Großflächige Fertigung von nanostrukturierten funktionellen Folien mittels Rolle-zu-Rolle UV-Nanoimprint Lithographie

Im abgeschlossenen Projekt NILshim wurde eine neue Generation von Polymer-Prägewerkzeugen entwickelt, welche im laufenden Projekt Nano_Outside zur großflächigen Rolle-zu-Rolle-UV-Prägung von witterungsstabilen und kratzfesten nanostrukturierten Antireflexions- und Lichtlenk-Folien verwendet werden. Ziel ist eine signifikante Effizienzsteigerung von neuartigen flexiblen Solarzellen.

Kurzbeschreibung

NILshim

Die Rolle-zu-Rolle-UV-Nanoimprint Lithographie ermöglicht die großflächige Mikro- und Nanostrukturierung von flexiblen Foliensubstraten. Die bisher wichtigste industrielle Anwendung ist die Herstellung von holographischen Sicherheitsmerkmalen auf Banknoten. Die dabei traditionell verwendeten Nickel-Prägewerkzeuge sind ebenso teuer wie empfindlich. Die im Projekt NILshim entwickelte neue Generation von Prägewerkzeugen aus funktionalisierten Polyurethan-Derivaten ist um Größenordnungen kostengünstiger herstellbar und ihre mechanischen Eigenschaften und Oberflächenchemie können optimal auf die verwendeten UV-Prägelacke eingestellt werden.

Nano_Outside

Die UV-Prägelacke für die Nanoimprint Lithographie wurden bisher vorwiegend auf Prägetreue optimiert und für Innenanwendungen entwickelt. Es gibt keine kommerziellen UV-Prägelacke, die den harschen Bedingungen einer Außenanwendung wie beispielsweise Solarzellen dauerhaft standhalten könnten.

Ziel dieses Projektes ist die Entwicklung von wetterstabilen und kratzfesten UV-NIL-Prägelacken sowie Rolle-zu-Rolle-Prägeprozessen zur Fertigung von nanostrukturierten Antireflexions- und Lichtlenk-Folien zur Vergütung der CZTS Monograin Photovolatik-Folien des Wiener Start-Up-Unternehmens crystalsol gmbh. In ersten Experimenten konnte bereits eine Effizienz-Steigerung dieser neuartigen flexiblen Solarzellen um 6 % erzielt werden.

(a) JOANNEUM RESEARCH R2R-UV NIL-Linie für 250 mm Folienbreite; (b) Schema des R2R-UV-NIL-Prägewerks; (c) links: original Ni-Master Shim; rechts: damit geprägter Polymer-Shim (JOANNEUM RESEARCH)

Applikation einer von JOANNEUM RESEARCH UV-NIL-geprägten Lichtlenk-Folie auf eine flexible CZTS Monograin photovolatik-Folie von crystalsol (JOANNEUM RESEARCH)

Fördergeber/Programm

bmvit, Produktion der Zukunft (19. Ausschreibung, 2016)
Abwicklung durch FFG

Stand: April 2018

Projektlaufzeit: 01.04.2017 - 30.09.2019

Projektbeteiligte

JOANNEUM RESEARCH Forschungsgesellschaft mbH
MATERIALS Institut für Oberflächentechnologien und Photonik
Dr. Dieter Nees
Franz-Pichler-Strasse 30
8160 Weiz
Tel.: +433168763103
E-mail: dieter.nees@joanneum.at
Website

crystalsol GmbH
Am Kanal 27
1110 Wien

Allnex Belgium SA/NV
Anderlechtstraat 33
1620 Drogenbos
Belgien

Allnex Austria GmbH
Leechgasse 21
8010 Graz