薄金屬混合膜光學特性及殘留應力分析並應用於太陽能吸收膜

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Title:	薄金屬混合膜光學特性及殘留應力分析並應用於太陽能吸收膜
Authors:	唐謙仁
Contributors:	光電系統工程系
Keywords:	光學薄膜、金屬混合膜、矽-鈮混合膜、太陽能吸收膜、快
Date:	2012-12
Issue Date:	2013-04-16 18:51:38 (UTC+8)
Abstract:	光學鍍膜有兩個重要課題，一、開發具有良好光學特性、機械特性及環境穩定性的薄膜材料，二、開發新的光學多層膜設計方式；而新薄膜材料的開發有助於此兩課題研究，利用兩種現有薄膜材料混合出所需特性的混合膜是一個不需對製程作大幅改變之簡易及低成本的薄膜材料開發方式，而本計劃使用快速交替式磁控濺鍍系統製備用以製備金屬混合薄膜及太陽能吸收膜，為兩薄膜材料分別交替沉積極薄之膜層於基板上，基板製具快速旋轉，使兩薄膜材料完全混合，而兩薄膜材料之化學組態，由控制兩磁控濺鍍靶的相對濺鍍功率決定；研究分為兩部份，一、金屬混合薄膜材料的研究，探討矽-鈮(Nb-Si)金屬混合薄膜於不同薄膜厚度及混合比例下之光學特性、表面特性、抗腐蝕及抗氧化能力研究，並建立兩不同金屬薄膜材料混合之等效介質模型；二、利用金屬混合膜於太陽能吸收膜之設計與製鍍研究，找出折射率與消光係數相近之不同混合比例的金屬混合薄膜，且該金屬混合膜須具良好之抗腐蝕及抗氧化能力，使用此金屬混合膜搭配二氧化矽(SiO2)或五氧化二鈮(Nb2O5)之介電質薄膜，製鍍具有高太陽光能量吸收及低殘留應力特性之太陽能吸收膜；本計劃將探討兩單一金屬材料薄膜混合對折射率、消光係數、表面微觀結構及殘留應力的影響，及經腐蝕與抗氧化測試後薄膜的光學特性及殘留應力變化之研究，並研製太陽能吸收膜，搭配金屬混合膜及膜層堆疊設計，使所製鍍出之太陽能吸收膜具有高吸收、低殘留應力、抗腐蝕及抗氧化能力等特性，完成以金屬混合膜取代傳統單一金屬材料薄膜作為光學鍍膜材料，作為下一世代光學薄膜設計及製程方法之研究。
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