ES2515665B1 - Sistema de capas de reflexión para aplicaciones solares y método para producirlo - Google Patents

Abstract

La invención se refiere a un sistema de capas de reflexión RSS y a un procedimiento para su producción para espejos de cara frontal para aplicaciones solares, con una capa que es sumamente reflectante en el espectro solar sobre un sustrato S. Con el fin de conseguir un sistema de capas de reflexión RSS de este tipo sobre sustratos curvados y sobre sustratos planos manteniendo bajo el empleo de material y obteniendo valores TSR elevados, se depositan sobre el sustrato S una capa funcional reflectante metálica F, una capa de reflexión metálica R, y una capa protectora dieléctrica transparente como capa de cobertura D que contiene un óxido, nitruro u oxinitruro de un metal o semiconductor, y cuyo grosor es 500 nm o más, preferiblemente más de 1 {mi}m.

Description

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materiales indicados. Los metales mencionados tienen todos ellos una reflexión solar comparativamente elevada, adecuada en caso necesario para determinadas longitudes de onda, como ocurre en el oro y el platino, por lo que son adecuados para el sistema de capas de reflexión. Los grosores mínimos de capa requeridos se pueden determinar, si fuera apropiado, por experimentos o mediante simulación, dependiendo del material de la capa funcional reflectante metálica F, de manera que se pueda obtener la reflexión máxima. A modo de ejemplo, se determinó un grosor mínimo de capa de plata de 60 nm para la susodicha combinación de capas de plata con cobre, y el grosor de la capa de plata se sitúa preferiblemente entre 40 nm y 100 nm, especialmente entre 60 y 90 nm, para la combinación de capas de plata con cobre.

Materiales tales como, por ejemplo, cobre, níquel, cromo, acero de alta calidad, silicio, estaño, zinc, molibdeno, o una aleación que contenga al menos uno de los metales, son apropiados como capa funcional reflectante metálica F. Con estos materiales, se pueden combinar las propiedades de reflexión y la protección mecánica y/o química.

Para las capas dieléctricas del sistema de capas alternas también se pueden utilizar diversos materiales, en donde los índices de refracción se califican de alto y bajo de manera relativa uno respecto a otro. Por ejemplo, se pueden utilizar como capa de alto índice de refracción el óxido de titanio o el óxido de niobio (Nb2O5). Por ejemplo, se pueden utilizar como índice de refracción bajo el óxido de silicio e el óxido de aluminio (Al2O3) o el fluoruro de magnesio (MgF2). Para la combinación de materiales es necesario tener en cuenta el cambio en los índices de refracción para obtener el efecto de aumento de la reflexión.

Gracias a la realización del sistema de capas de reflexión como un espejo de cara frontal y a las medidas de fomento de la reflexión descritas más arriba, que también se pueden aplicar a espejos curvados con posterioridad, es posible obtener valores de reflexión que, con una TSR de 96% o más, se sitúan algunas unidades porcentuales por encima de los valores conocidos para espejos de cara posterior. En cuanto a los materiales, por ejemplo TiO2 o Nb2O5 demuestran ser ventajosos para la capa dieléctrica de alto índice de refracción del sistema de capas alternas opcional, y SiO2, Al2O3 o MgF2, a causa de sus propiedades ópticas, mecánicas y/o químicas, resultan ser ventajosos para la capa dieléctrica de bajo índice de refracción.

A continuación se explicará con mayor detalle la invención por medio de realizaciones ilustrativas. En los dibujos adjuntos,

la Figura 1 muestra un sistema de capas de reflexión como espejo de cara frontal, y

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difusión HD se deposita desde el blanco metálico en el modo MF totalmente reactivo de deposición electrónica característico para el material del blanco, con introducción adicional de oxígeno. Sin embargo, como alternativa también se puede depositar la misma desde el blanco cerámico con o sin introducción adicional de oxígeno en el modo DC o MF. En el caso del revestimiento reactivo desde el blanco metálico en el modo MF, el proceso de deposición electrónica se hace funcionar en el modo oxídico. Se obtiene en este caso un plasma particularmente intenso asociado con bajas tasas de deposición electrónica. Esto conduce a una mejor eliminación del agua que siempre está unida a la superficie del sustrato, y a la formación óptima de una capa promotora de la adherencia y de barrera de difusión HD, que sólo es necesario depositar muy finamente con un valor inferior a 5 nm. Por otra parte, las impurezas que contienen carbono, que normalmente tienen un efecto muy adverso sobre la resistencia adhesiva, son oxidadas para formar dióxido de carbono gaseoso que puede ser eliminado por arrastre mediante las bombas de vacío.

Las dos capas reflectantes metálicas F, R son depositadas desde el blanco metálico mediante deposición electrónica por DC o bien mediante deposición electrónica por DC pulsada. En la realización ilustrativa se componen de níquel-cromo y plata, respectivamente. Como alternativa, también pueden estar compuestas de otro de los materiales antes mencionados.

En este caso, la delgada capa promotora de la adherencia y bloqueante HB entre la capa de reflexión R y la primera capa del sistema de capas alternas, transparentes, dieléctricas e incrementadoras de la reflexión WS es depositada desde el blanco cerámico mediante deposición electrónica por DC, deposición electrónica por DC pulsada o deposición electrónica por MF. Del mismo modo que en el caso de la capa promotora de la adherencia y de barrera de difusión HD, esto se puede llevar a cabo con nula o escasa introducción adicional de oxígeno, con lo que se requiere significativamente menos oxígeno en comparación con la deposición reactiva desde el blanco metálico. Como consecuencia, se reduce de manera significativa la oxidación superficial de la plata durante la deposición electrónica de esta capa promotora de la adherencia y bloqueante HD. También la capa promotora de la adherencia y bloqueante HB es necesaria sólo con un grosor muy pequeño, para ser precisos inferior a 1 nm. La capa producida de este modo sirve en primer lugar como una capa de adhesión entre la plata metálica y el sistema de capas alternas dieléctricas WS. Constituye en segundo lugar una capa protectora para la plata frente a la oxidación a causa del posterior proceso de deposición reactiva, en particular, durante la deposición de dióxido de silicio que es preferido como primera capa del sistema de capas

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Claims (1)

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