Verdensmål for bæredygtig udvikling. Martin Keller, der engagerer sig i København Kommunes Afdeling for Bæredygtig Udvikling for at opnå FN’s Verdensmål og som er en ud af de seks arrangører, har inviteret RollFlex-projektleder Morten Madsen til at fortælle om vores organiske solceller. Du vil kunne lytte til ham både til velkomsten på fredag såvel som lørdagformiddag, hvor han vil præsentere de organiske solceller og RollFlex-projektet. Efter de femten minutters lange foredrag er der mulighed for at debattere med oplægsholderne. Deltagelse i arrangementet er gratis. Informationer og program Copenhagen Bug Fest Facebook-side

RollFlex med CAU og Phi-Stone AG på Hannover Messe

RollFlex med CAU og Phi-Stone AG på Hannover Messe

Begrænsede ressourcer i en globaliseret verden kræver en radikal nytænkning indenfor energiproduktion og -forbrug og som følge heraf nye teknologier. Nye devices fremstillet af organiske materialer, som f.eks. solceller og organiske lysdioder har helt nye egenskaber som mekanisk fleksibilitet, letvægt, lav pris og semitransparens.

Dette var introduktionen til foredraget RollFlex – Fleksibel organisk optoelektronik af professor Martina Gerken på årets Hannover Messe. I denne forklarede hun fremstillingen og driften af ​​disse enheder og præsenterede nye applikationer, f.eks. fleksible solceller, bærbare teknologier og biosensorer.

Phi-Stone AG var også repræsenteret og demonstrerede forskellige anvendelsesmuligheder af deres funktionelle mikro- og nanostrukturer, kaldt CSP® (Core-Spike-Particles), til de besøgende.

Læs hele pressemeddelelsen på Hannover Messes hjemmeside og få et indtryk af dagen i dette lille fotogalleri:

 

Ny forskning i stabiliteten af fleksible solceller

Forskning indenfor stabiliteten af fleksible solceller er i fuld gang hos SDU NanoSYD, hvor nye typer organiske og hybride solceller udvikles og testes for deres stabilitet. I dette arbejde viser helt nye resultater, hvordan stabiliteten og levetiden af de nye lovende perovskit-solceller ikke kan bestemmes korrekt gennem konventionelle levetidsprotokoller, da de gennemgår forskellige nedbrydningsprocesser og eksempelvis kan degradere i dagtimerne og gendannes delvist om natten, og det modsatte kan endda i nogle tilfælde forekomme.

Sammen med forskellige internationale partnere (ledet af Ben-Gurion University of the Negev, Israel) har SDU NanoSYD gennem kombination af udendørs og indendørs test af perovskit-solceller fundet nye metoder til korrekt at bestemme levetiden af disse celler gennem forbedrede protokoller. Parallelt med dette udvikler vi nye måder, hvorpå man kan forbedre stabiliteten af organiske solceller gennem stabiliserende additiver, hvilket undersøges i Villum forskningsprojektet CompliantPV. Udbyttet af disse sammenhængende aktiviteter har stor indflydelse på R2R-udviklingen og produktionen af fleksible solceller, som udvikles i RollFlex-projektet, da det hjælper med både at øge forståelsen for samt at forbedre stabiliteten af disse celler.

Resultaterne af disse forskningsaktiviteter har resulteret i en del publikationer, som fx:

  • M. V. Khenkin, et. al. Reconsidering Figures of Merit for the Performance and Stability of Perovskite Photovoltaics, Energy Environ. Sci., 11, 739 (2018)
  • M. V. Khenkin, et. al. Dynamics of photoinduced degradation of perovskite photovoltaics: from reversible to irreversible processes, ACS Appl. Energy Mater., 1, 2, 799 (2018)
  • L. Calio, et. al. Cu(II) and Zn(II) based Phthalocyanine as Hole selective layers for Perovskite Solar Cells, Sustainable Energy Fuels, 1, 2071 (2017)

På billedet ses forsiden af Sustainable Energy & Fuels, december 2017.