VO2/FTO复合薄膜光电特性研究
【摘要】：智能窗是一种能够根据外界环境温度变化而改变自身红外透过率的窗户,从而达到节能环保的作用。就智能窗材料的选取方面,VO2薄膜材料因为具有热致变色特性而受到大多数人的密切关注。在相变温度前后,VO2薄膜材料不管是结构还是光电特性都会发生很大的变化,并且这种变化是可逆的。本文首先通过多层膜矩阵计算理论、修正的Sellmeier色散模型和经典Preisach理论模型分别建立了VO2/FTO复合薄膜变温光学模型和新型的Preisach理论模型。基于这两种模型计算分析了VO2/FTO复合薄膜的光学特性和电学特性,并与磁控溅射法制备的复合薄膜样品的光电特性分别进行比较,结果显示两者的结果较为一致。研究表明,随着VO2/FTO复合薄膜的厚度增加,其透过率会降低,热滞回线变宽,相变温度降低,这主要是受复合薄膜的结晶性影响。然后,在室温条件下利用磁控溅射法在导电玻璃FTO基底上镀上一层金属钒薄膜,再通过后退火工艺使金属钒薄膜氧化成VO2,从而得到具有热致变色的VO2/FTO复合薄膜,同时还研究并分析了一些工艺参数对复合薄膜特性的影响,完善了制备VO2/FTO复合薄膜的工艺流程,从而获得了最佳工艺参数。最后,分别对VO2/FTO复合薄膜样品的形貌结构、光学特性及其电学特性进行测试与分析。结果表明,在导电玻璃FTO上生长的VO2薄膜具有很高的结晶度和取向性,其表面形貌变化也很大。与相同工艺条件下在玻璃衬底上制备的VO2薄膜相比,VO2/FTO复合薄膜的相变温度降低约18℃,热滞回线温宽收窄约4℃,相变前后的红外透过率分别约为42%和21%。说明复合薄膜既可明显降低相变温度和热滞宽度,又可增强VO2薄膜的红外调控能力。
【关键词】：智能窗 红外 VO2 FTO 复合薄膜
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TU855;TU228
