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Una tecnologia ottica innovativa rileva piccoli difetti su film sottili

I rivestimenti barriera sono vitali per carte patinate e moduli solari flessibili, ai fini di una protezione contro le influenze esterne che possono comprometterne la qualità. Alcuni scienziati finanziati dall’UE hanno sviluppato un nuovo sistema di metrologia per la misurazione rapida dei difetti presenti nei film sottili che fungono da barriera, favorendo la produzione in grandi volumi di rivestimenti barriera roll-to-roll.
Una tecnologia ottica innovativa rileva piccoli difetti su film sottili
Piccoli difetti nei film sottili utilizzati in prodotti come la carta con rivestimento polimerico e i fotovoltaici flessibili a basso costo possono minare la qualità e la resistenza del prodotto. Questo riduce anche la resa e aumenta il livello degli scarti, interessando ulteriormente la competitività. L’esposizione al vapore acqueo di tali moduli fotovoltaici difettosi e dei film con barriera in cartone rivestita di polimeri causa cortocircuiti nei componenti elettronici e la degradazione dei prodotti cartacei.

I sistemi di ispezione per il controllo qualità in linea risolvono in parte il problema, ma spesso è necessario un compromesso tra la soluzione e la velocità. Nell’ambito del progetto NANOMEND (Nanoscale defect detection, cleaning and repair for large area substrates), finanziato dall’UE, gli scienziati hanno sviluppato una tecnologia ottica innovativa per identificare, pulire e riparare in maniera migliore i difetti su micro e nanoscala senza ridurre l’efficienza di produzione.

Lo strumento di nuova concezione è un interferometro a scansione di lunghezza d’onda in grado di effettuare misurazioni 3D senza movimento ottico meccanico, semplicemente variando la lunghezza d’onda della sorgente luminosa nel set-up di un interferometro. L’analisi delle informazioni di misurazione viene effettuata nel giro di pochi secondi. I difetti su micro e nanoscala possono essere misurati in modo efficace in ambienti rumorosi, poiché l’interferometro ha integrato una compensazione del rumore ambientale. L’interferometro a scansione di lunghezza d’onda può essere utilizzato per misurare superfici sia lisce che strutturate.

Il progetto NANOMEND stabilito due linee pilota per dimostrare la nuova tecnologia di rilevamento, pulizia e riparazione. La prima è stata sviluppata per estendere la durata di conservazione degli alimenti confezionati in cartone e la seconda per aumentare l’efficienza e la durata dei sistemi FV flessibili.

I ricercatori hanno inoltre studiato il potenziale di una tecnologia di deposizione per rivestimento detta deposizione di strati atomici per produrre rivestimenti ultra-barriera e valutare i difetti nei rivestimenti olografici sia per i sistemi FV flessibili che per gli imballaggi di carta patinata.

Un migliore rilevamento e una migliore riparazione dei difetti aumenteranno la qualità e la durata dei prodotti che utilizzano film sottili su grandi superfici, potenziando la posizione competitiva dei produttori. Si ridurranno inoltre gli sprechi e i costi e saranno raggiunti importanti vantaggi per l’ambiente. Per le imprese partner si prevedono nuovi mercati nel confezionamento intelligente, l’elettronica flessibile e l’illuminazione a superficie ampia.

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Keywords

Film sottili, rivestimenti barriera, carte patinate, NANOMEND, rilevamento dei difetti, interferometro a scansione di lunghezza d’onda