طراحي و ساخت پوشش‌هاي چندلايه‌اي نانومتري بازتاب دهندۀ گرمايي ZrO2/Ag/ZrO2 براي بهينه‌سازي مصرف انرژي در آب‌ و هواي گرم

Design and Fabrication of ZrO2/Ag/ZrO2 Heat Reflecting Nanometric Multilayer Films for Optimizing Energy Consumption in Warm Climate

در اين مقاله، به­‌منظور بهينه­سازي مصرف انرژي در ساختمان ها، پوشش نانومتري چندلايه­اي با آرايش ZrO2/Ag/ZrO2 (ZAZ) طراحي شده است. ضخامت بهينه براي لايه­هاي ZrO2 و Ag با استفاده از نرم‌افزار Film Wizard محاسبه شده است. در نمونۀ بهينه شده، لايۀ ZrO2 با روش اسپاترينگ Rf و لايۀ Ag با روش تبخير حرارتي انباشت شدند. خواص الكتريكي و اپتيكي سيستم ZAZ بهينه شده از قبيل مقاومت سطحي، ضريب شايستگي، بازتاب و تراگسيل اپتيكي اين پوشش در نمونۀ طراحي و ساخته شده بررسي و با پيش‌گويي­هاي تئوري مقايسه شدند. نتايج نشان داد كه هم­خواني خوبي بين آن‌ها وجود دارد. مقادير اندازه­گيري شده براي تراگسيل در ناحيۀ مرئي و بازتاب در ناحيۀ فروسرخ به‌­ترتيب %93 و %90 است. هم­چنين مقاومت الكتريكي سطحي سيستم ساخته شده (□/Ω) 1/13 به‌­دست آمده كه مقداري مناسب براي اين پوشش­ها محسوب مي­شود. ميزان عبور و بازتاب اپتيكي اين پوشش نشان­دهندۀ كاركرد مناسب آن براي بهينه­سازي مصرف انرژي در آب ­وهواي گرم است.

In this paper, heat reflecting nanometric multilayer of ZrO2/Ag/ZrO2 (ZAZ) for optimizing energy consumption has been designed. The optimum thickness of ZrO2 and Ag layers was calculated by using the Film Wizard code. In optimized sample, ZrO2and Ag films were deposited by RF sputtering and thermal evaporation technique, respectively. Electrical and optical properties of optimized ZAZ system such as sheet resistance, figure of merit, optical transmittance and reflectance were investigated and compared with the theoretical predictions. According to the results, there is well coincidence between them. The measured value for optical transmittance in visible region and optical reflectance in infrared region was found to be 93% and 90%, respectively. Also, the sheet resistance of ZAZ system was 13.1((□/Ω, which is suitable amount for this coating. The optical transmission and reflection of this coating demonstrate that this structure has good performance for optimization energy consumption in warm climate.