Hva er Thin Film Design?

March 5  by Eliza

Tynnfilm utforming er en produksjonsteknikk for avsetning av meget tynne lag på et underlag eller et substrat materiale. Fremgangsmåten kan brukes for malingsbelegg, elektroniske deler eller solceller for å opprette strøm fra lys. En tynn film beskriver prosessen med å tilsette meget fine mengder av produktet i repeterende lag, ikke nødvendigvis hvor tykk er det ferdige produkt.

Tidlige elektronikk brukes tunge og store vakuum-rør og andre deler for å lage TV-apparater og elektronikk i midten av det 20. århundre. I tid, halvledere og SSD-enheter ble tilgjengelig, slik at elektronikken til å bruke lette, små kretser. Inn i det 21. århundre, fortsatte forbedringer i elektronisk krets design førte til enheter med mindre størrelser og mer regnekapasitet. Tynnfilm utforming er viktig for dens evne til å bruke små mengder av kostbare råmaterialer for å gjøre kretsene ved relativt lave kostnader.

Til tross for det konsept som tynnfilm utforming er om prosessen, ikke størrelsen av delen, var en økende markedet tidlig 21. århundre utviklingen av fleksible kretser. Snarere enn å måtte bruke stive kretskort, kan utviklere nå lage elektroniske deler på svært tynne, fleksible plast. Et marked som dratt nytte av denne forbedringen var solenergi elektrisitet.

Solcellepaneler i tidlig til midten av det 20. århundre var tunge, stive paneler laget med solid glass og tykke lag med elektrisitet-generering materialer. I tid, tynn film design førte til stive paneler med mye lavere vekt som redusert installasjonstid og regning. I tillegg, tynne filmer tillates solcellepaneler for å bli plassert i bærbare kalkulatorer, radioer og mobiltelefoner eller ladere til en lav kostnad. På slutten av 20-tallet, ble det solceller først produseres på plastfilmen, slik at platen kan rulles sammen for lagring eller installert som den ytre overflate av en bygning eller et kjøretøy.

Energieffektivitet, en måling av hvor mye sollys omdannes til elektrisitet, var lav i begynnelsen av solenergi utførelser. Elektrisiteten laget av solcellepaneler ble vanligvis lagres i batterier som hadde sine egne effektivitets begrensninger. Det var viktig for å maksimere energieffektiviteten i solar design, og tynn film design tillatt effektivitet til å stige til over 20 prosent på begynnelsen av 21-tallet, med flere forbedringer som forventes som nye materialer ble testet.

I det 21. århundre, solenergi tynne filmer enten brukes en blanding av krystallinske og ikke-krystallinsk eller amorf, silisium. Krystallinsk silisium kan bli sammenlignet med sand, hvor molekylene har en fast, jevn struktur. Et amorft materiale som glass, hvor molekylene er mer tilfeldig med forskjellige fysikalske og elektriske egenskaper.

På samme tid, ble blandinger av metaller som kan skape elektrisitet fra lys utviklet for solceller. Kobber indium gallium selen (CIGS) og kadmium Telluride (CdTe) var to teknologier som brukes som et alternativ til silisium. Disse metallene, selv giftig i noen tilfeller ble stivt festet i den tynne filmen utforming, og på det tidspunkt ikke ansett miljøfarer. I alle tilfeller, produsenter valgte en spesiell design for å skape den høyeste effektivitet per enhetskostnaden, for å få markedet fordel.

Noen produkter kan sprøytes på samme måte som maling på et glass eller filmbase. Vekslende lag av elektrisk ledende og ikke-ledende materialer kan skape elektroniske kretser. En annen fremgangsmåte for avsetning av tynne filmer er sputtering, hvor materialet fordampes og gis en elektrisk ladning, hvor den blir tiltrukket av basismaterialet med en motsatt ladning. Laser lys kan brukes for å fordampe materiale som skal avsettes på et substrat. Plasma, en høy-energi elektrisk utladning, kan brukes til å overføre materialene i enkelte tynnfilm design.