...

Organiczne folie fotowoltaiczne

21 września 2021
Organiczne folie fotowoltaiczne

Folie fotowoltaiczne to nowe wyzwanie przemysłowe stanowiące okazję  innego myślenia o dostępie do energii odnawialnej – „fotowoltaice wokół nas”.

ARMOR produkuje na dużą skalę we Francji półprzezroczystą, elastyczną i ultracienką folię fotowoltaiczną o wyjątkowych właściwościach i minimalnym wpływie na środowisko. Od początku produkcji w 2016 roku, folia ASCA® zaoferowała wszystkim producentom wykorzystującym folie PV, możliwość tworzenia nieskończonej ilości nowych autonomicznych zastosowań energetycznych, gwarantując jednocześnie estetykę i poważne podejście dla każdego projektowanego produktu.

Dla osiągnięcia procesu niskoemisyjnego firma ARMOR starannie dobrała wszystkie swoje komponenty, wyłączając wszelkie materiały rzadkie, toksyczne lub rakotwórcze. Od wyboru surowców po proces produkcyjny, każdy dostawca i partner zaangażowany
w projektowanie i produkcję folii OPV ASCA® został starannie wybrany przez firmę ARMOR.

ARMOR wybiera proces powlekania na mokro „Roll to Roll”

Firma ARMOR produkuje taśmy termotransferowe w procesie powlekania na mokro „Roll To Roll”. Dzięki temu procesowi tempo jest nadzwyczajne: co minutę powstaje 800 metrów taśm o szerokości 1 metra. Każda osadzona warstwa ma mniej niż mikrometr.

Dla folii ASCA ® wybrano ten sam proces powlekania, który jest już używany do produkcji taśm termotransferowych, wykorzystując swoją wiedzę i dostosowując procesy powlekania do ograniczeń związanych z folią ASCA® . Zainstalowana linia pilotażowa jest w stanie produkować folie fotowoltaiczne o szerokości 600 mm. Unikalny sprzęt, specjalnie przystosowany do produkcji folii ASCA®  zaprojektowany został we własnym zakresie na podstawie własnych doświadczeń. Obecny techniczny potencjał firmy ma zdolność wytworzenia 1 mln m2/rok folii fotowoltaicznych.

Nazw marki ASCA® jest inspirowana „liniami Nazca”, jedną z ostatnich archeologicznych tajemnic, jakie kiedykolwiek wyjaśniono. Odnalezione dwa tysiące lat temu na peruwiańskiej pustyni linie te tworzą postacie widoczne tylko z nieba.

ASCA ® przemysłowe know-how

Firma ARMOR zdecydowała się opracować własne formuły rozpuszczalnych polimerów i nietoksycznych surowców. Te rozwiązania oferują bardzo małą zmienność grubości w czasie powlekania. Zastosowano kompatybilne rozpuszczalniki, które nie zawierają chlorofluorowęglowodorów (CFC) oraz optymalizują wydajność  folii fotowoltaicznych ASCA®.

Odporna i trwała

Folie fotowoltaiczne ASCA® są produkowane w procesie powlekania „Roll to Roll” (od zwojów do zwojów w procesie mokrym). Zaletą tego procesu jest niesamowita szybkość produkcji (na przykład do 550 metrów na minutę w przypadku taśm termotransferowych w porównaniu z 10 metrami na minutę w przypadku innych procesów z rolki na rolkę przez odparowanie) i bardzo duże możliwości dostosowania rozmiaru.

Składa się ona z siedmiu warstw:

  • 5 warstw funkcjonalnych składających się zarówno z warstwy fotoaktywnych polimerów
    w sercu urządzenia (gotowej folii PV), 2 warstw elektrod, jednej w górnej części warstwy fotoaktywnej, a drugiej w dolnej części, do których dodano 2 warstwy pośrednie pomiędzy warstwą fotoaktywną i warstwy elektrod ułatwiające ruch elektronów.
  • 2 warstw folii barierowych które otaczają warstwy funkcjonalne i chronią je przed agresywnym środowiskiem zewnętrznym, takimi jak: tlen, wilgotność, promienie UV, wpływ temperatury, uszkodzenia mechaniczne.

Ta ochrona optymalizuje żywotność ASCA®. To właśnie na tych warstwach ochronnych można dodać dodatkowe funkcje, takie jak odporność na zarysowania a nawet matowe efekty wizualne.

Korzystając z symulatorów słonecznych i automatycznych multimetrów, ARMOR mierzy prąd generowany przez folie fotowoltaiczne ASCA®. Pomiary elektryczne (prąd, napięcie, moc, rezystancje) odbywają się w różnym czasie podczas finalizacji produktu i na każdym etapie podczas testów starzenia. Aby zoptymalizować żywotność, zachowanie modułów fotowoltaicznych jest badane w warunkach najbardziej zbliżonych do rzeczywistości przy użyciu zewnętrznego stanowiska do ekspozycji. Dzięki specjalnemu procesowi mapowania, generowany prąd jest mierzony przez urządzenie punkt po punkcie. Obraz termiczny zapewnia jakość każdego ogniwa. Badania te prowadzone są również w komorach klimatycznych, umożliwiających ustalenie określonej temperatury, wilgotności i poziomu światła.

Charakterystyka techniczna folii ASCA®

Oparta na związkach półprzewodnikowych na bazie polimerów organicznych, folia ASCA ® składa się z cienkich warstw atramentów, osadzonych w procesie powlekania na cienkiej i elastycznej folii, co umożliwia oferowanie innowacyjnych zalet, takich jak elastyczność, lekkość i wiele innych.

Dzięki swojej elastyczności jest w stanie bez trudu wytrzymać określone skręcenia, odkształcenia i wibracje. Folię ASCA ® można nawijać bez utraty wydajności co najmniej 50 000 razy. Testy przeprowadzone przez ekspertów ARMOR gwarantują wytrzymałość 50 000 cykli na trzpieniu o średnicy 50 mm (czyli znacznie mniejszym niż w klasycznym przypadku użycia).

ASCA®  waży około 450g /m2, czyli 30 razy mniej niż w przypadku innych technologii fotowoltaicznych. Aby lepiej oddać jego lekkość, należy wyobrazić sobie folię ASCA® o powierzchni arkusza A4 ważącą zaledwie 30 gramów, czyli tak lekką jak 6 arkuszy papieru tego samego rozmiaru.

Odporność na wstrząsy

Testy odporności są przeprowadzane poprzez powtarzane symulacje wstrząsów. Dzięki pociskom wystrzeliwanym na różnych wysokościach folia ASCA ® wykazuje odporność na całej swojej powierzchni. Podczas gdy sztywne moduły fotowoltaiczne pękają pod wpływem takich uderzeń, uniemożliwiając ich całkowite wykorzystanie, cienkie folie ASCA® są bardziej odporne i każde uderzenie wpływa tylko na dotknięty obszar, a nie na cały system. To sprawia, że jest ona funkcjonalna proporcjonalnie do powierzchni nienaruszonych. Folia ASCA ® SOLUTIONS LAB może oferować systemy integracyjne zaprojektowane w celu zwiększenia tej odporności.

Zachowanie w upale

Temperatura nie ma wpływu na folię ASCA®. Na przykład moduł ASCA ® o mocy 10 Wp przy temperaturze 20°C będzie miał taką samą moc przy 35°C. Zakres temperatury roboczej wynosi od -20°C do +65°C

Słabe oświetlenie

Dla maksymalnej funkcjonalności, folia ASCA® jest wrażliwa na poziomy jasności o niższych natężeniach niż inne technologie. Na przykład 200 luksów może wystarczyć do aktywacji modułu fotowoltaicznego ASCA® .  Ta unikalna cecha sprawia, że folia ASCA® ma tę zaletę, że może z powodzeniem funkcjonować w warunkach wewnątrz pomieszczeń przy działaniu sztucznego oświetlenia.

Przezroczystość

Folia ASCA ® jest półprzezroczysta dzięki półprzezroczystym lub przezroczystym elektrodom siatkowym oraz warstwom tak cienkim, że można przez nie przejrzeć.

Czas pracy

Aktualna żywotność modułu ASCA® różni się w zależności od warunków użytkowania (wewnątrz lub na zewnątrz), rodzaju użytej folii barierowej i sposobu jej integracji. Okres ten może wydłużyć się do 20 lat.

Powłoki

Aby zoptymalizować jej integrację do zastosowań produktowych, możliwe jest uzyskanie większej ilości funkcji poprzez dodanie określonych powłok, takich jak szkło, plastik, kompozyt, tkanina,.

Kolorowa folia fotowoltaiczna

Aby dostosować się do oczekiwań i potrzeb klientów w zakresie wzornictwa, atramenty użyte do produkcji folii, mogą być niebieskie, zielone, szare, a nawet czerwone.

Wymiary

Odpowiednie wymiary odpowiadają określonym parametrom elektrycznym 5V, 12V, 24V (czyli szerokość i długość modułu warunkuje napięcie oraz prąd). W zależności od charakteru projektu (warunki ekspozycji, lokalizacja, dostępne powierzchnie, zapotrzebowanie na energię), ASCA® SOLUTIONS LAB pomaga w opracowywaniu projektu w celu dokładnego określenia potrzebnej powierzchni przed wykonaniem indywidualnego wymiarowania.

ASCA®  najbardziej oczywiste zastosowania

Ze względu na swoją finezję, elastyczność i lekkość, organiczna folia fotowoltaiczna ASCA® jest rewolucyjnym produktem, który dostosowuje się do nieskończonej liczby zastosowań. Jej podstawowe właściwości pozwalają na zastosowanie na dowolnej powierzchni płaskiej lub zakrzywionej.  Jest to folia trzeciej generacji której zakres zastosowań ogranicza tylko wyobraźnia.

Źródło: www.asca.com, DONNÉES GÉNÉRALES

Opracowanie: Mirosław Grabania