O que é design de filme fino?

Design de filme fino é uma técnica de fabricação de depositar camadas muito finas de um material base ou substrato. O processo pode ser usado para revestimentos de tinta, peças eletrônicas ou células solares para criar eletricidade a partir da luz. Um filme fino descreve o processo de adicionar quantidades muito finas de produto em camadas repetidas, não necessariamente quão espessado é o produto acabado. Com o tempo, semicondutores e dispositivos de estado sólido foram disponíveis, permitindo que os eletrônicos usassem pequenos circuitos leves e leves. No século XXI, as melhorias contínuas no design de circuitos eletrônicos levaram a dispositivos com tamanhos menores e mais capacidade de computação. O design de filme fino é importante para sua capacidade de usar pequenas quantidades de matérias -primas caras para fazer circuitos a um custo relativamente baixo.Um mercado crescente no início do século XXI foi o desenvolvimento de circuitos flexíveis. Em vez de ter que usar placas de circuito rígidas, os desenvolvedores agora podem criar peças eletrônicas em plásticos muito finos e flexíveis. Um mercado que se beneficiou dessa melhoria foi a eletricidade solar.

Os painéis solares

no início e meados do século XX eram painéis rígidos pesados ​​feitos com vidro sólido e camadas espessas de materiais geradores de eletricidade. Com o tempo, o design de filme fino levou a painéis rígidos com peso muito menor que reduziu o tempo de instalação e as despesas. Além disso, os filmes finos permitiram que os painéis solares fossem colocados em calculadoras portáteis, rádios e telefones celulares ou carregadores a baixo custo. No final do século XX, as células solares foram produzidas pela primeira vez em filme de plástico, permitindo que o painel seja enrolado para armazenamento ou instalado como a superfície externa de um edifício ou veículo.

eficiência energética, uma medição de comoMuita luz solar é convertida em eletricidade, foi baixa em projetos solares iniciais. A eletricidade feita de painéis solares era tipicamente armazenada em baterias que tinham suas próprias limitações de eficiência. Era importante maximizar a eficiência energética dos projetos solares, e o design de filmes finos permitiu que a eficiência subisse para mais de 20 % no início do século XXI, com melhorias adicionais esperadas à medida que novos materiais foram testados.

No século XXI, filmes finos solares usavam uma mistura de silício cristalino e não cristalino, ou amorfo. O silício cristalino pode ser comparado à areia, onde as moléculas têm uma estrutura regular e fixa. Um material amorfo é como vidro, onde as moléculas são mais aleatórias com diferentes propriedades físicas e elétricas.

Ao mesmo tempo, misturas de metais que poderiam criar eletricidade a partir da luz foram desenvolvidas para células solares. Seleneto de gálio de índio de cobre (CIGS) e telurido de cádmio (CDTE) foram duas tecnologias usadas como alternativaive para o silício. Esses metais, embora tóxicos em alguns casos, foram fixados rigidamente no design de filmes finos e na época não considerados riscos ambientais. Em todos os casos, os fabricantes escolheram um design específico para criar a maior eficiência por custo unitário, a fim de obter vantagem de mercado.

Alguns produtos podem ser pulverizados de maneira semelhante para pintar em uma base de vidro ou cinema. Camadas alternadas de materiais de condução eletricamente e não condutora podem criar circuitos eletrônicos. Outro processo para depositar filmes finos é a gorjeta, onde o material é vaporizado e recebe uma carga elétrica, onde é atraída pelo material base com uma carga oposta. A luz do laser pode ser usada para vaporizar os materiais a serem depositados em um substrato. O plasma, uma descarga elétrica de alta energia, pode ser usada para transferir materiais em alguns designs finos de filmes.