DE102004016436B3 - Process of manufacturing self-cleaning window glass or glass building facade involves atomised application of silicon agent to titanium oxide surface - Google Patents

Process of manufacturing self-cleaning window glass or glass building facade involves atomised application of silicon agent to titanium oxide surface Download PDF

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Abstract

In a process of manufacturing self-cleaning window glass, the glass is sputter-coated with a multi-layered system with photo-catalytic properties. Material containing silicon (SiO2-x(OH)2x), where x is from 0-2 is separated from a supply by flame pyrolysis at up to 500[deg]C and is then atomised and coated onto a titanium oxide surface. The silicon oxide layer is from 5 to 200 nm.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Mehrschichtsystemen mit photokatalytischen Eigenschaften auf Oberflächen.The The invention relates to a method for producing multilayer systems with photocatalytic properties on surfaces.

PVD – Verfahren (Physical vapor deposition) wie Verdampfungs- und Zerstäubungsprozesse sind seit langem Stand der Technik. Das Sputtern oder (Festkörper-)Zerstäuben bezeichnet den Prozess, bei dem Atome eines Materials durch den Beschuss mit hochenergetischen Edelgasionen aus dem Verbund herausgeschlagen und auf einem Substrat abgeschieden werden. Hierzu existiert eine umfangreiche Standardliteratur, von der exemplarisch das Diodensputtern (K. Wasa, S. Hayakawa: "HANDBOOK OF SPUTTER DEPOSITION TECHNOLOGY: PRINCIPLES, TECHNOLOGY, AND APPLICATIONS" (MATERIALS SCIENCE AND PROCESS TECHNOLOGY SERIES) (1992)) erwähnt werden soll.PVD method (Physical vapor deposition) such as evaporation and sputtering processes have long been state of the art. The sputtering or (solid) sputtering designates the process by which atoms of a material are hit by the bombardment high-energy noble gas ions knocked out of the composite and deposited on a substrate. For this exists a extensive standard literature, exemplified by the diode sputtering (K. Wasa, S. Hayakawa: "HANDBOOK OF SPUTTER DEPOSITION TECHNOLOGY: PRINCIPLES, TECHNOLOGY, AND APPLICATIONS "(MATERIALS SCIENCE AND PROCESS TECHNOLOGY SERIES) (1992)).

Bekannt sind auch Verfahren, bei denen in eine Brenn- oder Knallgasflamme metallorganische Verbindungen eingebracht und durch Verbrennungsprozesse zersetzt und auf einer begrenzenden Oberfläche abgeschieden wurden. Diese Verfahren werden als Flammenpyrolyseverfahren oder Combustion-CVD-Verfahren bezeichnet (US PS 4,600,390). In der Schrift DE 42 37 921 A1 wird die flammenpyrolytische Zersetzung siliziumorganischer Substanzen vorgeschlagen, um siliziumhaltige Beschichtungen auf Oberflächen zu realisieren. Ziel derartiger Beschichtungen ist die Erhöhung der Hydrophilizität der Oberfläche und die Verwendung der siliziumhaltigen Schicht als Haftvermittlerschicht.Also known are methods in which organometallic compounds are introduced into a fuel or oxyhydrogen flame and decomposed by combustion processes and deposited on a delimiting surface. These processes are referred to as flame pyrolysis or combustion CVD processes (US Pat. No. 4,600,390). In Scripture DE 42 37 921 A1 the flame pyrolytic decomposition of organosilicon substances is proposed in order to realize silicon-containing coatings on surfaces. The aim of such coatings is to increase the hydrophilicity of the surface and the use of the silicon-containing layer as a primer layer.

Ebenfalls Stand der Technik sind Beschichtungen mit photokatalytischen Eigenschaften, welche Titanoxid enthalten. Üblich sind hierbei Mischschichten aus Titanoxid und Siliziumoxid (M. Machida et al.: „THE EFFECT OF 5102 ADDITION IN SUPERHYDROPHILIC PROPERTY OF TIO2 PHOTOCATALYST"; J. of Mat. Sci. 34 (1999) 2569-2574). Angewandte Verfahren zur Abscheidung dieser Schichtsysteme sind Sol-Gel- oder wie der EP 1254870 A2 zu entnehmen, thermische CVD- Verfahren. Beim Sol-Gel-Verfahren handelt es sich um einen nasschemischen Prozess. Dies bedeutet großtechnisch einen immensen Aufwand hinsichtlich Raumbedarf, Bedarf an chemischen Substanzen, Tauch- und Trockenstrecken, etc. Die thermischen CVD-Verfahren, wie in der EP 1 254 870 A2 oder der WO 98/41480 beschrieben, bedingen ihrerseits einen hohen Wärmetransfer in die Substrate, was ihre Verwendung für viele Substrate stark einschränkt. Aufgrund der prozesstechnischen Umsetzung der thermischen CVD-Beschichtungsverfahren ist der Schichtauftrag an den Floatglasherstellungsprozess gebunden, wo während der Abkühlphase die zur TiO2-Ausbildung notwendigen chemischen Precursoren auf die noch heißen Glasoberflächen eindosiert werden.Likewise known in the art are coatings with photocatalytic properties which contain titanium oxide. Mixtures of titanium oxide and silicon oxide are customary in this context (M. Machida et al .: "THE EFFECT OF 5102 ADDITION IN SUPERHYDROPHILIC PROPERTY OF TIO2 PHOTOCATALYST", J. of Mat. Sci., 34 (1999) 2569-2574) These layer systems are sol-gel or the like EP 1254870 A2 to refer to thermal CVD method. The sol-gel process is a wet-chemical process. This means a large amount of technical effort in terms of space requirements, needs for chemical substances, immersion and drying lines, etc. The thermal CVD method, as in EP 1 254 870 A2 or WO 98/41480, in turn, cause high heat transfer into the substrates, severely limiting their use for many substrates. Due to the process engineering implementation of the thermal CVD coating process, the layer application is bound to the float glass production process, where during the cooling phase, the necessary for TiO 2 formation chemical precursors are metered onto the still hot glass surfaces.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, das die bestehenden Nachteile der etablierten Verfahren zur Abscheidung photokatalytischer Schichten überwindet.Of the Invention has for its object to provide a method which the existing disadvantages of the established methods of deposition photocatalytic layers overcomes.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Verfahren zum Beschichten von Substraten mit einem photokatalytisch aktiven Schichtsystem dadurch gelöst, dass mindestens eine Schicht durch ein Flammenpyrolyse-Verfahren aufgebracht wird, während die anderen Schichten vorzugsweise durch physikalische Gasphasenabscheidung hergestellt werden. Der wesentliche Vorteil der Erfindung besteht in der Kombination von flammenpyrolytischer Abscheidung von Siliziumoxidschichten und dem nachfolgenden Aufbringen der eigentlichen photokatalytischen Titanoxidschicht mittels Festkörperzerstäubung. Die Siliziumoxidschichten dienen dabei als Barriere gegenüber der Diffusion von Alkaliionen aus dem Glassubstrat in die photokatalytische Schicht. Gleichzeitig bedingt die innere Struktur der flammenpyrolytischen Schichten eine ausgesprochen hydrophile Oberfläche. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass der Temperatureintrag während der Herstellung, bedingt durch die beiden Abscheideverfahren Flammenpyrolyse und Festkörperzerstäubung, deutlich niedriger ist. Die erfindungsgemäß hergestellten Schichtsysteme zeichnen sich dadurch aus, dass durch eine Nachtemperung die photokatalytischen Abbauraten um ein Vielfaches erhöht werden.According to the invention this Task in a process for coating substrates with a photocatalytic active layer system solved by at least one layer is applied by a flame pyrolysis method while the other layers, preferably by physical vapor deposition getting produced. The main advantage of the invention is in the combination of flame pyrolytic deposition of silicon oxide layers and the subsequent application of the actual photocatalytic Titanium oxide layer by means of solid atomization. The Silicon oxide layers serve as a barrier to the Diffusion of alkali ions from the glass substrate into the photocatalytic layer. At the same time, the internal structure of the flame pyrolytic causes Layers a pronounced hydrophilic surface. Another advantage of Invention is that the temperature entry during manufacture, due to the two deposition methods flame pyrolysis and Solid-state atomization, clearly is lower. The inventively produced Layer systems are characterized by the fact that by a Nachemperung the photocatalytic degradation rates are increased many times over.

Die Erfindung soll nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Die Zeichnungen zeigen:The Invention will be explained below with reference to exemplary embodiments. The drawings show:

1 Abbau von Stearinsäure unter UV-Einstrahlung für erfindungsgemäß hergestellte und marktübliche Proben 1 Degradation of stearic acid under UV irradiation for inventively manufactured and marketed Good samples

Das erfindungsgemäße Verfahren ist gerichtet auf die Herstellung eines Mehrschichtsystems basierend auf SiO2-x(OH)2x mit x von 0 bis 2 (nachfolgend Siliziumoxidschicht) und Titanoxid. Eine nachfolgende thermische Behandlung der Beschichtung ist in Abhängigkeit vom verwendeten Substrat zur Steigerung des photokatalytischen Effekts möglich.The inventive method is directed to the production of a multi-layer system based on SiO 2-x (OH) 2x with x from 0 to 2 (hereinafter silicon oxide layer) and titanium oxide. A subsequent thermal treatment of the coating is possible depending on the substrate used to increase the photocatalytic effect.

Inhalt der erfindungsgemäßen Lösung ist die Kopplung einer Siliziumoxidschicht mit einer Titanoxidschicht. Diese Titanoxidschicht wird hierbei entweder direkt auf die Siliziumoxidschicht oder auf ein aus mehreren zusätzlichen Schichten bestehendes Mehrschichtsystem, welches die Siliziumoxidschicht beinhaltet, aufgebracht. Die Siliziumoxidschicht wird dabei flammenpyrolytisch abgeschieden. Die Titanoxidschicht wird anschließend durch Festkörperzerstäubung aufgebracht. Für eine flammenpyrolytische Abscheidung der Siliziumoxidschichten werden als Precursorsubstanzen metallorganische Verbindungen, welche Silizium enthalten, verwendet.content the solution according to the invention the coupling of a silicon oxide layer with a titanium oxide layer. This titanium oxide layer is in this case either directly on the silicon oxide layer or one of several additional ones Layers existing multi-layer system, which is the silicon oxide layer includes, upset. The silicon oxide layer becomes flame-pyrolytic deposited. The titanium oxide layer is subsequently applied by solid-state atomization. For one flame pyrolytic deposition of the silicon oxide layers as precursor substances organometallic compounds which silicon included, used.

Die Schichtdicke der Siliziumoxidschicht kann 5 bis 200 nm, bevorzugt jedoch 10 bis 30 nm, betragen.The Layer thickness of the silicon oxide layer may be 5 to 200 nm, preferably however, 10 to 30 nm.

Die Titanoxidschicht kann bei einer Prozesstemperatur von Raumtemperatur bis zu 500 °C abgeschieden werden. Die Schichtdicken besagter Titanoxidschichten können zwischen 5 nm und 300 nm betragen.The Titanium oxide layer can be at a process temperature of room temperature up to 500 ° C be deposited. The layer thicknesses of said titanium oxide layers can between 5 nm and 300 nm.

Eine abschließende Temperung kann in einem Temperaturbereich von 0 °C bis 650 °C durchgeführt werden. Die Dauer einer Temperung kann zwischen 0 h und 5 h betragen. Als Substrate können sowohl unbeschichtete, als auch bereits beschichtete Materialien dienen. Hierbei kann es sich um Einzelschichten, aber auch um Mehrschichtsysteme handeln. Das bevorzugte Substratmaterial ist Glas. Selbst Textilien sind als Substrate geeignet.A final Annealing can be carried out in a temperature range from 0 ° C to 650 ° C. The duration of a Annealing can be between 0 h and 5 h. As substrates both uncoated, as well as already coated materials are used. These can be single layers, but also multi-layer systems act. The preferred substrate material is glass. Even textiles are suitable as substrates.

Weiterhin ist es möglich Schichtsysteme mit photokatalytischen Eigenschaften herzustellen, bei denen sowohl die Siliziumschicht als auch Titanoxidschicht mitttels Festkörperzerstäubung abgeschieden werden.Farther Is it possible To produce coating systems with photocatalytic properties, in which both the silicon layer and titanium oxide mitttels Solids atomization deposited become.

Die bevorzugte Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt in der Herstellung von selbstreinigenden Fensterglas- oder Fassadenbeschichtungen.The preferred application of the method according to the invention is in the Production of self-cleaning window glass or facade coatings.

Anwendungsbeispiel 1Application example 1

Parameter für die flammenpyrolytische Abscheidung der Siliziumoxidschicht: Flammenpyrolyse-Anlage mit temperierbarem Verfahrtisch und Brenner Precursor/Gas-Mischung: Brenngasgemisch mit Tetramethylsilan Brenner: Lochbrenner (Breite 225 mm) Abstand Substrat – Brenner: 5 mm Vorheiztemperatur: 80°C Durchlaufanzahl: 4 Verfahrtischgeschwindigkeit: 150 mm/s Siliziumoxid Schichtdicke: 25 nm Parameters for the flame pyrolytic deposition of the silicon oxide layer: Flame pyrolysis system with temperature-controlled travel table and burner Precursor / gas mixture: Fuel gas mixture with tetramethylsilane Burner: Hole burner (width 225 mm) Distance substrate - burner: 5 mm preheat temperature: 80 ° C Pass Number: 4 Verfahrtischgeschwindigkeit: 150 mm / s Silicon oxide layer thickness: 25 nm

Parameter für die Titanoxid-Schichtabscheidung durch Festkörperzerstäubung: DC-Sputteranlage: Targetmaterial: Titan Prozessgas: Argon Reaktivgas: Sauerstoff Abstand Target-Substrat: 50 mm Gasdruck (Argon): 1,5·10–2 mbar Gasdruck (Sauerstoff): 0,6·10–2 mbar Sputter-Leistung: 300 W Spannung: 450 V Vorsputterzeit: 2 min Beschichtungszeit: 15 min Dicke der TiOx-Schicht: 137 nm Parameters for titanium oxide layer deposition by solid-state atomization: DC sputtering: Target material: titanium Process gas: argon Reactive gas: oxygen Distance target substrate: 50 mm Gas pressure (argon): 1.5 x 10 -2 mbar Gas pressure (oxygen): 0.6 x 10 -2 mbar Sputtering power: 300w Tension: 450V Presputter time: 2 min Coating time: 15 minutes Thickness of TiO x layer: 137 nm

Messung des photokatalytischen Abbaus:Measurement of the photocatalytic degradation:

Versuchsaufbau:Experimental setup:

Die photokatalytische Eigenschaft wurde über den Abbau von Stearinsäure unter UV-Strahlung gemessen. Die Stearinsäure lag in Methanol gelöst (8,8·10–3 mol/l) vor. Die untersuchten Proben maßen jeweils 2,5 × 3,8 cm2. Auf jede Probe wurden 4 μl der Stearinsäure-Methanol-Lösung aufgebracht und gleichmäßig verteilt. Danach wurden für alle Proben IR-Spektren im Bereich 3000 cm–1 – 2700 cm–1 in Transmission gemessen. Anschließend wurden die so präparierten Proben mit einer UVA-Lichtquelle bei 351 nm Wellenlänge und einer Intensität von 3 mWcm–2 jeweils 60 min bestrahlt. Während dieser UVA-Bestrahlung wurden, in regelmäßigen Abständen von jeweils 15 min, für alle untersuchten Proben erneut IR-Spektren im Bereich 3000 cm–1–2700 cm–1 in Transmission gemessen. Der aus diesen Spektren berechenbare Restwert der Stearinsäure (im Bezug zum Wert vor der UV-Bestrahlung) über die Bestrahlungsdauer wurde im folgenden Diagramm, gemäß 1 für die einzelnen Proben aufgetragen.The photocatalytic property was measured by the degradation of stearic acid under UV radiation. The stearic acid was dissolved in methanol (8.8 × 10 -3 mol / l) before. The samples tested each measured 2.5 × 3.8 cm 2 . For each sample, 4 μl of the stearic acid-methanol solution was applied and evenly distributed. Thereafter, IR spectra in the range of 3000 cm -1 to 2700 cm -1 in transmission were measured for all samples. Subsequently, the thus prepared samples were irradiated with a UVA light source at 351 nm wavelength and an intensity of 3 mWcm -2 each for 60 min. During this UVA irradiation, IR spectra in the range of 3000 cm -1 to 2700 cm -1 in transmission were again measured at regular intervals of 15 min for all the samples investigated. The residual value of stearic acid (in relation to the value before UV irradiation), calculated from these spectra over the irradiation time, was determined in the following diagram, according to 1 applied for each sample.

Claims (26)

Verfahren zur Herstellung von Mehrschichtsystemen mit photokatalytischen Eigenschaften auf Oberflächen, dadurch gekennzeichnet, dass unabhängig vom Substrat-Herstellungsprozess eine siliziumhaltige Schicht mittels eines Flammenpyrolyse-Prozesses abgeschieden und danach durch Festkörperzerstäubung eine Titanoxidschicht aufgetragen wird.Method for producing multilayer systems having photocatalytic properties on surfaces, characterized in that, independently of the substrate manufacturing process, a silicon-containing layer is deposited by means of a flame pyrolysis process and then a titanium oxide layer is applied by solid-state atomization. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zuerst aufzubringende Schicht durch Flammenpyrolyse bei Atmosphärendruck aufgebracht wird.Method according to claim 1, characterized in that that the first layer to be applied by flame pyrolysis atmospheric pressure is applied. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass als erste Schicht eine Schicht gemäß der Formel SiO2-x(OH)2x mit x von 0 bis 2 aufgetragen wird.A method according to claim 1 and 2, characterized in that a layer according to the formula SiO 2-x (OH) 2x with x from 0 to 2 is applied as the first layer. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Rauhigkeit Ra der ersten Schicht unter 10 nm eingestellt wird.A method according to claim 1 to 3, characterized in that a roughness R a of the first layer is set below 10 nm. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schicht mit einer Schichtdicke von 5 bis 200 nm aufgetragen wird.Method according to one of claims 1 to 4, characterized that the first layer is applied with a layer thickness of 5 to 200 nm becomes. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass mit einer Schichtdicke zwischen 10 und 30 nm beschichtet wird.Method according to claim 5, characterized in that that is coated with a layer thickness between 10 and 30 nm. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich funktionale Schichten auf der einen Substratseite befinden und das photokatalytisch aktive Schichtsystem auf der anderen Substratseite aufgetragen wird.Method according to claim 1, characterized in that that functional layers are on one side of the substrate and the photocatalytically active layer system on the other side of the substrate is applied. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das photokatalytisch aktive Schichtsystem auf funktionalen Schichten aufgetragen wird.Method according to claim 1, characterized in that that the photocatalytically active layer system on functional Layers is applied. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Substrattemperatur während des Flammenpyrolyse-Prozesses bei 60°C oder höher gewählt wird.Method according to claim 1, characterized in that that the substrate temperature during of the flame pyrolysis process at 60 ° C or higher. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als oberste Schicht des Schichtsystems eine photokatalytisch aktive Schicht aufgetragen wird.Method according to claim 1, characterized in that that as the uppermost layer of the layer system a photocatalytic active layer is applied. Verfahren nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass unmittelbar auf die siliziumhaltige Schicht die Titanoxidschicht durch Festkörperzerstäubung aufgetragen wird.Method according to claims 1 and 3, characterized that directly on the silicon-containing layer, the titanium oxide layer applied by solid-state atomization becomes. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass unmittelbar auf die siliziumhaltige Schicht weitere Schichten aufgetragen werden und abschließend als oberste Schicht des photokatalytischen Schichtsystems die Titanoxidschicht durch Festkörperzerstäubung aufgetragen wird.Method according to claim 1, characterized in that that directly on the silicon-containing layer further layers be applied and finally as the uppermost layer of the photocatalytic layer system, the titanium oxide layer applied by solid-state atomization becomes. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Substrattemperatur während der Festkörperzerstäubung zwischen Raumtemperatur und 600°C gewählt wird.Method according to claim 1, characterized in that that the substrate temperature during the solid-state atomization between Room temperature and 600 ° C chosen becomes. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Titanoxidschicht mit einer Schichtdicke von 5 bis 300 nm abgeschieden wird.Method according to claim 11, characterized in that that the titanium oxide layer with a layer thickness of 5 to 300 nm is deposited. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, 9, 11 bis 14 dadurch gekennzeichnet, dass auf Glassubstraten photoaktiven Schichten, die im aktivierten Zustand Kontaktwinkel zu Wasser von 15° oder weniger ausbilden, abgeschieden werden.Method according to one of claims 1 to 6, 9, 11 to 14 characterized characterized in that on glass substrates photoactive layers, when activated contact angle to water of 15 ° or less train, be deposited. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass nach Auftrag der letzten Schicht die beschichteten photoaktiven Substrate bei Temperaturen bis zu 650°C getempert werden. Method according to one of claims 1 to 14, characterized that after application of the last layer the coated photoactive Substrates are tempered at temperatures up to 650 ° C. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass nach Auftrag der letzten Schicht die beschichteten photoaktiven Substrate bei Temperaturen bis zu 250°C getempert werden.Method according to claim 16, characterized in that that after application of the last layer the coated photoactive Substrates are tempered at temperatures up to 250 ° C. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperzeit bis 5 Stunden gewählt wird.Method according to claim 16 or 17, characterized that the annealing time is selected to 5 hours. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, 9, 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass beschichtete photoaktive Glassubstrate bei bis zu 450°C getempert werden.Method according to one of claims 1 to 6, 9, 11 to 14, characterized in that coated photoactive glass substrates at up to 450 ° C be tempered. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperzeit bis 60 Minuten gewählt wird.Method according to claim 19, characterized that the annealing time is selected up to 60 minutes. Verwendung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Substrat Glas gewählt wird.Use of the method according to claim 1, characterized characterized in that glass is selected as the substrate. Verwendung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Substrat Kunststoff gewählt wird.Use of the method according to claim 1, characterized characterized in that is selected as the substrate plastic. Verwendung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Substrat Metall gewählt wird.Use of the method according to claim 1, characterized characterized in that is selected as the substrate metal. Verwendung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Substrat Keramik gewählt wird.Use of the method according to claim 1, characterized characterized in that is selected as the substrate ceramic. Verwendung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Substrat ein mit funktionalen Schichten versehenes Substrat gewählt wird.Use of the method according to claim 1, characterized characterized in that as substrate one with functional layers provided substrate selected becomes. Verwendung des Verfahrens nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die funktionalen Schichten spektral selektive Eigenschaften aufweisen.Use of the method according to claim 25, characterized characterized in that the functional layers are spectrally selective Have properties.
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