ES2859578T3 - Película óptica que exhibe una relación de ganancia lumínica a calor solar mejorada - Google Patents

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Charles Leyder
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Abstract

Una película compuesta (10) que comprende una capa compuesta a base de óxido metálico (25, 26, 27), una capa a base de plata (40, 42) y una primera capa a base de metal (30) dispuesta entre la capa compuesta a base de óxido metálico (25, 26, 27) y la primera capa a base de plata (40, 42), en la que la capa compuesta a base de óxido metálico (25, 26, 27) comprende una capa de óxido de niobio (102, 104, 113, 114, 115, 116) y una capa de óxido metálico (101, 103), y en la que la película compuesta (10) tiene una transmitancia de luz visible de al menos 65 %.

Description

DESCRIPCIÓN
Película óptica que exhibe una relación de ganancia lumínica a calor solar mejorada
CAMPO DE LA DIVULGACIÓN
La presente divulgación se refiere a películas compuestas, y más particularmente a películas compuestas reflectantes de infrarrojos y ópticamente transparentes.
TÉCNICA ANTERIOR
Los materiales compuestos que reflejan radiación en el espectro infrarrojo mientras transmiten radiación en el espectro visible tienen aplicaciones importantes, por ejemplo, como revestimientos aplicados a ventanas en edificios o vehículos.
Para tales películas compuestas, la transmitancia de la luz visual debe ser alta y la reflectividad y la absortividad deben ser bajas. En los Estados Unidos de América, por ejemplo, los parabrisas de los automóviles deben tener una transmitancia de luz visible de al menos el 70 %. En el infrarrojo, sin embargo, la ventana debe tener una alta reflectividad y, por tanto, la transmitancia y la absortividad en el infrarrojo deben ser bajas. Idealmente, la reflectividad debe ser alta en la parte del infrarrojo cercano del espectro (780 nm-2500 nm) para evitar el calentamiento por la luz solar y alta en el infrarrojo lejano (8 pm-50 pm) para mantener el calor dentro de un automóvil en invierno. Esta última característica también se denomina "baja emisividad". Estas características combinadas son de gran importancia, especialmente en climas templados.
Se conoce el uso de capas finas de plata en películas compuestas para reflejar la radiación infrarroja; sin embargo, las capas de plata tienen baja estabilidad, baja durabilidad y poca resistencia a la humedad y a la intemperie. Además, otras capas que se pueden añadir al material compuesto para combatir las desventajas de una capa de plata fina generalmente afectan negativamente a otras propiedades tales como la transmitancia de luz visual, el empañamiento y el amarilleamiento.
La patente de Estados Unidos N° 7.709.095 describe una estructura en capas reflectante de infrarrojos en la que la capa que contiene plata está en contacto con una capa metálica de oro y una capa dieléctrica de óxido de titanio. Las capas se depositan mediante una técnica de pulverización catódica. Los documentos US2007281178, DE69510488 y US2012152347 divulgan técnicas similares.
Una desventaja con el uso de una capa dieléctrica de óxido de titanio es el límite en la tasa de deposición de una técnica de pulverización catódica que usa blancos cerámicos rotatorios. Por ejemplo, una tasa de deposición típica para una capa de óxido de titanio depositada por pulverización catódica para su uso en una película óptica es de aproximadamente 1,5 nm.m2.min-1.kW'1 en un solo blanco cerámico rotatorio. Se observa que la tasa de deposición es independiente de la longitud del blanco y de la potencia aplicada. En el proceso para producir la película, la tasa de deposición de óxido de titanio ralentiza considerablemente la velocidad de producción total del material compuesto. Se han hecho intentos para mejorar la velocidad de producción sustituyendo el óxido de titanio por otros materiales. Sin embargo, hasta ahora no se ha sabido cómo mejorar la velocidad de producción sin afectar negativamente a una o ambas de las propiedades ópticas y solares de la película compuesta, tales como transparencia y reflectividad. Además, también se ha deseado mejorar las propiedades ópticas y solares de las películas compuestas. Sin embargo, los intentos de mejorar las propiedades solares, tales como TSER, dificultan el rendimiento óptico, tal como la transmitancia de luz visible (VLT) y viceversa.
Por lo tanto, existe la necesidad de desarrollar nuevos materiales y procedimientos para aumentar la tasa de deposición de las capas dieléctricas sin sacrificar el rendimiento, e incluso mejorar el rendimiento de la película óptica.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Las realizaciones se ilustran a modo de ejemplo y no se limitan en las figuras adjuntas.
La FIG. 1 incluye una ilustración de una película compuesta según ciertas realizaciones de la presente divulgación. La FIG. 2 incluye una ilustración de una película compuesta según ciertas realizaciones de la presente divulgación. La FIG. 3 incluye una ilustración de una película compuesta según ciertas realizaciones de la presente divulgación. La FIG. 4 incluye una ilustración de una película compuesta según ciertas realizaciones de la presente divulgación. La FIG. 5 incluye una ilustración de una película compuesta según ciertas realizaciones de la presente divulgación.
La FIG. 6 incluye una ilustración de una película compuesta según ciertas realizaciones de la presente divulgación.
La FIG. 7 incluye una ilustración de una película compuesta según ciertas realizaciones de la presente divulgación.
La FIG. 8 incluye una ilustración de una película compuesta según ciertas realizaciones de la presente divulgación.
La FIG. 9 incluye una ilustración de una película compuesta según ciertas realizaciones de la presente divulgación.
La FIG. 10 incluye una ilustración de una película compuesta según ciertas realizaciones de la presente divulgación.
Los expertos aprecian que los elementos en las figuras se ilustran por simplicidad y claridad y no se han dibujado necesariamente a escala. Por ejemplo, las dimensiones de algunos de los elementos en las figuras se pueden exagerar con respecto a otros elementos para ayudar a mejorar la comprensión de las realizaciones de la invención.
Descripción detallada de las realizaciones preferidas
La siguiente descripción en combinación con las figuras se proporciona para ayudar a comprender las enseñanzas divulgadas en el presente documento. La siguiente discusión se centrará en implementaciones específicas y realizaciones de las enseñanzas. Este enfoque se proporciona para ayudar a describir las enseñanzas y no se debe interpretar como una limitación en el alcance o la aplicabilidad de las enseñanzas. Sin embargo, se pueden usar otras realizaciones basándose en las enseñanzas que se divulgan en esta solicitud.
Los términos "comprende", "comprendiendo", "incluye", "incluyendo", "tiene", "teniendo" o cualquier otra variación de los mismos, pretenden cubrir una inclusión no exclusiva. Por ejemplo, un procedimiento, artículo o aparato que comprende una lista de características no se limita necesariamente solo a esas características, sino que puede incluir otras características no expresamente enumeradas o inherentes a dicho procedimiento, artículo o aparato. Además, a menos que se indique expresamente lo contrario, "o" se refiere a una disyunción inclusiva y no a una disyunción exclusiva. Por ejemplo, una condición A o B se satisface por una cualquiera de las siguientes expresiones: A es verdadero (o presente) y B es falso (o no presente), A es falso (o no presente) y B es verdadero (o presente), y tanto A como B son verdaderos (o presentes).
Además, el uso de "un/uno" o "una" se emplea para describir elementos y componentes descritos en el presente documento. Esto se hace simplemente por conveniencia y para dar un sentido general del alcance de la invención. La presente descripción se debe interpretar que incluye uno, al menos uno, o que el singular también incluye el plural, o viceversa, a menos que quede claro que se pretende de otro modo. Por ejemplo, cuando se describe un único artículo en el presente documento, se puede usar más de un artículo en lugar de un único artículo. De forma similar, cuando se describe más de un artículo en el presente documento, se puede sustituir un único artículo por más de un artículo.
A menos que se defina de otro modo, todos los términos técnicos y científicos usados en el presente documento tienen el mismo significado que se entiende comúnmente por un experto en la técnica a la que pertenece la presente invención. Los materiales, procedimientos y ejemplos son solo ilustrativos y no pretenden ser limitativos. En la medida en que no se describa en el presente documento, muchos detalles con respecto a materiales específicos y actos de procesamiento son convencionales y se pueden encontrar en libros de texto y otras fuentes dentro de las técnicas de la película óptica.
La presente divulgación está dirigida a películas compuestas reflectantes de IR mejoradas que demuestran, por ejemplo, una mejora sinérgica en las propiedades solares, propiedades ópticas y velocidad de producción. Por ejemplo, ciertas realizaciones demuestran un efecto sinérgico combinado de TSEr y VLT. Además, el material compuesto puede exhibir una tasa de deposición mejorada sin sacrificar e incluso mejorando, el rendimiento óptico y solar. Los conceptos se entienden mejor a la vista de las realizaciones descritas a continuación que ilustran y no limitan el alcance de la presente invención.
La FIG. 1 ilustra una sección transversal representativa de una película compuesta 10 según ciertas realizaciones. La película compuesta 10 puede incluir una capa de sustrato 20, una o más capas a base de metal 30, 32, 34, 36; una o más capas a base de plata 40, 42; una o más capas compuestas a base de óxido metálico 25, 26, 27; y una capa de contrasustrato 22. Debe entenderse que la película compuesta 10 ilustrada en la FIG. 1 es una realización ilustrativa. No todas las capas mostradas son necesarias, y cualquier número de capas adicionales, o menos capas de las mostradas, está dentro del alcance de la presente divulgación.
La capa de sustrato 20 y/o la capa de contrasustrato 22 pueden estar compuestas de cualquier número de materiales diferentes. En ciertas realizaciones, la capa de sustrato 20 y/o la capa de contrasustrato 22 pueden ser una capa transparente. La capa de sustrato 20 y/o la capa de contrasustrato 22 también pueden ser flexibles. Los materiales transparentes adecuados incluyen policarbonato, poliacrilato, poliéster, tal como poli(tereftalato de etileno) (PET), celulosa triacetato (TCA o TAC), poliuretano, fluoropolímeros, vidrio o combinaciones de los mismos. En realizaciones particulares, la capa de sustrato 20 y/o la capa de contrasustrato 22 pueden contener poli(tereftalato de etileno) (PET).
El espesor del sustrato puede depender del material seleccionado y la aplicación deseada. En determinadas realizaciones, la capa de sustrato 20 y/o la capa de contrasustrato 22 pueden tener un espesor de al menos aproximadamente 0,1 micrómetros, al menos aproximadamente 1 micrómetro, o incluso al menos aproximadamente 10 micrómetros. En realizaciones adicionales, la capa de sustrato 20 y/o la capa de contrasustrato 22 pueden tener un espesor no mayor de aproximadamente 1000 micrómetros, no mayor de aproximadamente 500 micrómetros, no mayor de aproximadamente 100 micrómetros, o incluso no mayor de aproximadamente 50 micrómetros. Además, la capa de sustrato 20 y/o la capa de contrasustrato 22 pueden tener un espesor en un intervalo de cualquiera de los valores máximos y mínimos descritos anteriormente, tales como, de aproximadamente 0,1 micrómetros a aproximadamente 1000 micrómetros, de aproximadamente 1 micrómetro a aproximadamente 100 micrómetros, o incluso, de aproximadamente 10 micrómetros a aproximadamente 50 micrómetros. En otras realizaciones, cuando se incorpora un sustrato rígido, tal como vidrio, la capa de sustrato 20 puede tener un espesor mayor, tal como de 1 milímetro a 50 milímetros, o incluso de 1 milímetro a 20 milímetros, o incluso de 1 a 10 milímetros. En realizaciones muy particulares, el espesor de la capa de sustrato 20 puede ser mayor que el espesor del contrasustrato 22. Por ejemplo, en realizaciones muy particulares, la relación entre el espesor de la capa de sustrato 20 y el espesor del contrasustrato 22 puede ser de al menos 1, al menos 1,5, al menos 1,75, o incluso al menos 2.
Cuando se usa como una película compuesta para su aplicación a una superficie rígida, tal como una ventana, la capa de sustrato 20 puede adaptarse para disponerse adyacente a una superficie a cubrir con la película. Por ejemplo, cuando se une a, por ejemplo, una ventana (no mostrada), la capa de sustrato 20 puede estar más cerca de la ventana que una capa a base de plata. Además, como se discutirá con más detalle a continuación, puede disponerse una capa adhesiva adyacente a la capa de sustrato 20 y adaptada para estar en contacto con la ventana u otra superficie a cubrir con el material compuesto. Como tal, la película compuesta descrita anteriormente puede ser independiente y adaptada para adherirse a un panel transparente en, por ejemplo, un elemento arquitectónico o un elemento de automóvil como una ventana.
Como se discute anteriormente, el material compuesto puede contener una o más capas a base de metal 30, 32, 34, 36. Una capa fina a base de metal puede proporcionar una mayor estabilidad y durabilidad de las capas que contienen plata y evitar el entremezclado en la interfaz de las capas a base de plata y la capa o capas a base de óxido metálico. En ciertas realizaciones, solo puede haber una capa a base de metal. En otras realizaciones, el material compuesto puede contener una multitud de capas a base de metal. Generalmente, las capas a base de metal pueden disponerse directamente adyacentes a una o ambas superficies principales de una capa a base de plata. Por consiguiente, cuando está presente más de una capa a base de plata, se puede disponer una capa a base de metal sobre cada superficie principal disponible de cualquier capa a base de plata.
Haciendo referencia de nuevo a la FIG. 1, en realizaciones particulares de la presente divulgación, un material compuesto puede contener una primera capa a base de metal 30 y una segunda capa a base de metal 32 que está en contacto directamente con las superficies principales opuestas de una primera capa a base de plata 40. Como se ilustra además en la FIG. 1, el material compuesto puede contener adicionalmente una tercera capa a base de metal 34 y una cuarta capa a base de metal 36 que está en contacto directamente con la superficie principal opuesta de la segunda capa a base de plata 42.
Cualquiera de las una o más capas a base de metal descritas en el presente documento puede consistir esencialmente en un metal. Como se usa en el presente documento, la frase "que consiste esencialmente en un metal" se refiere a al menos el 95 % en peso de un metal. Además, en realizaciones particulares, cualquiera de las una o más capas a base de metal descritas en el presente documento pueden contener un metal esencialmente puro o, en otras realizaciones, una aleación de metal. Como se usa en el presente documento, "metal esencialmente puro" se refiere a un metal que tiene posibles impurezas en una cantidad menor de aproximadamente 5 % en peso. En otras realizaciones, cualquiera de las una o más capas a base de metal puede contener una aleación de metal, tal como, por ejemplo, que contiene un metal predominante en una concentración de al menos aproximadamente 70 % en peso, y un metal minoritario en una concentración menor de aproximadamente 30 % en peso basada en el peso total de la capa a base de metal.
Cualquiera de las una o más capas a base de metal descritas en el presente documento puede contener un metal seleccionado que incluye oro, titanio, aluminio, platino, paladio, cobre, indio, zinc o combinaciones de los mismos. En una realización particular, la al menos una, más de una, o incluso todas las capas a base de metal adyacentes a una capa a base de plata pueden contener o incluso consistir esencialmente en oro.
Cualquiera de las una o más capas a base de metal descritas anteriormente puede tener un espesor que permita que las capas a base de metal sean sustancialmente transparentes y proporcionen una protección suficiente a la capa a base de plata. Por ejemplo, cualquiera de las una o más capas a base de metal descritas anteriormente puede tener un espesor de al menos aproximadamente 0,1 nanómetros, o incluso al menos aproximadamente 0,3 nanómetros. Además, cualquiera de las una o más capas a base de metal descritas anteriormente puede tener un espesor no mayor de aproximadamente 50 nanómetros, no mayor de aproximadamente 5 nanómetros, no mayor de aproximadamente 2 nanómetros, o incluso no mayor de aproximadamente 1,5 nanómetros. Además, cualquiera de las una o más capas a base de metal descritas anteriormente puede tener un espesor en un intervalo de cualquiera de los valores máximos y mínimos descritos anteriormente, tales como, de aproximadamente 0,1 nanómetros a aproximadamente 5 nanómetros, o incluso de aproximadamente 0,3 nanómetros a aproximadamente 1,5 nanómetros.
Cualquiera de las una o más capas a base de metal descritas anteriormente puede tener el mismo espesor o puede tener un espesor diferente. En realizaciones particulares, cada una de las una o más capas metálicas tiene sustancialmente el mismo espesor. Como se usa en el presente documento, "sustancialmente el mismo espesor" se refiere a un espesor que está dentro del 20 % del promedio de dos espesores comparados.
Cualquiera de las una o más capas a base de metal se puede formar mediante una técnica de deposición al vacío, por ejemplo, mediante pulverización catódica o evaporación.
Los materiales compuestos según la divulgación pueden contener una o más capas a base de plata 40, 42. La capa a base de plata puede proporcionar al material compuesto la capacidad de reflejar la radiación infrarroja. En realizaciones particulares, por ejemplo como se ilustra en la FIG. 1, el material compuesto puede contener una primera capa a base de plata 40. Como se ilustra, la primera capa a base de plata 40 puede estar en contacto directamente con una o más capas a base de metal, tal como una primera capa a base de metal 30 y una segunda capa a base de metal 50.
Además, en ciertas realizaciones, el material compuesto puede contener capas adicionales a base de plata, tales como una segunda capa a base de plata 42. Cuando está presente, cada capa adicional a base de plata puede tener una capa a base de metal que está en contacto directamente con las superficies principales de la capa adicional a base de plata. Por ejemplo, tal y como se ilustra en la FIG. 1, la segunda capa a base de plata 42 puede estar en contacto directo con una tercera capa a base de metal 34 y una cuarta capa a base de metal 36. Además, la segunda capa a base de plata 42 puede estar más alejada del sustrato que la primera capa a base de plata 40.
Cualquiera de las una o más capas a base de plata descritas anteriormente puede contener plata y, en realizaciones particulares, pueden consistir esencialmente en plata. Como se usa en el presente documento, la frase "consiste esencialmente en plata" se refiere a una capa a base de plata que contiene al menos aproximadamente un 95 % de plata. En otras realizaciones, la una o más capas a base de plata pueden tener no más de aproximadamente 30 % en peso, no más de aproximadamente 20 % en peso, o incluso no más de aproximadamente 10 % en peso de otro metal, tal como oro, platino, paladio, cobre, aluminio, indio, zinc o combinaciones de los mismos.
Cualquiera de las una o más capas a base de plata puede tener un espesor de al menos aproximadamente 0,1 nanómetros, al menos aproximadamente 0,5 nanómetros, o incluso al menos aproximadamente 1 nanómetro. Además, cualquiera de las una o más capas a base de plata 40 puede tener un espesor de no más de aproximadamente 100 nanómetros, no más de aproximadamente 50 nanómetros, no más de aproximadamente 25 nanómetros, o incluso no más de aproximadamente 20 nanómetros. Además, cualquiera de las una o más capas a base de plata 40 puede tener un espesor en un intervalo de cualquiera de los valores máximos y mínimos descritos anteriormente, tal como de aproximadamente 0,5 nanómetros a aproximadamente 25 nanómetros, o incluso de aproximadamente 1 nanómetro a aproximadamente 20 nanómetros.
En realizaciones particulares, la segunda capa a base de plata 42 puede tener un espesor mayor que la primera capa a base de plata 40. Por ejemplo, la relación entre el espesor de la segunda capa a base de plata 42 y el espesor de la primera capa a base de plata 40 puede ser al menos aproximadamente 1, al menos aproximadamente 1,5, al menos aproximadamente 2, o incluso al menos aproximadamente 3.
En realizaciones particulares, la película compuesta 10 puede contener no más de 3 capas a base de plata, no más de 2 capas a base de plata o incluso no más de 1 capa a base de plata. En realizaciones muy particulares, la película compuesta 10 puede contener no más de 2 capas a base de plata. Es una ventaja particular de ciertas realizaciones de la presente divulgación lograr las propiedades descritas en el presente documento con no más de 2 capas a base de plata.
La capa o capas a base de plata se pueden formar mediante una técnica de deposición al vacío, por ejemplo, mediante pulverización catódica o evaporación. En realizaciones particulares, la capa o capas a base de plata se pueden formar mediante una técnica de pulverización catódica con magnetrón.
Según diversas realizaciones de la divulgación, el material compuesto puede contener además una o más capas compuestas a base de óxido metálico 25, 26, 27. Una capa compuesta a base de óxido metálico se puede disponer adyacente a, o incluso estar directamente en contacto con una superficie principal de una capa a base de metal opuesta a la capa a base de plata y/o disponer adyacente a, o incluso, estar directamente en contacto con una superficie principal de una capa de sustrato o contrasustrato.
Cualquiera de las una o más capas compuestas a base de óxido metálico discutidas anteriormente puede contener al menos una, al menos dos o incluso al menos tres capas separadas y distintas de diversos óxidos metálicos, incluyendo óxido de aluminio, óxido de titanio, óxido de niobio, BiO2, PbO, óxido de zinc, AZO, MgZnO, MgO, MoO3 o combinaciones de los mismos.
Los diversos óxidos metálicos enumerados anteriormente también se pueden describir en términos de su índice de refracción. Por ejemplo, el óxido de titanio compuesto principalmente de fase rutilo tiene un índice de refracción de aproximadamente 2,41 a 510 nm, el BiO2 tiene un índice de refracción de aproximadamente 2,45 a 550 nanómetros y el PbO tiene un índice de refracción de aproximadamente 2,55 a 550 nanómetros, el Nb2O5 tiene un índice de refracción de aproximadamente 2,4 a 550 nanómetros y el ZnO tiene un índice de refracción de aproximadamente 2,0 a 550 nanómetros. Por consiguiente, en realizaciones muy particulares, al menos uno de los óxidos metálicos usados como capa en una o más capas compuestas a base de óxido metálico puede tener un índice de refracción alto. Por ejemplo, al menos uno de los óxidos metálicos puede tener un índice de refracción de al menos aproximadamente 2,3, al menos aproximadamente 2,4, al menos aproximadamente 2,5 a 510 nanómetros o 550 nanómetros. Además, al menos uno de los óxidos metálicos usados como capa en la una o más capas compuestas a base de óxido metálico puede tener un índice de refracción bajo. Por ejemplo, al menos uno de los óxidos metálicos puede tener un índice de refracción no mayor de aproximadamente 2,4, menor de aproximadamente 2,3, tal como menor de aproximadamente 2,2, menor de aproximadamente 2,1 o incluso menor de aproximadamente 2,0. Además, una capa compuesta a base de óxido metálico puede tener al menos una capa a base de un material de alto índice de refracción y al menos una capa que tenga un material de bajo índice de refracción. Por ejemplo, una capa compuesta a base de óxido metálico puede tener al menos una capa a base de un óxido metálico que tiene un índice de refracción de al menos 2,4 y un óxido metálico que tiene un índice de refracción menor de 2,4.
Los diversos óxidos metálicos descritos anteriormente también se pueden describir en términos de su tasa de deposición con un blanco cerámico rotatorio. Por ejemplo, óxido de titanio puede tener una tasa de deposición de 1,5 nm.m2.min-1.kW-1, el óxido de niobio puede tener una tasa de deposición de 3 nm.m2.min-1.kW-1, y el a Zo puede tener una tasa de deposición de 7 nm.m2.min-1.kW-1. Por consiguiente, en realizaciones muy particulares, al menos uno de los óxidos metálicos usados como capa en la una o más capas compuestas a base de óxido metálico puede tener una alta tasa de deposición. Por ejemplo, en ciertas realizaciones, al menos uno de los óxidos metálicos puede tener una tasa de deposición de al menos 1 nm.m2.min-1.kW-1, al menos 1,5 nm.m2.min-1.kW-1, al menos 2 nm.m2.min-1.kW-1, al menos 3 nm.m2.min-1.kW-1, al menos 4 nm.m2.min-1.kW-1, al menos 5 nm.m2.min-1.kW-1, al menos 6 nm.m2.min-1.kW-1, o incluso al menos 7 nm.m2.min-1.kW-1. Además, al menos uno de los óxidos metálicos puede tener una tasa de deposición no mayor de 50 nm.m2.min-1.kW-1, o incluso no mayor de 25 nm.m2.min-1.kW-1, no mayor d 8 nm.m2.min-1.kW-1, no mayor de 4 nm.m2.min-1.kW-1, o incluso no mayor de 2 nm.m2.min-1.kW-1. Además, al menos uno de los óxidos metálicos puede tener una tasa de deposición en un intervalo de cualquiera de los valores mínimos y máximos previstos anteriormente, tales como en un intervalo de 1 nm.m2.min-1.kW-1 a 50 nm.m2.min-1.kW-1, o incluso en un intervalo de 1,5 nm.m2.min-1.kW-1 a 25 nm.m2.min-1.kW-1. En realizaciones muy particulares, al menos dos de los óxidos metálicos usados como capa en la una o más capas compuestas a base de óxido metálico pueden tener diferentes tasas de deposición. Por ejemplo, uno de los óxidos metálicos usados como capa en la una o más capas compuestas a base de óxido metálico puede tener una tasa de deposición de al menos aproximadamente 3 nm.m2.min-1.kW-1, mientras que otro óxido metálico que se usa como capa en la misma capa compuesta a base de óxido metálico puede tener una tasa de deposición no mayor de 3 nm.m2.min-1.kW-1. Debe entenderse que cualesquiera dos o incluso tres óxidos metálicos diferentes usados en una capa compuesta a base de óxido metálico pueden tener cualquiera de las tasas de deposición proporcionadas anteriormente en cualquier combinación.
Una ventaja particular de ciertas realizaciones de la presente divulgación es el uso de óxidos metálicos que tienen altas tasas de deposición. Tradicionalmente, tales capas de óxido metálico no se usaban debido, por ejemplo, a malas propiedades ópticas, propiedades IR y otras. Sin embargo, los presentes inventores han descubierto sorprendentemente la capacidad de usar óxidos metálicos que tienen altas tasas de deposición sin sacrificar propiedades clave ópticas e IR.
En referencia ahora a la FIG. 2, en ciertas realizaciones, la capa compuesta a base de óxido metálico puede contener una capa 101, 103 adaptada para mejorar la calidad de la capa a base de metal y/o la capa a base de plata. Por ejemplo, la capa 101, 103 puede contener un material de óxido tal como un material de óxido metálico. En realizaciones particulares, el material de óxido metálico puede contener un óxido de zinc, por ejemplo AZO o MgZnO. En realizaciones muy particulares, el óxido de zinc puede ser AZO. En otras realizaciones, la capa 101, 103 puede contener un material de óxido tal como MgO o MoO3.
Una ventaja particular de ciertas realizaciones de la presente divulgación es el descubrimiento de que capas particulares a base de óxido metálico, tales como la capa 101, 103 en una capa compuesta a base de óxido metálico 25, 26 pueden mejorar la uniformidad de la capa a base de metal y por lo tanto mejorar las propiedades ópticas de la capa a base de metal depositada inmediatamente después y las propiedades ópticas del apilamiento en su conjunto. Sin pretender imponer ninguna teoría, la mejora de la uniformidad de la capa a base de metal puede atribuirse al menos en parte a un efecto de heteroepitaxia.
Por ejemplo, en ciertas realizaciones, puede producirse una mejora en el rendimiento del material compuesto cuando la estructura cristalina de una capa a base de óxido metálico (dentro de una capa compuesta a base de óxido metálico) coincide o se acerca mucho a la estructura cristalina de una capa a base de metal adyacente depositada posteriormente. La estructura cristalina de un material (la disposición de los átomos dentro de un tipo dado de cristal) se puede describir en términos de su unidad repetitiva más simple, conocida como celda unitaria, que tiene longitudes de borde de celda unitaria a, b y c, denominados parámetros de red. Para cuantificar el grado de coincidencia de la estructura cristalina, la estructura cristalina de la primera capa coincide estrechamente con la estructura cristalina de la segunda capa cuando los parámetros de red a de la primera capa (ai) y la segunda capa (a2) satisfacen la siguiente fórmula:
([raíz cuadrada (2)/2]*a2)/a1= x,
donde x representa un valor no menor a 0,65. En las realizaciones particulares descritas en el presente documento, tales como entre una capa a base de óxido metálico y una capa de metal y/o una capa de plata, x representa un valor no menor de 0,70, no menor de 0,75, no menor de 0,80, no menor de 0,82, no menor de 0,84 o no menor de 0,86. En otras realizaciones particulares, x representa un valor no mayor de 1,5, no mayor de 1,4, no mayor de 1,3, no mayor de 1,2, no mayor de 1,1 o no mayor de 1,0. Además, x puede representar un valor en un intervalo de cualquiera de los valores mínimos y máximos descritos anteriormente, tal como en un intervalo de 0,75 a 1,4, de 0,84 a 1,2 o incluso de 0,86 a 1,0.
Por ejemplo, la estructura cristalina del oro es cúbica centrada en las caras (ccc) y su parámetro de red a es 0,408 nm. Debido a que la estructura cristalina del oro es cúbica, solo puede tener un parámetro de red. En condiciones ambientales, el ZnO cristaliza principalmente en forma de wurtzita. Los parámetros de red para ZnO en forma de wurtzita son a= 0,325 nm y c= 0,520 nm. Cuando esta forma está orientada en la denominada orientación (002), la superficie puede tener distancias atómicas similares a las del oro cuando el cristal de oro está orientado en la denominada orientación (111). Es decir, ([raíz cuadrada (2)/2] x aAu) ~ aZnO, que corresponde a 0,29 nm -0,33 nm. El efecto con AZO (= ZnO: l) puede ser similar, incluso cuando los átomos de Al están intercalados en la red.
Por otro lado, si se deposita Au sobre una capa a base de óxido metálico diferente, tal como TiOx, el efecto de heteroepitaxia no es eficaz ya que el desajuste entre las estructuras cristalinas es alto. Por ejemplo, cuando el TiOx se deposita mediante pulverización catódica con magnetrón sin tratamiento térmico, el material puede ser amorfo (en este caso no hay un orden específico) o puede tener una estructura cristalina de rutilo. Una estructura cristalina de rutilo tiene una celda unitaria tetragonal centrada en el cuerpo con a= b= 0,458 nm y c= 0,295 nm. En ciertas realizaciones, a partir de esta estructura, el TiOx no parece tener una estructura cristalina que se asemeje mucho a la estructura cristalina de una celda unitaria de Au, independientemente de la orientación. Por consiguiente, en realizaciones muy particulares, la capa de óxido metálico directamente adyacente a una capa a base de metal puede estar esencialmente libre de óxido de titanio.
En realizaciones muy particulares, la capa a base de óxido metálico directamente adyacente a una capa a base de metal puede ser AZO. Incluso en otras realizaciones muy particulares, la capa a base de metal adyacente a la capa a base de óxido metálico puede ser oro.
Debe entenderse que cuando se usa una capa a base de óxido metálico directamente adyacente a una capa a base de metal como se describe anteriormente, la capa a base de plata depositada directamente después de una capa a base de metal también mejoraría. Por consiguiente, puede estar presente el mismo grado de coincidencia de parámetros de red descrito anteriormente entre una capa a base de óxido metálico y una capa a base de plata, donde una capa a base de metal está dispuesta entre la capa a base de óxido metálico y la capa a base de plata.
Haciendo referencia de nuevo a la FIG. 2, en ciertas realizaciones, la película compuesta 10 puede contener al menos una o incluso al menos dos capas compuestas a base de óxido metálico 25, 26 que contienen cada una una capa 101, 103 adaptada para mejorar la calidad de la capa a base de metal y/o la capa a base de plata.
La capa 101, 103 puede disponerse dentro de una capa compuesta a base de óxido metálico 25, 26 de tal manera que esté directamente adyacente a una capa a base de metal 30, 34 y en contacto con ella. Dentro de la capa compuesta a base de óxido metálico 25, 26, la otra u otras capas de óxido metálico 102, 104 (distintas de la capa 101, 103) pueden incluir, por ejemplo, óxido de aluminio, óxido de titanio, óxido de niobio, BiO2, PbO o combinaciones de los mismos. En realizaciones muy particulares, la capa compuesta a base de óxido metálico 25, 26 puede contener una capa a base de óxido de titanio 102, 104 además de la capa 101, 103. En otras realizaciones particulares, la capa compuesta a base de óxido metálico 25, 26 puede contener una capa a base de óxido de niobio 102, 104 además de la capa 101, 103, como se describirá con más detalle a continuación.
Cuando una capa 101, 103 adaptada para mejorar la calidad de la capa a base de metal y/o la capa a base de plata está presente en una capa compuesta a base de óxido metálico 25, 26, la capa 101, 103 puede tener un espesor bajo. Por ejemplo, la capa 101, 103 puede tener un espesor no mayor de 50 nanómetros, no mayor de 40 nanómetros, no mayor de 30 nanómetros, no mayor de 20 nanómetros, no mayor de 10 nanómetros o incluso no mayor de 7 nanómetros. Además, la capa 101, 103 puede tener un espesor de al menos 1 nanómetro, al menos 2 nanómetros o incluso al menos 3 nanómetros. Además, la capa 101, 103 puede tener un espesor en un intervalo de cualquiera de los valores mínimo y máximo proporcionados anteriormente, tal como en un intervalo de 1 a 20 nanómetros, o incluso en un intervalo de 2 a 10 nanómetros. Además, en ciertas realizaciones, cuando la capa 101, 103 está presente en una capa compuesta a base de óxido metálico 25, 26, la capa 101, 103 puede tener un espesor que es menor que el espesor del resto de la capa compuesta a base de óxido metálico 25, 26. Por ejemplo, cuando la capa 101, 103 está presente en una capa compuesta a base de óxido metálico 25, 26, la relación entre el espesor de la capa 101, 103 y el espesor del resto de la capa compuesta a base de óxido metálico 102, 104 puede ser menor de 1, tal como no mayor de 0,8, no mayor de 0,7, no mayor de 0,6, no mayor de 0,5, no mayor de 0,3, no mayor de 0,2 o incluso no mayor de aproximadamente 0,15. Además, cuando la capa 101, 103 está presente en una capa compuesta a base de óxido metálico 25, 26, la relación entre el espesor de la capa 101, 103 y el espesor del resto de la capa compuesta a base de óxido metálico 102, 104 puede ser de al menos 0,01, al menos 0,05 o incluso al menos 0,075.
Otra ventaja particular más de ciertas realizaciones de la presente divulgación es una capa a base de compuesto de óxido metálico 25, 26, 27 que contiene una combinación de una capa 101, 103 adaptada para mejorar la calidad de la capa a base de metal y/o la capa a base de plata, y una capa de óxido de niobio. Como se discute con más detalle en el presente documento, no se ha preferido el uso de óxido de niobio sobre el uso de óxido de titanio, debido en parte al índice de refracción más bajo del óxido de niobio. Sin embargo, los inventores actuales descubrieron sorprendentemente que al usar una capa 101, 103 en combinación con una capa que tiene una alta tasa de deposición, tal como el óxido de niobio, la película compuesta 10 exhibía una mejora significativa y sinérgica en las propiedades ópticas y solares, al mismo tiempo que logran mejoras significativas en la velocidad de producción o la velocidad lineal, como se ilustrará con más detalle en los ejemplos siguientes.
En referencia ahora a la FIG. 3, otra ventaja particular más de ciertas realizaciones de la presente divulgación es una capa a base de compuesto de óxido metálico 25, 26, 27 que contiene una combinación de una capa a base de óxido de titanio 110, 111, 112 y una capa a base de óxido de niobio 113, 114, 115, 116. Como se discute con más detalle en el presente documento, no se ha preferido el uso de óxido de niobio sobre el uso de óxido de titanio, debido en parte al índice de refracción más bajo del óxido de niobio. Sin embargo, los inventores actuales descubrieron sorprendentemente que, al usar una capa de óxido de titanio en combinación con una capa de óxido de niobio, la película compuesta puede exhibir una mejora significativa y sinérgica en las propiedades ópticas y solares, al mismo tiempo que logran mejoras significativas en la velocidad de producción o la velocidad lineal. Sin pretender imponer ninguna teoría, se cree que, al tener una capa de óxido de titanio presente, particularmente directamente adyacente y en contacto con la capa de sustrato, se puede proporcionar una mejor coincidencia del índice de refracción y, por lo tanto, mejores propiedades ópticas, y que el uso de una capa a base de óxido de niobio no dificulta significativamente la mejora lograda por la adición de las capas a base de óxido de titanio.
En tales realizaciones que incorporan una capa compuesta a base de óxido metálico 25, 26, 27 que incluye una capa a base de óxido de titanio 110, 111, 112 y una capa a base de óxido de niobio 113, 114, 115, 116, la capa a base de óxido de titanio 110, 111, 112 puede tener un espesor que es menor que el espesor de la capa a base de óxido de niobio 113, 114, 115, 116 dentro de una capa compuesta a base de óxido metálico 25, 26, 27. Por ejemplo, la relación de espesor de la capa a base de óxido de niobio 113, 114, 115, 116 a espesor de la capa a base de óxido de titanio 110, 111, 112 puede ser mayor de 1, tal como no menor de 1,5, no menor de 2, o incluso no menor de 2,5. En otras realizaciones, la relación de espesor de la capa 113, 114, 115, 116 a base de óxido de niobio y espesor de la capa 110, 111, 112 a base de óxido de titanio puede ser no mayor de 10, no mayor de 6, o incluso no mayor de 5. Además, la relación de espesor de la capa 113, 114, 115, 116 a base de óxido de niobio y espesor de la capa 110, 111, 112 a base de óxido de titanio puede estar dentro de un intervalo de cualquiera de los valores mínimos y máximos proporcionados anteriormente, tal como en un intervalo de 1,5 a 10 o incluso de 2,5 a 5.
En realizaciones aún más particulares, en una capa compuesta a base de óxido metálico que incluye una capa a base de óxido de titanio y una capa a base de óxido de niobio, la capa a base de óxido de titanio puede tener un espesor de al menos 1 nanómetro, al menos 2 nanómetros, o incluso al menos 3 nanómetros. En otras realizaciones, la capa a base de óxido de titanio puede tener un espesor no mayor de 30 nanómetros, no mayor de 20 nanómetros, o incluso no mayor de 10 nanómetros. Además, la capa a base de óxido de titanio puede tener un espesor en el intervalo de cualquiera de los espesores mínimo y máximo proporcionados anteriormente, tal como en un intervalo de 1 a 50 nanómetros, o incluso de 3 a 20 nanómetros. Además, en una capa compuesta a base de óxido metálico que incluye una capa a base de óxido de titanio y una capa a base de óxido de niobio, la capa de óxido de niobio puede tener un espesor de al menos 1 nanómetro, al menos 5 nanómetros, al menos 10 nanómetros, o incluso al menos 15 nanómetros. En realizaciones adicionales, la capa a base de óxido de niobio puede tener un espesor no mayor de 70 nanómetros, no mayor de 60 nanómetros, no mayor de 50 nanómetros, o incluso no mayor de 40 nanómetros. Además, la capa a base de óxido de titanio puede tener un espesor en el intervalo de cualquiera de los espesores mínimo y máximo proporcionados anteriormente, tal como en un intervalo de 5 a 60 nanómetros, o incluso de 10 a 50 nanómetros.
En total, cualquiera de las una o más capas compuestas a base de óxido metálico 25, 26, 27 descritas anteriormente puede tener un espesor de al menos aproximadamente 1 nanómetro, al menos aproximadamente 2 nanómetros, o incluso al menos aproximadamente 5 nanómetros. Además, cualquiera de la una o más capas compuestas a base de óxido metálico 25, 26, 27 discutidas anteriormente puede tener un espesor no mayor de aproximadamente 100 nanómetros, no mayor de aproximadamente 80 nanómetros, o incluso no mayor de aproximadamente 70 nanómetros. Además, cualquiera de las una o más capas compuestas a base de óxido metálico 25, 26, 27 discutidas anteriormente puede tener un espesor en un intervalo de cualquiera de los valores máximos y mínimos descritos anteriormente, tales como de aproximadamente 1 nanómetro a aproximadamente 100 nanómetros, o incluso de aproximadamente 2 nanómetros a aproximadamente 60 nanómetros.
En realizaciones particulares, la una o más capas compuestas a base de óxido metálico 25, 26, 27 pueden tener espesores variables. Por ejemplo, en una realización particular, la primera capa 25 compuesta a base de óxido metálico, que está dispuesta más cerca de la capa 20 de sustrato que las otras capas compuestas a base de óxido metálico, puede tener un espesor que es menor que cualquier otra capa compuesta a base de óxido metálico, como como la segunda capa 26 compuesta a base de óxido metálico o la tercera capa 27 compuesta a base de óxido metálico. En determinadas realizaciones, la relación del espesor de la segunda capa a base de óxido metálico 26 o la tercera capa a base de óxido metálico 27 al espesor de la primera capa a base de óxido metálico 25 puede ser de al menos 1, al menos 1,5, al menos 2, al menos al menos 2,5, al menos 3, al menos 4, al menos 5, o incluso al menos 6.
En realizaciones adicionales, la película compuesta 10 puede contener al menos una capa compuesta a base de óxido metálico 26 que puede contener más capas a base de óxido de niobio 114, 115 que capas a base de óxido de titanio 111.
Incluso en otras realizaciones particulares, tal como se ilustra en la FIG. 3, puede disponerse una capa de óxido de titanio 110, 112 directamente adyacente a la capa de sustrato 20 y/o la capa de contrasustrato 22 (si está presente). En otras realizaciones, puede disponerse una capa de óxido de niobio directamente adyacente a la capa de sustrato y/o la capa de contrasustrato (si está presente). Incluso en aún otras realizaciones particulares, una capa de óxido de niobio 113, 114, 115, 116 puede estar dispuesta directamente adyacente a una o más capas a base de metal 30, 32, 34, 36. En otras realizaciones, se puede disponer una capa de óxido de titanio directamente adyacente a una o más capas a base de metal.
La una o más capas individuales a base de óxido metálico discutidas en el presente documento y, en consecuencia, las capas compuestas a base de óxido metálico, pueden formarse mediante una técnica de deposición al vacío, por ejemplo, mediante pulverización catódica o evaporación, o una técnica de deposición de capa atómica. Por ejemplo, la capa o capas a base de óxido metálico se pueden obtener mediante pulverización catódica con magnetrón de CC usando blancos de óxido metálico cerámico rotativos. Estos blancos pueden tener suficiente conductividad eléctrica para usarse como cátodos en un proceso de pulverización catódica con magnetrón de CC.
El material compuesto 10, en su conjunto, que incluye todas las capas dispuestas entre e incluyendo la capa de sustrato y la capa más externa, tal como el contrasustrato, puede tener un espesor total de al menos aproximadamente 25 micrómetros, al menos aproximadamente 50 micrómetros, al menos aproximadamente 60 micrómetros, o incluso al menos aproximadamente 70 micrómetros. Además, todo el material compuesto 10 puede tener un espesor total no mayor de aproximadamente 300 micrómetros, no mayor de aproximadamente 200 micrómetros, no mayor de aproximadamente 100 micrómetros, o incluso no mayor de aproximadamente 85 micrómetros. Además, todo el material compuesto puede tener un espesor total en un intervalo de cualquiera de los valores máximos y mínimos descritos anteriormente, tal como de aproximadamente 25 micrómetros a aproximadamente 300 micrómetros, o incluso de aproximadamente 50 micrómetros a aproximadamente 100 micrómetros.
Las ventajas particulares de la película compuesta se describirán ahora en términos de su rendimiento. Los parámetros incluyen transmitancia de luz visible, rechazo total de energía solar, relación de ganancia lumínica a solar, reflectancia de luz visible, clasificación de resistencia a la abrasión y velocidad lineal.
La transmitancia de luz visible se refiere al porcentaje del espectro visible (380 a 780 nanómetros) que se transmite a través de un material compuesto. La transmitancia de luz visible se puede medir según la norma ISO 9050. Una ventaja particular de la presente divulgación es la capacidad de obtener los valores de transmitancia de luz visible descritos en el presente documento e ilustrados en los Ejemplos siguientes, especialmente en combinación con los otros parámetros descritos en el presente documento. En realizaciones de la presente divulgación, el material compuesto puede tener una transmitancia de luz visible de al menos aproximadamente 60 %, al menos aproximadamente 65 % o incluso al menos aproximadamente 70 %. Además, el material compuesto puede tener una transmitancia de luz visible no mayor de 100 %, no mayor de 95 % o incluso no mayor de 90 %. Además, el material compuesto puede tener una transmitancia de luz visible en un intervalo de cualquiera de los valores máximos y mínimos descritos anteriormente, tal como en el intervalo de aproximadamente 60 % a aproximadamente 100 %, o incluso de aproximadamente 70 % a aproximadamente 100 %.
El rechazo total de energía solar es una medida de la energía total rechazada por un acristalamiento que es la suma de la reflectancia directa solar y el factor de rechazo de transferencia de calor secundario hacia el exterior, este último resultante de la transferencia de calor por convección y radiación IR de onda larga de aquella parte de la radiación solar incidente que ha sido absorbida por el material compuesto. El rechazo total de energía solar se puede medir según la norma ISO 9050. Una ventaja particular de la presente divulgación es la capacidad de obtener los valores de rechazo total de energía solar descritos en el presente documento e ilustrados en los Ejemplos siguientes, especialmente en combinación con los otros parámetros descritos en el presente documento. En realizaciones particulares de la presente divulgación, el material compuesto puede tener un rechazo total de energía solar de al menos aproximadamente 50 %, al menos aproximadamente 52 %, al menos aproximadamente 55 % o incluso al menos aproximadamente 59 %. Además, el material compuesto puede tener un rechazo total de energía solar no mayor de aproximadamente 90 %, no mayor de aproximadamente 80 % o incluso no mayor de aproximadamente 70 %. Además, el material compuesto puede tener un rechazo total de energía solar en un intervalo de cualquiera de los valores máximos y mínimos descritos anteriormente, tal como de aproximadamente 50 % a aproximadamente 90 %, o incluso de aproximadamente 59 % a aproximadamente 90 %.
La relación de ganancia lumínica a calor solar se refiere a un indicador de la eficiencia relativa de diferentes tipos de materiales compuestos para transmitir la luz diurna mientras bloquea las ganancias de calor. Cuanto mayor sea la relación, más luminosa será la habitación sin añadir cantidades excesivas de calor. La relación de ganancia lumínica a calor solar se puede determinar mediante la siguiente ecuación:
LSHGR = (VLT)/(1-TSER)
donde VLT es la transmitancia de luz visible determinada anteriormente. Una ventaja particular de la presente divulgación es la capacidad de obtener los valores de la relación de ganancia lumínica a calor solar descritos en el presente documento e ilustrados en los Ejemplos siguientes, especialmente en combinación con los otros parámetros descritos en el presente documento. En realizaciones particulares de la presente divulgación, el material compuesto puede tener una relación de ganancia lumínica a solar de al menos aproximadamente 1,5, al menos aproximadamente 1,60, al menos aproximadamente 1,70, o incluso al menos aproximadamente 1,80. Además, el material compuesto puede tener una relación de ganancia lumínica a solar no mayor de 1,95, no mayor de 1,92 o incluso no mayor de 1,90. Además, el material compuesto puede tener una relación de ganancia lumínica a solar en un intervalo de cualquiera de los valores máximo y mínimo descritos anteriormente, tal como de aproximadamente 1,60 a aproximadamente 1,95, o incluso de 1,80 a aproximadamente 1,90.
La reflectancia de la luz visible es una medida de la luz visible total reflejada por una película. La reflectancia de la luz visible se puede medir según la norma ISO 9050. Una ventaja particular de la presente divulgación es la capacidad de obtener los valores de reflectancia de la luz visible descritos en el presente documento e ilustrados en los Ejemplos siguientes, especialmente en combinación con los otros parámetros descritos en el presente documento. En realizaciones particulares de la presente divulgación, el material compuesto puede tener una reflectancia de luz visible de al menos aproximadamente 0,5 %, al menos aproximadamente 1 % o incluso al menos aproximadamente 2 %. Además, el material compuesto puede tener una reflectancia de luz visible no mayor de aproximadamente 12 %, no mayor de aproximadamente 10 %, no mayor de aproximadamente 8 % o incluso no mayor de aproximadamente 6 %. Además, el material compuesto puede tener una reflectancia de luz visible en un intervalo de cualquiera de los valores máximos y mínimos descritos anteriormente, tal como en el intervalo de aproximadamente 0,5 % a aproximadamente 12 % o incluso de aproximadamente 2 % a aproximadamente 6 %.
Las presentes realizaciones representan una desviación del estado de la técnica. Por ejemplo, las películas compuestas de película reflectante de IR descritas anteriormente pueden demostrar una mejora sinérgica en la combinación de TSER y VLT y, por tanto, una selectividad mejorada, también conocida como relación de ganancia lumínica a calor solar (LSHGR). En ciertas realizaciones de esta divulgación, los presentes inventores descubrieron sorprendentemente que, al incorporar una capa dieléctrica a base de óxido de niobio en combinación con una capa de óxido metálico, tal como una capa a base de óxido de zinc, el material compuesto de película exhibía sorprendentemente un aumento sinérgico en TSER y VLT. En la práctica, se usaron dieléctricos de óxido de titanio para proporcionar una VLT alta, sin embargo, el uso de óxido de titanio está limitado por su tasa de deposición y, por tanto, es más costoso de fabricar. Además, aunque el uso de óxido de niobio solo mejora el TSER, disminuye la VLT en comparación con el óxido de titanio. Sin pretender imponer ninguna teoría, se cree que la formación de una capa de óxido de zinc debajo de la capa de plata induce una mejor cristalización de la capa de plata, lo que da como resultado una VLT mejorada. Entonces se comprendió que la combinación de la capa de óxido de niobio y una capa de óxido de zinc mejoraba sinérgicamente el TSER y mejoraba o mantenía la VLT dando como resultado la selectividad significativamente mejorada que se había podido lograr. Además, se descubrió que la velocidad lineal general para formar la película compuesta se puede mejorar mediante el uso de materiales de alta tasa de deposición, tales como el óxido de niobio, sin sacrificar las propiedades ópticas y solares de la película compuesta.
Ejemplos
La muestra A contiene un apilamiento de películas como se indica en la FIG. 4. Este apilamiento de películas está disponible comercialmente como LX70 con el nombre comercial SOLMOX y se puede obtener de SolarGard Corporation.
La muestra B contiene el mismo apilamiento de películas indicado en la FIG. 5, que se diferencia del apilamiento de películas de la Muestra A en que las capas de óxido de titanio se reemplazan por capas de óxido de niobio. La muestra C contiene el mismo apilamiento de películas indicado en la FIG. 6, que se diferencia del apilamiento de películas de la Muestra A en que las capas de óxido de titanio se reemplazan por capas de AZO.
La muestra D contiene el mismo apilamiento de películas indicado en la FIG. 7, que se diferencia del apilamiento de películas de la Muestra A en que las capas de dióxido de titanio se reemplazan por una capa compuesta a base de óxido metálico que incluye una capa de óxido de niobio y una capa de AZO.
La muestra E contiene el mismo apilamiento de películas indicado en la FIG. 8, que se diferencia del apilamiento de películas de la Muestra A en que las capas de dióxido de titanio se reemplazan por una capa compuesta a base de óxido metálico que incluye una capa de óxido de titanio y una capa de AZO.
La muestra F contiene el apilamiento de películas indicado en la FIG. 9, que se diferencia del apilamiento de películas de la Muestra A en que las capas de dióxido de titanio se reemplazan por una capa compuesta a base de óxido metálico que incluye una capa de óxido de titanio y una capa de óxido de niobio.
La muestra G contiene el apilamiento de películas indicado en la FIG. 10, que se diferencia del apilamiento de películas de la Muestra F en que se cambia el orden de la capa de óxido de titanio y las capas de óxido de niobio.
Para cada una de las películas, las capas se depositan mediante deposición de magnetrón rollo a rollo (R2R) con blancos rotatorios cerámicos para materiales de óxido. Se necesita una pequeña cantidad de oxígeno para ajustar la transparencia de TiOx y Nb2 Ox .
Se prueban entonces las propiedades de las muestras en el contexto de una película solar, y los resultados se reseñan a continuación en la Tabla 1.
Tabla 1: (las muestras A-E no son según la invención):
Figure imgf000011_0001

Claims (13)

REIVINDICACIONES
1. Una película compuesta (10) que comprende una capa compuesta a base de óxido metálico (25, 26, 27), una capa a base de plata (40, 42) y una primera capa a base de metal (30) dispuesta entre la capa compuesta a base de óxido metálico (25, 26, 27) y la primera capa a base de plata (40, 42), en la que la capa compuesta a base de óxido metálico (25, 26, 27) comprende una capa de óxido de niobio (102, 104, 113, 114, 115, 116) y una capa de óxido metálico (101, 103), y en la que la película compuesta (10) tiene una transmitancia de luz visible de al menos 65 %.
2. Una película compuesta (10) que comprende:
a. una capa de sustrato transparente (20) que comprende un polímero;
b. una o más capas a base de metal (30, 32, 34, 36);
c. una o más capas a base de plata (40, 42);
d. una o más capas compuestas a base de óxido metálico (25, 26, 27), en la que la una o más capas compuestas a base de óxido metálico (25, 26, 27) comprenden al menos dos capas distintas de óxidos metálicos diferentes, y en la que la una o más las capas compuestas a base de óxido metálico (25, 26, 27) comprenden una capa de óxido de niobio (102, 104, 113, 114, 115, 116); y
en la que la película compuesta (10) tiene una transmitancia de luz visible de al menos 65 %.
3. La película compuesta (10) de la reivindicación 1 o 2, en la que la película compuesta (10) comprende una primera capa a base de metal (30) y una segunda capa a base de metal (32), y en la que la primera capa a base de metal (30) y la segunda capa a base de metal (32) están en contacto directo con una de las una o más capas a base de plata (40, 42).
4. La película compuesta (10) de la reivindicación 1 o 2, en la que la película compuesta (10) comprende una primera capa a base de plata (40), una segunda capa a base de plata (42), una tercera capa a base de metal (34) y una cuarta capa a base de metal (36), y en la que la tercera capa a base de metal (34) y la cuarta capa a base de metal (1036) están en contacto directo con la segunda capa a base de plata (42).
5. La película compuesta (10) de la reivindicación 1 o 2, en la que la película compuesta (10) comprende una o más capas a base de óxido de zinc que comprenden AZO.
6. La película compuesta (10) de la reivindicación 1, en la que la una o más capas compuestas a base de óxido metálico (25, 26, 27) comprenden una capa de óxido metálico que comprende óxido de niobio (113, 114, 115, 116) y una capa de óxido metálico que comprende óxido de zinc en la misma capa compuesta a base de óxido metálico (25, 26, 27).
7. La película compuesta (10) de la reivindicación 1, en la que la una o más capas compuestas a base de óxido metálico (25, 26, 27) comprenden una capa de óxido metálico que comprende óxido de titanio (110, 111, 112) y una capa de óxido metálico que comprende óxido de zinc en la misma capa compuesta a base de óxido metálico (25, 26, 27).
8. La película compuesta (10) de la reivindicación 1, en la que la una o más capas compuestas a base de óxido metálico (25, 26, 27) comprenden una capa de óxido metálico que comprende óxido de niobio (113, 114, 115, 116) y una capa de óxido metálico que comprende óxido de titanio (110, 111, 112) en la misma capa compuesta a base de óxido metálico (25, 26, 27).
9. La película compuesta (10) de la reivindicación 1, en la que la una o más capas compuestas a base de óxido metálico (25, 26, 27) comprenden una capa de óxido metálico que comprende óxido de niobio (113, 114, 115, 116) y una capa de óxido metálico que comprende óxido de titanio (110, 111, 112) en la misma capa compuesta a base de óxido metálico (25, 26, 27), y en la que el espesor de la capa de óxido de titanio (110, 111, 112) es menor que el espesor de la capa de óxido de niobio (113, 114, 115, 116) en la misma capa compuesta a base de óxido metálico (25, 26, 27).
10. La película compuesta (10) de la reivindicación 1, en la que la una o más capas compuestas a base de óxido metálico (25, 26, 27) comprenden una capa de óxido metálico que comprende un óxido de zinc y una capa de óxido metálico que comprende óxido de titanio (110, 111, 112) u óxido de niobio (113, 114, 115, 116) en la misma capa compuesta a base de óxido metálico (25, 26, 27), y en la que el espesor de la capa de óxido de zinc es menor que el espesor de la capa de óxido de niobio (113, 114, 115, 116) u óxido de titanio (110, 111, 112) en la misma capa compuesta a base de óxido metálico (25, 26, 27).
11. La película compuesta (10) de la reivindicación 1 o 2, en la que la película compuesta (10) comprende una capa a base de óxido de zinc por cada capa a base de plata (40, 42).
12. La película compuesta (10) de la reivindicación 1 o 2, en la que la película compuesta (10) comprende una o más capas a base de óxido de zinc dispuestas adyacentes a una capa a base de metal (30, 32, 34, 36).
13. La película compuesta (10) de la reivindicación 1 o 2, en la que la película compuesta (10) comprende una capa a base de óxido de titanio (110, 112) dispuesta adyacente a una capa de sustrato (20, 22).
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