ITO热镜膜研究-制备及光学和热辐射性质导电膜及金属的光谱定向发射率的理论推算

摘要

该论文分成二个部分。第一部分是关于在黑色聚合物衬底上沉积单层ITO(IndiumTinOxides)热镜膜制备太阳能选择性吸收表面的研究。ITO薄膜是一种半导体透明导电薄膜，具有很广的应用背景。若将ITO热镜膜沉积在黑色聚合物底衬上以制备光谱选择性吸收表面，其突出优点是不需要发射率很低的金属做衬底。由于可采用柔性聚合物作为底衬，所以能降低太阳能选择性吸收表面的成本，有利于在太阳能热利用领域推广应用选择性吸收表面。作者在第一部分研究了采用普通和磁控溅射法制备ITO热镜膜的工艺以及制备工艺对ITO热镜膜的光学和热辐射性能的影响。第二部分是关于金属Al和Cu的光谱定向发射率的理论推算的研究。在该论文第二部分的工作中，作者针对在Fresnel公式中用Haugen-Rubens关系来预测金属的热辐射性质存在的问题，推导出了描述Drude模型中金属弛豫频率γ的表达式，据此提出了改进金属的长波热辐射性质的预测的D-R法。给出了D-R法、Hagen-Rubens关系式和n=k的假设对金属Al的定向发射率的理论预测结果，并将预测结果与Schmidt和Eckert的实验测量值进行对比。对比结果显示了D-R法的准确性，而无论是Hagen-Rubens关系式还是n=k的假设都会导致金属Al的长波热辐射性质预测与实验结果的明显偏差。作者也给出了金属Al在773K和金属Cu在293K的法向发射率以及Cu在4μm的光谱法向发射率的理论预测与实验结果的结比，对比结果同样显示了D-R法的准确性。作者还给出了金属Cu的光谱定向发射率的理论预测结果。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：符号表

第一部分

第一章绪论

§1-1我国的能源与环境现状及可再生能源(特别是太阳能)的重要意义

§1-2热镜膜对开源与节流具有重大意义

§1-3实用化的热镜膜种类

§1-4ITO热镜膜的优势

§1-5ITO薄膜的主要应用领域

§1-6ITO热镜膜的制备方法及研究现状

§1-7本论文研究的子课题及涉及的领域

参考文献

第二章溅射法制备单层ITO热镜膜的工艺探讨

§2-1引言

§2-2靶材的制备

§2-3普通RF溅射法制备ITO热镜膜

§2-4磁控RF溅射法制备ITO热镜膜

§2-5本章小结

参考文献

第三章单层ITO热镜膜的光学和热辐射性质——实验测定和理论计算

§3-1引言

§3-2金属氧化物半导体透明热镜膜的光学和热辐射性能计算方法的研究

§3-3小结

参考文献

第四章等离子体频率与单层ITO热镜膜的太阳能吸收率及发射率之间的关系

§4-1引言

§4-2单层ITO热镜膜的热辐射性质与等离子波长关系的实验研究

§4-3小结

参考文献

第五章结论

第二部分

第一章金属定向发射率理论计算方法的改进

§1-1引言

§1-2金属的光学常数与介电常数之间的关系

§1-3金属的介电常数

§1-4Hagen-Rubens关系式

§1-5金属定向发射率计算方法的改进

§1-6小结

参考文献

第二章金属定向发射率的理论预测与实验对比

§2-1预测方式

§2-2计算结果

§2-3小结

参考文献

第三章结论

致谢

作者在博士生期间发表和待发表的与本博士论文工作有关的文章