Co je to design tenkého filmu?
Návrh tenkého filmu je výrobní technika ukládání velmi tenkých vrstev na základně nebo substrátovém materiálu. Proces lze použít pro nátěry, elektronické části nebo solární články k vytváření elektřiny ze světla. Tenký film popisuje proces přidávání velmi jemného množství produktu do opakujících se vrstev, ne nutně, jak silný je hotový produkt. Časem byly k dispozici polovodiče a zařízení na pevném státě, což umožnilo elektronice používat lehké malé obvody. Do 21. století vedla pokračující zlepšení designu elektronických obvodů k zařízením s menšími velikostmi a více výpočetní kapacitou. Konstrukce tenkého filmu je důležitá pro jeho schopnost používat malá množství drahých surovin k výrobě obvodů za relativně nízké náklady.Rostoucím trhem na počátku 21. století byl vývoj flexibilních obvodů. Namísto toho, aby museli používat tuhé desky obvodů, mohli vývojáři nyní vytvářet elektronické části na velmi tenkých flexibilních plastech. Trh, který z tohoto zlepšení těžil, byla sluneční elektřina.
solární panely na počátku až polovině 20. století byly těžké, tuhé panely vyrobené z pevného skla a silné vrstvy materiálů generujících elektřinu. V čase vedl design tenkého filmu k tuhým panelům s mnohem nižší hmotností, která zkrátila dobu instalace a výdaje. Tenké filmy navíc umožňovaly umístění solárních panelů do přenosných kalkulaček, rádií a mobilních telefonů nebo nabíječek za nízké náklady. Na konci 20. století byly solární články poprvé vyrobeny na plastovém filmu, což umožnilo, aby byl panel převrácen pro skladování nebo nainstalován jako vnější povrch budovy nebo vozidla.
energetická účinnost, měření toho, jakHodně sluneční světlo je přeměněno na elektřinu, bylo nízké v raných solárních vzorcích. Elektřina vyrobená ze solárních panelů byla obvykle uložena v bateriích, které měly vlastní omezení účinnosti. Bylo důležité maximalizovat energetickou účinnost solárních návrhů a design tenkého filmu umožnil efektivnosti zvýšit nad 20 procent na počátku 21. století, přičemž se očekávala další zlepšení, protože byly testovány nové materiály.
V 21. století používaly sluneční tenké filmy buď směs krystalického a nekrystalického nebo amorfního křemíku. Krystalický křemík lze porovnat s pískem, kde molekuly mají pevnou, pravidelnou strukturu. Amorfní materiál je jako sklo, kde jsou molekuly náhodnější s různými fyzickými a elektrickými vlastnostmi.
Současně byly pro solární články vyvinuty směsi kovů, které by mohly vytvářet elektřinu ze světla. Měď Indium Gallium Selenid (CIGS) a kadmium Telluride (CDTE) byly dvě technologie používané jako alternativaIve to Silicon. Tyto kovy, i když v některých případech toxické, byly pevně fixovány v designu tenkého filmu a v té době se nepovažovaly za environmentální rizika. Ve všech případech si výrobci vybrali konkrétní design, aby vytvořili nejvyšší efektivitu na jednotku, aby získali tržní výhodu.
Některé produkty lze stříkat podobně jako malovat na sklenici nebo filmovou základnu. Střídavé vrstvy elektricky vodivých a nevodivých materiálů mohou vytvářet elektronické obvody. Dalším procesem pro ukládání tenkých filmů je rozprašování, kde se materiál odpařuje a má elektrický náboj, kde je přitahován základní materiál s opačným nábojem. Laserové světlo lze použít k odpařování materiálů, které mají být uloženy na substrátu. Plazma, vysoce energetický elektrický výboj, lze použít k přenosu materiálů v některých návrzích tenkých filmů.