世界上第一个由回收聚丙烯制成的有机光伏电池

项目FlexFunction2Sustain的合作伙伴已承诺为由纳米功能化纸张和塑料驱动的可持续智能产品创建创新解决方案网络，以支持中小企业、初创企业和行业开发和推出开创性产品.在头两年之后，出现了一些有希望的结果和原型，并将在2022年6月27日至29日在法国格勒诺布尔举行的工业技术IndTech2022大会上展示。其中，最近敲定的一个亮点：第一个工作再生塑料上的有机光伏电池。

最近，来自世界各地的与会者齐聚斯德哥尔摩+50环境峰会，强调了迅速推进环境和气候保护措施的紧迫性。我们的星球及其海洋的垃圾正在无情地发展。塑料废物的主要驱动力是包装材料，这是延长食品保质期或保护精致产品和药品免受破坏性环境影响所必需的。此外，得益于柔性电子产品，智能包装开辟了许多新的有用的可能性。未来，例如，用于药品的短寿命包装材料将配备柔性电子设备，以监控药物摄入量或跟踪敏感产品的交付路线。

回收塑料和使用回收材料进行包装是加强环境保护和减少塑料浪费的重要基石。为了替代这种不可回收或不可降解的复合材料和多层材料，正在讨论新型聚合物组合物(生物基和/或可生物降解的)和适用的产品设计作为解决方案。在智能包装中，还必须以更环保的方式考虑电子产品，例如，设计为可回收利用并使用回收物生产。许多初创公司和创新公司已经为可持续的柔性和智能包装产品创造了概念。

FlexFunction2Sustain汇集了来自欧洲研究、大学和工业界的19个合作伙伴，旨在支持中小型公司将基于纳米功能化塑料和纸张表面和膜的产品的创新概念和想法推向市场。FlexFunction2Sustain网络——一个用于纳米功能化技术的开放式创新测试平台(OITB)——提供全面的服务来支持创新，例如。G。从材料和产品设计、技术和产品开发、小批量生产到开发资金的来源。

两年的FlexFunction2Sustain：出现了什么?

在最初的两年里，该财团成立了一个协会，其目的是构建和利用OITB成员的服务组合。因此，通过该协会，合作伙伴计划为中小企业、初创企业和行业提供便捷、快速的OITB设施和服务访问权限。为了简化商业化过程，客户可以通过单一入口点(SEP)销售和项目管理实体访问OITB。SEP在选择合适的技术时咨询客户，并为客户协调所有开发工作和与OITB成员的互动。FlexFunction2Sustain将建立区域联络点，以提供最佳的用户体验，并将OITB带到整个欧洲单一市场。

在不同的工业用例场景中制备并评估了新型环保塑料和纸制品的第一批原型。其中包括可回收/可堆肥的食品和化妆品包装、用于滤水器和诊断的膜、用于汽车应用的智能塑料表面以及可生物降解的安全和防伪标签。

项目协调员JohnFahlteich博士总结道：“我们很自豪能够在6月底于法国格勒诺布尔举行的IndTech2022大会上展示第一个在回收聚丙烯基板上工作的有机光伏电池(OPV)以及一系列技术演示者。”除了OPV电池之外，还将展示几个创新的产品概念，包括：-完全可回收的饮料袋、-可生物降解薄膜的光学特征、-由半透明纸制成的创新新鲜食品包装-用于诊断和水过滤器应用的基于膜的注射器过滤器。

Fahlteich博士继续说道：“在IndTech，FlexFunction2Sustain嵌入了展览的一个专门部分，展示了13个不同的开放式创新试验台的创新和服务，涉及从生物材料到纳米表面再到环保和建筑围护结构的节能解决方案。广泛的技术解决方案组合在现场等待中小企业和行业。我们期待与来自中小企业、初创企业和行业的未来合作伙伴交流想法并启动项目。”

项目合作伙伴FraunhoferIVV和IPCCenterTechniqueIndustrieldelaPlasturgieetdesComposites使用回收聚丙烯(rPP)——从一种新设计的可回收饮料袋包装材料中回收——与原始聚丙烯(vPP)混合以生产用于印刷电子产品的基材薄膜回收物含量为50%。

在弗劳恩霍夫FEP，由氧化铟锡(ITO)制成的透明电极通过采用磁控溅射的卷对卷(R2R)真空镀膜和一组特别调整的工艺和绕组参数进行应用。结果令人印象深刻，因为尽管基板中使用了回收物，但ITO表现出与原始薄膜基板几乎相同的薄层电阻。

然后，希腊的OrganicElectronicsTechnologiesPC(OET)进行R2R槽模涂层以生产OPV电池，然后在有机材料的印刷和OPV电池的最终确定上进行封装步骤。在这里，OET的研究人员对涂层参数进行了多次试验，最终成功地将功能性OPV层打印在由从饮料袋包装材料中回收的50%rPP制成的PP基材上。结果，OPV被证明可以作为最大效率为1%的设备发挥作用。

OET的项目经理VasileiosKyriazopoulos：“大约1%的功率转换效率已经足以为各种一次性智能封装产品提供充足的电力。目前，市售基板上的OPV电池可以实现8%以上的效率因此，通过改进包括薄膜挤出、层设计、印刷和封装在内的整个制造过程，可以将印刷在由50%rPP制成的可回收材料上的OPV电池的效率提高5%以上。"

这代表了开发更环保的产品设计和柔性电子产品的第一步。未来，智能包装等产品，以及广告或消费电子领域的互动杂志都可以在这些初步发展的基础上进行设计。多亏了柔性电子产品，例如使用可回收材料的OPV电池，明天的产品将更加环保。

当然，初步结果只是指明了前进的方向。未来，FlexFunction2Sustain联盟将致力于改进再生薄膜的挤出工艺。此外，开发用于提高表面质量的新层设计已提上日程。OPV工艺还具有改善干燥温度和封装策略的潜力。所有这些共同导致了柔性电子产品达到与原始化石塑料薄膜类似的性能的前景。