Přejít k obsahu


Improved performance of thermochromic VO2/SiO2 coatings prepared by low-temperature pulsed reactive magnetron sputtering: Prediction and experimental verification

Citace:
KOLENATÝ, D., HOUŠKA, J., VLČEK, J. Improved performance of thermochromic VO2/SiO2 coatings prepared by low-temperature pulsed reactive magnetron sputtering: Prediction and experimental verification. JOURNAL OF ALLOYS AND COMPOUNDS, 2018, roč. 767, č. OCT 30 2018, s. 46-51. ISSN: 0925-8388
Druh: ČLÁNEK
Jazyk publikace: eng
Anglický název: Improved performance of thermochromic VO2/SiO2 coatings prepared by low-temperature pulsed reactive magnetron sputtering: Prediction and experimental verification
Rok vydání: 2018
Autoři: Ing. David Kolenatý , Doc. Ing. Jiří Houška Ph.D. , Prof. RNDr. Jaroslav Vlček CSc.
Abstrakt CZ: Tato práce se zabývá termochromickými povlaky VO2/SiO2 připravenými nízkoteplotním pulzním reaktivním magnetronovým naprašováním na konvenční sodnovápenaté skleněné substráty bez přivedeného předpětí na substrát a bez použití mezivrstvy. Termochromické VO2 vrstvy byly připraveny použitím reaktivního vysokovýkonového pulzního magnetronového naprašování s pulzním řízením průtoku O2 a při povrchové teplotě substrátu 300 °C. Antireflexní SiO2 vrstvy byly deponovány použitím středněfrekvenčního bipolárního duálního magnetronového naprašování na VO2 vrstvy při povrchové teplotě nižší než 35 °C za účelem zlepšení optických a mechanických vlastností. Zaměřujeme se na závislost transmitance ve viditelném spektru s ohledem na citlivost lidského oka (Tlum) a modulace střední transmitance vážené intenzitou slunečního záření (∆Tsol) na tloušťce SiO2 vrstvy. Naměřené závislosti jsou v dobré shodě se závislostmi předpověděnými pomocí vlastností čistých VO2 vrstev naměřených spektroskopickou elipsometrií. Dvě různé tloušťky VO2 vrstev (30 a 88 nm) byly vybrány ke znázornění kompromisu mezi Tlum a ∆Tsol. Ukazujeme zlepšení Tlum při teplotě 25 °C díky SiO2 vrstvě až o 16 % (ze 40,3 % na 56,3 %) a zlepšení ∆Tsol díky SiO2 vrstvě až o 2,6 % (ze 7,7 % na 10,3 %). Výsledky jsou důležité pro návrh a nízkoteplotní přípravu odolných vrstev na bázi VO2 pro chytrá okna.
Abstrakt EN: The paper deals with thermochromic VO2/SiO2 coatings prepared by low-temperature pulsed reactive magnetron sputtering on conventional soda-lime glass substrates without any substrate bias and without any interlayer. Thermochromic VO2 layers were deposited using reactive high-power impulse magnetron sputtering with a pulsed O2 flow control at a substrate surface temperature of 300 °C. Antireflection SiO2 layers were deposited using mid-frequency bipolar dual magnetron sputtering onto the top of VO2 layers at a surface temperature below 35 °C in order to improve the optical and mechanical performance. We focus on the dependence of the luminous transmittance (Tlum) and the modulation of the solar transmittance (∆Tsol) on the SiO2 layer thickness. The measured dependencies are in good agreement with those predicted using properties of pure VO2 layers measured by spectroscopic ellipsometry. Two different VO2 layer thicknesses (30 and 88 nm) have been used to demonstrate the tradeoff between Tlum and ∆Tsol. We show an improvement due to the SiO2 overlayer of up to 16% (from 40.3% to 56.3%) for Tlum measured at 25 °C and up to 2.6% (from 7.7% to 10.3%) for ∆Tsol. The results are important for the design and low-temperature fabrication of high-performance durable thermochromic VO2-based coatings for smart window applications.
Klíčová slova

Zpět

Patička