Transfer of the sputter technique for deposition of strongly thermochromic VO2-based coatings on ultrathin flexible glass to large-scale roll-to-roll device

Abstract

Díky vratnému přechodu oxidu vanadičitého (VO2) z polovodiče na kov jsou povlaky na bázi VO2 slibným kandidátem pro termochromická chytrá okna, která snižují spotřebu energie v budovách. Podáváme zprávu o přenosu techniky naprašování pro nanášení silně termochromických povlaků ZrO2/VO2 dopovaný W/ZrO2 na ultratenké (0,1 mm) ohebné sklo ze zařízení v laboratorním měřítku se třemi planárními magnetronovými terči (V, W a Zr) na velkoplošné zařízení typu roll-to-roll se dvěma otočnými magnetronovými terči (V dopovaný W a ZrO2). Depozice byly prováděny při relativně nízké povrchové teplotě substrátu (330–350 °C) a bez jakéhokoli předpětí na substrátu. Vrstvy VO2 dopované W byly deponovány pomocí reaktivního impulsního magnetronového naprašování s vysokým výkonem a pulzním řízením toku O2. Srovnáváme parametry procesu použité v obou depozičních zařízeních a vysvětlujeme základní princip této techniky naprašování na základě charakteristik výboje naměřených během depozice na velkoplošném zařízení typu roll-to-roll. Charakterizujeme návrh, strukturu (rentgenová difrakce) a optické vlastnosti (spektrofotometrie a spektroskopická elipsometrie) třívrstvých povlaků. Povlaky připravené na ultratenkém ohebném skle pomocí velkoplošného zařízení roll-to-roll při teplotě blízké 350 °C vykazují nízkou teplotu přechodu 22 °C, integrální světelnou propustnost přes 45 % a modulaci propustnosti sluneční energie blížící se 10 %. Jedná se o slibný první krok k cenově efektivní a rychlé přípravě velkoplošných termochromických povlaků na bázi VO2 pro budoucí aplikace v oblasti chytrých oken.

Description

Subject(s)

reaktivní HiPIMS, termochromické povlaky, oxid vanadičitý

Citation

REZEK, J. SZELWICKA, J. VLČEK, J. ČERSTVÝ, R. HOUŠKA, J. FAHLAND, M. FAHLTEICH, J. Transfer of the sputter technique for deposition of strongly thermochromic VO2-based coatings on ultrathin flexible glass to large-scale roll-to-roll device. Surface and Coatings Technology, 2022, roč. 442, č. SI, s. "128273-1" - "128273-8". ISSN: 0257-8972

Collections