Automatización de una plataforma de investigación de células solares:un laboratorio inteligente para una energía más ecológica

Los laboratorios de química de hoy se tratan de trabajar de manera más inteligente, no más difícil. Una mayor reproducibilidad y velocidad aumentan el rendimiento y la calidad de la investigación. Ya no tienen que cargar con tareas tediosas y repetitivas, los científicos finalmente tienen la libertad de concentrarse en aspectos más creativos de su trabajo.

Este artículo presenta al Dr. Daniel Chartrand, Ph.D. y la plataforma de automatización que construyó en la Universidad de Montreal (U of M). La plataforma está destinada a acelerar la investigación de la Universidad sobre células solares, para una energía más ecológica y limpia.

Dr. Chartrand necesitaba automatizar la fabricación y caracterización de pequeñas celdas solares de prueba en recintos de atmósfera inerte.

Células solares

Las celdas solares generan energía cuando la luz, o los fotones, son absorbidos por materiales semiconductores y convertidos en electricidad. Los dispositivos de células solares son los componentes básicos eléctricos de los paneles solares. Comúnmente utilizados para producir energía limpia, también pueden detectar la luz y medir su intensidad.

La producción de células solares no siempre es respetuosa con el medio ambiente debido a los materiales y la energía que consume. Es por eso que los investigadores de todo el mundo están buscando mejores formas de producirlos.

El sistema del Dr. Chartrand proporciona a los investigadores del laboratorio de química de la U of M una plataforma de automatización rápida para explorar nuevos materiales y métodos de producción de células solares.

Desafíos de automatización

Los sustratos de vidrio necesarios para esta investigación son delicados. Cada uno debe manipularse con cuidado dentro de una cámara de atmósfera inerte exactamente en las mismas condiciones. Este desafío requería un robot pequeño, compacto, pero altamente preciso, capaz de maniobrar en un espacio reducido. Además, los componentes de la plataforma debían ser asequibles, pero muy fiables y fáciles de usar.

Soluciones

Para el componente robótico, el Dr. Chartrand seleccionó el brazo robótico de seis ejes más pequeño del mundo, el Meca500. Montar el robot en un eje lineal mejoró en gran medida su alcance, más allá de lo que posiblemente se habría obtenido con el uso de un robot más grande. El posicionamiento minucioso y reproducible del robot eliminó la necesidad de un sistema de alineación mediante visión u otros medios.

De los movimientos manuales a los robotizados

Primero, el robot coloca un estante en su base. Luego, transfiere un sustrato de vidrio desde la base hasta el recubridor giratorio. A continuación, un manipulador de líquidos prepara y deposita líquidos sobre el sustrato de vidrio, seguido de una placa de calentamiento para el recocido (tratamiento térmico). Una vez que se alcanza un tiempo establecido, el robot retira el sustrato de vidrio de la placa, lo voltea y lo deposita en una bandeja, que una vez llena, el robot la carga en una cámara de vacío para la deposición de metal.

Beneficios

Gracias a esta plataforma:El rendimiento se multiplica por 10 . Son posibles movimientos minuciosos y reproducibles, al igual que preparaciones de soluciones variables y tiempos de recocido. Esto se traduce en una mayor calidad de la investigación. Sobre todo, la automatización del Dr. Chartrand libera a los investigadores de los aspectos tediosos y repetitivos de su trabajo para que puedan concentrarse en innovar, al servicio del medio ambiente.

Acerca del Dr. Chartrand

El Dr. Daniel Chartrand tiene un Ph.D. en Química de Coordinación de la Universidad de Montreal, donde ha estado trabajando durante los últimos catorce años. Actualmente es Asesor de Investigación en el Laboratorio de Análisis de Fotoactividad de Materiales y Moléculas (LAMP) del Departamento de Química. El Dr. Chartrand ha desarrollado una pasión por diseñar e implementar automatizaciones para mejorar el rendimiento de las técnicas analíticas, como esta caracterización robotizada de dispositivos solares.

La Universidad de Montreal

La Université de Montréal es una de las principales universidades de investigación del mundo. Establecida en 1878, en Montreal, Quebec, la universidad tiene como objetivo contribuir al bienestar social colocándose a la vanguardia del conocimiento. Con este objetivo, la universidad inauguró en 2019 un nuevo complejo científico de última generación conocido como Campus MIL, para investigación de vanguardia. Más información>

Más información sobre los productos y soluciones de Mecademic

¿Listo para descubrir cómo nuestros productos y soluciones pueden aumentar su rendimiento de producción en el menor espacio posible, sin sacrificar la precisión o el alcance?

➡️ Explora nuestros productos:https://www.mecademic.com/productos

➡️ ¡O contáctenos inmediatamente para reservar su demostración!

---