Pulsed Magnetron Sputtering of Strongly Thermochromic VO2-Based Coatings with a Transition Temperature of 22 °C onto Ultrathin Flexible Glass
dc.contributor.author | Bárta, Tomáš | |
dc.contributor.author | Vlček, Jaroslav | |
dc.contributor.author | Houška, Jiří | |
dc.contributor.author | Haviar, Stanislav | |
dc.contributor.author | Čerstvý, Radomír | |
dc.contributor.author | Szelwicka, Jolanta | |
dc.contributor.author | Fahland, Matthias | |
dc.contributor.author | Fahlteich, John | |
dc.date.accessioned | 2021-02-08T11:00:28Z | |
dc.date.available | 2021-02-08T11:00:28Z | |
dc.date.issued | 2020 | |
dc.description.abstract | Vratný přechod polovodič-kov oxidu vanadičitého (VO2) činí z povlaků na bázi VO2 slibného kandidáta pro využití na termochromická chytrá okna redukující energetickou spotřebu budov. Práce se zabývá maximalizací aplikačního potenciálu těchto povlaků z hlediska jejich vlastností, průmyslově přívětivé techniky výroby a použití průmyslově relevantního substrátu. Představujeme škálovatelnou naprašovací depoziční techniku pro přípravu silně termochromických ZrO2/V0,984W0,016O2/ZrO2 povlaků na ultratenkém flexibilním skle a na standardním skle při relativně nízké teplotě povrchu substrátu (330 °C) a bez předpětí na substrátu. Vrstvy V0,984W0,016O2 byly připraveny pomocí kontrolovaného vysokovýkonového pulzního magnetronového naprašování z vanadového terče v kombinaci se současným pulzním dc magnetronovým naprašováním z wolframového terče. Základní principy této techniky vysvětlujeme pomocí výbojových charakteristik měřených pro oba výboje. Charakterizujeme strukturu povlaku (rentgenová difrakce) a širokou škálu jeho optických vlastností (spektrofotometrie a spektroskopická elipsometrie). Prezentované povlaky vykazují teplotu přechodu 22 °C, světelnou propustnost ve viditelné oblasti blížící se 50 %, rozdíl v propustnosti sluneční energie přes 10 % a barvu nezávislou na teplotě. Tyto výsledky a úspěšný přechod od standardního k ultratenkému flexibilnímu sklu mají zásadní význam pro budoucí aplikaci povlaků na chytrá okna. | cs |
dc.description.abstract-translated | The reversible semiconductor-to-metal transition of vanadium dioxide (VO2) makes VO2-based coatings a promising candidate for thermochromic smart windows, reducing the energy consumption of buildings. This paper deals with maximizing the application potential of these coatings in terms of their performance, an industry-friendly preparation technique, and an industrially relevant substrate. We present a scalable sputter deposition technique for the preparation of strongly thermochromic ZrO2/V0.984W0.016O2/ZrO2 coatings on ultrathin flexible glass and standard glass at a relatively low substrate surface temperature (330 °C) and without any substrate bias voltage. The V0.984W0.016O2 layers were deposited by a controlled high-power impulse magnetron sputtering of a V target, combined with a simultaneous pulsed dc magnetron sputtering of a W target. We explain the fundamental principles of this technique using the discharge characteristics measured for both discharges. We characterize the coating structure (X-ray diffraction) and a wide range of optical properties (spectrophotometry and spectroscopic ellipsometry). We find that the coatings combine a transition temperature of 22 °C, a luminous transmittance approaching 50%, a modulation of the solar energy transmittance over 10% and a temperature-independent color. The results in general, and the successful transfer from a standard glass to the ultrathin flexible glass in particular, are crucial for future applications of the coatings on smart windows. | en |
dc.format | 15 s. | cs |
dc.format.mimetype | application/pdf | |
dc.identifier.citation | BÁRTA, T., VLČEK, J., HOUŠKA, J., HAVIAR, S., ČERSTVÝ, R., SZELWICKA, J., FAHLAND, M., FAHLTEICH, J. Pulsed Magnetron Sputtering of Strongly Thermochromic VO2-Based Coatings with a Transition Temperature of 22 °C onto Ultrathin Flexible Glass. Coatings, 2020, roč. 10, č. 12, s. „1258-1“-„1258-15“. ISSN 2079-6412. | cs |
dc.identifier.document-number | 602098300001 | |
dc.identifier.doi | 10.3390/coatings10121258 | |
dc.identifier.issn | 2079-6412 | |
dc.identifier.obd | 43931328 | |
dc.identifier.uri | 2-s2.0-85098658354 | |
dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/11025/42633 | |
dc.language.iso | en | en |
dc.publisher | MDPI | en |
dc.relation.ispartofseries | Coatings | en |
dc.rights | © MDPI | en |
dc.rights.access | openAccess | en |
dc.subject | oxid vanadičitý | cs |
dc.subject | silně termochromické povlaky | cs |
dc.subject | nízká teplota přechodu | cs |
dc.subject | pulzní magnetronové naprašování | cs |
dc.subject | nízká depoziční teplota | cs |
dc.subject | ultratenké flexibilní sklo | cs |
dc.subject | chytrá okna | cs |
dc.subject.translated | Vanadium dioxide | en |
dc.subject.translated | strongly thermochromic coatings | en |
dc.subject.translated | low transition temperature | en |
dc.subject.translated | pulsed magnetron sputtering | en |
dc.subject.translated | low deposition temperature | en |
dc.subject.translated | ultrathin flexible glass | en |
dc.subject.translated | smart windows | en |
dc.title | Pulsed Magnetron Sputtering of Strongly Thermochromic VO2-Based Coatings with a Transition Temperature of 22 °C onto Ultrathin Flexible Glass | en |
dc.title.alternative | Pulzní magnetronové naprašování silně termochromických povlaků na bázi VO2 s teplotou přechodu 22 °C na ultratenké flexibilní sklo | cs |
dc.type | článek | cs |
dc.type | article | en |
dc.type.status | Peer-reviewed | en |
dc.type.version | publishedVersion | en |