Hva er tynnfilmdesign?

Tynnfilmdesign er en produksjonsteknikk for å avsette veldig tynne lag på en base eller underlagsmateriale.Prosessen kan brukes til malingsbelegg, elektroniske deler eller solceller for å skape strøm fra lys.En tynn film beskriver prosessen med å legge til veldig fine mengder produkt i gjentatte lag, ikke nødvendigvis hvor tykt er det ferdige produktet.

Tidlig elektronikk brukt tunge og klumpete vakuumrør og andre deler for å lage TV og elektronikk på midten av 1900-tallet.Med tiden ble halvledere og solid-state-enheter tilgjengelige, slik at elektronikk kunne bruke lette, små kretsløp.Inn i det 21. århundre, førte fortsatte forbedringer i elektronisk kretsdesign til enheter med mindre størrelser og mer databehandlingskapasitet.Tynn filmdesign er viktig for sin evne til å bruke små mengder dyre råvarer for å lage kretsløp til relativt lave kostnader.

Til tross for konseptet om at tynnfilmdesign handler om prosessen, ikke størrelsen på delen, et voksende marked iTidlig 21. århundre var utviklingen av fleksible kretsløp.I stedet for å måtte bruke stive kretskort, kunne utviklere nå lage elektroniske deler på veldig tynne, fleksibel plast.Et marked som hadde godt av denne forbedringen var solenergi.

Solcellepaneler på begynnelsen av midten av 1900-tallet var tunge, stive paneler laget med solid glass og tykke lag med elektrisitetsgenererende materialer.Med tiden førte tynnfilmdesign til stive paneler med mye lavere vekt som reduserte installasjonstid og utgifter.I tillegg tillot tynne filmer solcellepaneler å bli plassert i bærbare kalkulatorer, radioer og mobiltelefoner eller ladere til lave kostnader.På slutten av det 20. århundre ble solceller først produsert på plastfilm, slik at panelet kunne rulles opp for lagring eller installert som den ytre overflaten av et bygg eller kjøretøy.

Energieffektivitet, en måling av hvor mye sollys som blir konvertert tilElektrisitet, var lite i tidlige soldesign.Elektrisiteten laget av solcellepaneler ble vanligvis lagret i batterier som hadde sine egne effektivitetsbegrensninger.Det var viktig å maksimere energieffektiviteten til soldesign, og tynnfilmdesign tillot effektiviteten å stige til over 20 prosent på begynnelsen av det 21. århundre, med ytterligere forbedringer forventet da nye materialer ble testet.

I det 21. århundre, soltynne filmerBrukes enten en blanding av krystallinsk og ikke-krystallinsk, eller amorf silisium.Krystallinsk silisium kan sammenlignes med sand, der molekylene har en fast, vanlig struktur.Et amorft materiale er som glass, der molekylene er mer tilfeldige med forskjellige fysiske og elektriske egenskaper.

Samtidig ble metallblandinger som kunne skape elektrisitet fra lys utviklet for solceller.Kobberindiumgalliumselenid (CIGS) og kadmium Telluride (CDTE) var to teknologier som ble brukt som et alternativ til silisium.Selv om disse metallene var giftige i noen tilfeller, var det fast fikset i tynnfilmdesignet, og den gang ikke betraktet som miljøfarer.I alle tilfeller valgte produsentene en bestemt design for å skape den høyeste effektiviteten per kostnad for enheter, for å få markedsfordel.

Noen produkter kan sprayes på samme måte som å male på et glass eller filmbase.Vekslende lag med elektrisk ledende og ikke-ledende materialer kan lage elektroniske kretsløp.En annen prosess for å deponere tynne filmer er sputtering, der materialet blir fordampet og gitt en elektrisk ladning, der det tiltrekkes av basismaterialet med motsatt ladning.Laserlys kan brukes til å fordampe materialer som skal avsettes på et underlag.Plasma, en elektrisk utslipp med høy energi, kan brukes til å overføre materialer i noen tynne filmdesign.