自动化太阳能电池研究平台：绿色能源智能实验室
今天的化学实验室是关于更聪明地工作，而不是更努力地工作。更高的重现性和速度正在提高通量和研究质量。科学家们不再背负着乏味、重复性的任务，他们终于可以自由地专注于他们工作中更具创造性的方面。
本文以 Daniel Chartrand 博士为特色。以及他在蒙特利尔大学 (U of M) 建立的自动化平台。该平台旨在加速该大学对太阳能电池的研究，以获得更绿色、更清洁的能源。
博士。 Chartrand 需要在惰性气氛外壳中自动制造和表征小型测试太阳能电池。
太阳能电池
当光或光子被半导体材料吸收并转化为电能时，太阳能电池就会产生能量。太阳能电池装置是太阳能电池板的电气构件。常用于生产清洁能源，还可以检测光并测量其强度。
由于消耗的材料和能源，太阳能电池的生产并不总是对环境友好的。这就是为什么全世界的研究人员都在寻找更好的方法来生产它们。
Chartrand 博士的系统为密歇根大学化学实验室的研究人员提供了一个快速的自动化平台，以探索新的太阳能电池材料和生产方法。
自动化挑战
这项研究所需的玻璃基板很脆弱。每个都必须在完全相同的条件下在惰性气氛室内小心处理。这一挑战需要一个能够在狭窄空间中机动的小型、紧凑但高度精确的机器人。此外，平台的组件需要价格合理、高度可靠且易于使用。
解决方案
对于机器人组件，Chartrand 博士选择了世界上最小的六轴机械臂 Meca500。将机器人安装在线性轴上大大增加了它的范围，超出了使用更大机器人可能获得的范围。机器人微小且可重复的定位消除了对使用视觉或其他方式的对齐系统的需求。
从手动到机器人动作
首先，机器人在其底座上放置一个机架。然后，它将玻璃基板从底座转移到旋涂机。接下来，液体处理器在玻璃基板上制备和沉积液体，随后是用于退火（热处理）的加热板。一旦达到设定的时间，机器人就会从板上取下玻璃基板，将其翻转，然后将其放置在托盘中，一旦托盘装满，机器人就会将其装载到真空室中进行金属沉积。
优点
多亏了这个平台：吞吐量提高了 10 倍 .微小的、可重复的运动是可能的，可变的溶液制备和退火时间也是如此。这转化为更高的研究质量。最重要的是，Chartrand 博士的自动化将研究人员从繁琐、重复的工作中解放出来，这样他们就可以专注于创新，为环境服务。
关于查特朗博士
Daniel Chartrand 博士拥有博士学位。他在蒙特利尔大学获得了配位化学博士学位，在过去的 14 年里他一直在那里工作。他目前是化学系材料和分子光活性分析实验室 (LAMP) 的研究顾问。 Chartrand 博士对设计和实施自动化以提高分析技术的吞吐量产生了热情，例如太阳能设备的这种机器人表征。
蒙特利尔大学
蒙特利尔大学是世界领先的研究型大学之一。该大学于 1878 年在魁北克蒙特利尔成立，旨在通过将自己置于知识的最前沿，为社会健康做出贡献。为了实现这一目标，该大学于 2019 年开设了一个新的最先进的科学综合体，称为 MIL 校区，用于前沿研究。了解更多>
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