JP2016024310A - ミラーおよびその製造方法 - Google Patents

ミラーおよびその製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2016024310A
JP2016024310A JP2014147857A JP2014147857A JP2016024310A JP 2016024310 A JP2016024310 A JP 2016024310A JP 2014147857 A JP2014147857 A JP 2014147857A JP 2014147857 A JP2014147857 A JP 2014147857A JP 2016024310 A JP2016024310 A JP 2016024310A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mirror
layer
sic layer
metal
support material
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2014147857A
Other languages
English (en)
Inventor
渉 古市
Wataru Furuichi
渉 古市
淳仁 長田
Atsuhito Nagata
淳仁 長田
祐樹 水向
Yuki Mimukai
祐樹 水向
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ibiden Co Ltd
Original Assignee
Ibiden Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ibiden Co Ltd filed Critical Ibiden Co Ltd
Priority to JP2014147857A priority Critical patent/JP2016024310A/ja
Priority to PCT/JP2015/070611 priority patent/WO2016010151A1/ja
Publication of JP2016024310A publication Critical patent/JP2016024310A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/04Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/06Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S23/00Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors
    • F24S23/70Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with reflectors
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/08Mirrors
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40Solar thermal energy, e.g. solar towers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

【課題】高い反射率を有するとともに、傷つきにくく、長期信頼性を有するミラーを提供すること。
【解決手段】反射面を有する支持材2と、前記支持材上に備えられた非晶質のSiC層3とを有することを特徴とするミラー。
【選択図】図1

Description

本発明は、ミラーおよびその製造方法に関するものである。
近時、化石燃料の枯渇や二酸化炭素排出による諸問題に鑑み、二酸化炭素や窒素酸化物などの有害物質の排出が少ない自然エネルギー、資源を再利用するリサイクルエネルギーなどのクリーンエネルギーを利用した発電が注目されている。
新たなエネルギー源の1つとして、太陽光を集光してエネルギーとして使用する太陽熱発電がある。太陽熱の利用は半導体を用いないため、太陽電池に比べて単位面積当たりのコストを低くすることができ、大面積で利用したい場合の初期投資が低く抑えられるため、近年注目を再び集めている。
太陽熱を利用して発電を行なう太陽熱発電装置は、エネルギー利用の効率化、更には石油代替エネルギー源の開発の点からもその重要性、実用化が注目されるに至っている。この発電装置は、太陽光を集光して水、フロン等を加熱し、過熱蒸気により、タービンを回して発電するものである。
ここで、太陽熱発電装置には、一般的に、ガラスにAgなどの反射膜を成膜した太陽熱発電用ミラーが用いられてきた。
一方、特許文献1には、樹脂基材上に構成層として少なくとも銀反射層及び該銀反射層の光入射側に設けられたC−H結合を有する樹脂層を有するフィルムミラーであって、該C−H結合を有する樹脂層の表面に、該C−H結合がC−F結合に置換(改質)されたフッ素含有樹脂層を有するフィルムミラーが記載されている。また、このようなフィルムミラーは、製造コストを抑え大面積化・大量生産することのできる耐光性及び耐候性に優れていることが記載されている。
特開2011−158751号公報
ここで、大規模な太陽熱発電には、地価が安く、日照時間の長い地域が設置場所として適している。このような地域の一つとして、砂漠が挙げられる。砂漠は、降雨が極端に少なく、砂や岩石の多い土地である。また、塩類を含む水が土壌から外部へ流出することなく蒸散するので、砂の塩類の含有量が高く緑化が困難であり、利用価値が小さく地価が安いうえに、日照時間が長く、大規模な太陽熱発電の候補地として注目されている。
砂漠は、地域によって異なり、砂の成分、粒の大きさは多種多様である。詳細には、砂漠の砂は、様々な鉱石の混合物であり、かんらん石、輝石、角閃石、長石、石英(SiO)などがその成分として知られているが、コランダム(Al)などの研磨剤として使用される鉱物も一部含まれており、風で飛散して、ミラーの表面を傷つける原因となる。
したがって、このような過酷な環境下で長期間用いられた場合であっても、ミラーの反射率が劣化せず、長期的な信頼性を保障することが課題となっている。ここで、ガラスにAgなどの反射膜を成膜した従来のミラーでは、長期間使用すると砂によって表面が傷つけられ、反射率が低下したり、割れの起点となる。また、特許文献1に記載されたフィルムミラーは、有機物の被膜を有しているので、砂漠での使用に耐えうるものではない。
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、高い反射率を有するとともに、傷つきにくく、長期信頼性を有するミラーを提供することにある。
本発明者らは、前記課題を鑑みて鋭意研究を重ねた結果、下記の構成を有するミラーによって前記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明のミラーは、反射面を有する支持材と、前記支持材上に備えられた非晶質のSiC層とを有することを特徴とする。
本発明のミラーの好ましい一態様において、前記SiC層は、物理気相成長法により形成されたSiC層である。
ここで、以下においては、物理気相成長法(PVD)により形成されたSiC層を、「PVD−SiC層」ということがある。
本発明のミラーの好ましい一態様において、前記支持材の前記反射面は、金属面である。
また、本発明のミラーの好ましい一態様において、前記金属面を構成する金属は、タングステン、モリブデン、アルミニウム、金、銀、銅、クロム及びニッケルから選ばれる1又は2以上の金属を主成分とする純金属または合金である。
また、本発明のミラーの別の好ましい一態様において、前記SiC層は、厚さが10nm〜10μmである。
また、本発明のミラーの別の好ましい一態様において、前記ミラーは、前記支持材の前記反射面と前記SiC層との間に、前記SiC層よりも屈折率の低い中間層をさらに有する。
また、本発明のミラーの別の好ましい一態様において、前記中間層は、SiOよりなる。
また、本発明のミラーの別の好ましい一態様において、前記中間層は、物理気相成長法により形成されたものである。
また、本発明のミラーの別の好ましい一態様において、前記中間層は、厚さが1nm〜100μmである。
また、本発明のミラーの別の好ましい一態様において、前記支持材は、前記反射面を与える金属層と、基材とからなる。
また、本発明のミラーの別の好ましい一態様において、前記ミラーは、太陽光集光用ミラーである。
本発明のミラーは、支持体上に、天然に広く存在する多くの鉱石より硬い非晶質のSiC層を備えている。また、当該SiC層は非晶質(アモルファス状)のSiC層であり、粒界が存在せず、強度上の弱点が無いため、粒界を基点とするような劣化が起こらない。したがって、本発明のミラーは、傷つきにくく、長期信頼性を有するものである。
また、本発明によれば、PVD−SiC層等の非晶質のSiC層は、可視光〜赤外線の領域に透過率の高い領域を有しているので、支持体の反射面と組み合わせることにより高い反射率を有するミラーとして好適に利用することができる。
さらに、当該SiC層は、高い強度と硬度を有しているので、傷つきにくく、薄くしても割れにくいものである。このため、これを用いたミラーを軽量化することができる。
図1は、本発明のミラーの一実施形態を示す断面図である。 図2は、本発明のミラーの別の一実施形態を示す断面図である。 図3は、本発明のミラーの別の一実施形態を示す断面図である。 図4は、本発明のミラーの別の一実施形態を示す断面図である。 図5は、各実施例及び比較例のミラーの正反射率の測定結果を示すグラフである。 図6は、実施例1〜4と同条件で作製したPVD−SiC層のX線回折スペクトルの測定結果である。 図7は、比較例1で用いたものと同じCVD−SiC層のX線回折スペクトルの測定結果である。
以下において、本発明のミラーの実施形態について詳細に説明する。なお、図面中における各層の層厚及び長さ等の寸法や形状、積層状態等は、実際のものとは異なりうる。
本発明のミラーは、反射面を有する支持材と、支持材上に備えられた非晶質のSiC層とを有する。
ここで、非晶質のSiC層は支持材の反射面上に設けられてもよく、あるいは、たとえば、支持材が後述する基材と反射面を与える金属層あるいは誘電体被膜(誘電体多層膜)とからなる組み合わせ部材の場合には、支持材の、金属層あるいは誘電体被膜側とは反対側の面上に設けられてもよい。
(支持材)
本発明のミラーにおける支持材は、反射面を有する。なお、以下において、反射面を有する支持材を、反射部材ともいうことがある。
ここで、支持材の反射面とは、光を反射するための面であり、平面であっても曲面であっても良い。反射面が複数ある場合、平面状の反射面を、少しずつ角度を変え、曲面に近い構成となるように並べてもよい。
支持材の反射面は、金属面であることが好ましい。支持材の反射面が金属面であると、波長依存性が小さいため、光エネルギーを効率良く集めることができる。
前記金属面を構成する金属は、タングステン、モリブデン、アルミニウム、金、銀、銅、クロム及びニッケルから選ばれる1又は2以上の金属を主成分とする純金属または合金であることが好ましい。これらの金属は、非晶質のSiC層を形成する際に変質しにくく、反射率が低下しにくい。また、熱エネルギーに変換されやすい可視光〜赤外域において高い反射率を有している。このため、非晶質のSiC層を有していても高い反射率を維持することができる。なお、「タングステン、モリブデン、アルミニウム、金、銀、銅、クロム及びニッケルから選ばれる1又は2以上の金属を主成分とする」とは、これら1又は2以上の金属を、たとえば90重量%以上、好ましくは95重量%以上含有することを表す。
本発明において、反射部材としては、反射面を有するものであれば特に限定されないが、たとえば、以下の二つの形態が利用できる。すなわち、単一の金属で構成されている単一部材の形態、及び、金属、セラミックスあるいはガラス等からなる基材と、反射面を与える金属層あるいは誘電体被膜(誘電体多層膜)とからなる組み合わせ部材の形態、の二つの形態である。
以下において、これらについて順に説明する。
<単一部材の場合>
反射部材としては、たとえば、反射部材全体が金属で構成されている単一部材を用いることができる。反射部材は、金属からなる板状、ブロック状などの形状であり、光を反射するための反射面を有している。光を反射するための反射面を有していれば、その形状は特に限定されない。反射部材の反射面は、光を反射しやすいように滑らかな面である。また、反射部材の反射面は、平面であっても曲面であってもよい。
この場合において、反射面は、光を反射しやすいように研磨されていることが好ましい。また、反射部材を構成する金属と同一の金属を被覆しても良い。被覆の方法は特に限定されず、スパッタリング、蒸着、熔射、めっきなどが利用できる。同一の金属を被覆することによって表面が滑らかになり、光が散乱しにくくなる。
また、反射部材を構成する金属としては、純金属、合金を問わず利用することができる。たとえば、前記した、タングステン、モリブデン、アルミニウム、金、銀、銅、クロム及びニッケルから選ばれる1又は2以上の金属を主成分とする純金属または合金を好適に用いることができる。
単一部材からなる反射部材を用いた場合の本発明のミラーの一実施形態を図1に示す。本実施形態において、ミラー1は、反射面を有する支持材2と、支持材2上に設けられた非晶質のSiC層3とを備えている。
<組み合わせ部材の場合>
また、反射部材としては、金属、セラミックスあるいはガラス等からなる基材と、反射面を与える金属層または誘電体被膜とからなる組み合わせ部材とすることもできる。基材と、反射面を与える金属層または誘電体被膜とが別々に存在することにより、基材に必要な性能と、反射面に必要な性能とを、それぞれ実現することができる。
基材には、ミラーの変形を防止するため、軽量であり、弾性率が高く、非晶質のSiC層との熱膨張係数が近いことや、非晶質のSiC層の形成時の熱に耐えられる程度の耐熱性を有していることが要求される。このような材料としては、たとえば、金属、セラミックス、ガラスなどが利用できる。
基材の材料としては、金属であれば、たとえば、鉄、アルミ、ステンレスなどが利用できる。セラミックスであれば、たとえば、黒鉛、アルミナ、Siなどが利用できる。ガラスであれば、たとえば、石英ガラス、高透過ガラス、テンパックスガラスなどが利用できる。これらの材料は、耐熱性を有している上に、非晶質のSiC層との熱膨張係数が近く、ミラーを薄くしても熱膨張差により発生する反りを小さくすることができる。
反射面を与える金属層または誘電体被膜には、可視光〜赤外域での反射率が高く、非晶質のSiC層との熱膨張係数が近いことや、非晶質のSiC層の形成時の熱に耐えられる程度の耐熱性を有していることが要求される。
金属層の材料としては、純金属、合金を問わず利用することができる。たとえば、前記した、タングステン、モリブデン、アルミニウム、金、銀、銅、クロム及びニッケルから選ばれる1又は2以上の金属を主成分とする純金属または合金を好適に用いることができる。
なお、金属層の形成方法としては、特に限定されないが、たとえば、スパッタリング、蒸着、熔射、めっきなどが利用できる。
また、誘電体被膜(誘電体多層膜)の材料としては、たとえば、酸化チタン(TiO)、酸化シリコン(SiO)、ニオブ(Nb)、タンタル(Ta)、フッ化マグネシウム(MgF)、酸化亜鉛(ZnO)等が挙げられる。中でも、屈折率の高い酸化チタン、酸化亜鉛等が好ましく用いられる。
反射部材として組み合わせ部材を用いた場合の本発明のミラーの一実施形態を図2に示す。本実施形態において、ミラー1は、基材4及び反射面を与える金属層5とからなる支持材2と、金属層5上に設けられた非晶質のSiC層3とを備えている。
また、反射部材として組み合わせ部材を用いた場合の本発明のミラーの別の一実施形態を図3に示す。本実施形態において、ミラー1は、基材4及び反射面を与える金属層5とからなる支持材2と、支持材2の金属層5が設けられた面とは反対側の面上に設けられた非晶質のSiC層3とを備えている。
反射部材の厚みは、特に限定されないが、単一の金属で構成されている単一部材の形態の場合、処理中の基材温度を必要以上に変化させず、均質な膜厚を得るためには、たとえば10nm〜1μmである。また、金属、セラミックスあるいはガラス等からなる基材と、表面が反射面となる金属層または誘電体被膜とからなる組み合わせ部材の形態の場合、使用される環境における構造物としての質量を考慮すると、基材の厚みは、たとえば100μm〜5mmであり、金属層または誘電体被膜の厚みは、たとえば10nm〜1μmである。
(非晶質のSiC層)
本発明のミラーにおいては、支持材上に、非晶質のSiC層が設けられている。非晶質のSiC層としては、たとえば、物理気相成長法(PVD)により形成されたSiC層(PVD−SiC層)が挙げられる。
本発明において、非晶質のSiC層の形成に用いられる物理気相成長法(PVD)としては、スパッタリング、真空蒸着、イオンプレーティング等が挙げられる。なお、物理気相成長法(PVD)によれば、均質な膜形成が可能である。
非晶質のSiC層を形成する際の物理気相成長法(PVD)の条件については、非晶質のSiC層を形成できる条件であれば、特に限定されず、形成する非晶質のSiC層の厚みや光学特性等を考慮して、適切な条件を選択すればよい。
本発明において、非晶質のSiC層の厚みは特に限定されるものではないが、当該SiC層は非晶質(アモルファス状)であるため、粒界がなく、強度上の弱点が無いことになり、薄くても粒界を基点とした層の破壊が起こりにくい。そのような非晶質のSiC層の効果をより有効に発揮するためには、厚みが10nm〜10μmであることが好ましい。非晶質のSiC層の厚みが10nm以上であると、基材表面の面の粗さに左右される事なく膜の形成が出来る。また、10μm以下であると、光の吸収量が少なく、光の反射を充分に維持することができる。非晶質のSiC層の厚みは、より好ましくは10nm〜1μm、さらに好ましくは10nm〜100nmである。
非晶質のSiC層は、波長600nmの光に対して80%以上の透過率を有していることが望ましい。80%以上の透過率を有していると、光を効率良く反射することができる。波長600nmの光に対する透過率は、より好ましくは、90%以上である。90%以上であると、さらに効率良く光を反射することができる。非晶質のSiC層の光透過率は、その厚さを適宜調整すること等によって調整することができる。
非晶質のSiC層は、面粗さRaが20nm以下であることが好ましい。面粗さRaが20nm以下であると、熱エネルギー源となる可視光や赤外線の波長より面粗さが十分に小さいので、光が散乱されにくく、効率良く光を反射するミラーを提供することができる。なお、当該面粗さは、JIS B0601に基づいて測定することができる。
(中間層)
本発明のミラーにおいては、必要に応じて、支持材の反射面と非晶質のSiC層との間に、非晶質のSiC層よりも屈折率の低い中間層を有していてもよい。非晶質のSiC層よりも屈折率の低い中間層を備えることにより、ミラーの反射率をより高めることができる。また、中間層の存在により、反射面とミラー外表面との距離を遠ざけることができるので、反射面をより損傷しにくくすることができる。
中間層の屈折率は、非晶質のSiC層の屈折率よりも低ければ特に限定されず、たとえば、2以下であり、好ましくは1〜1.5である。
中間層を構成する材料としては、非晶質のSiC層よりも屈折率の低いものであれば、特に限定されるものではないが、たとえば、SiO、MgF、Al等のセラミックス等が挙げられ、SiOが、特に好ましい。SiOは、透明度が高く、反射面を構成する金属よりも硬いので、反射面を保護する効果が強い。
中間層を形成する方法は特に限定されないが、物理気相成長法(PVD)により形成することが好ましい。中間層の形成に用いられる物理気相成長法(PVD)としては、スパッタリング、真空蒸着、イオンプレーティング等が挙げられる。これらの方法は、電荷による加速作用が働くので、中間層を、反射面により強固に被覆することができる。金属反射膜へのダメージ(エッチング)の防止の観点からは、真空蒸着が特に好ましい。
中間層としては、PVDにより形成されるSiO層(PVD−SiO層ともいう)が、特に好ましい。
中間層の厚みは、特に限定されないが、好ましくは1nm〜100μmであり、より好ましくは10nm〜1μmである。ここで、膜厚と波長には,nd=λ/4の関係があり(n:屈折率、d:厚み、λ:波長)があり、材料の屈折率に応じて任意の膜厚を形成させる。
中間層を備えた本発明のミラーの一実施形態を図4に示す。本実施形態において、ミラー1は、基材4及び反射面を与える金属層5とからなる支持材2と、金属層5上に設けられた中間層6と、中間層6上に設けられた非晶質のSiC層3とを備えている。
つづいて、本発明のミラーの製造方法の一実施形態について説明する。
本発明のミラーは、たとえば、反射面を有する支持材上に、PVD等により非晶質のSiC層を形成することにより製造することができる。
また、中間層を有するミラーの場合は、たとえば、反射面を有する支持材上に、PVD等により中間層を形成した後、当該中間層上にPVD等により非晶質のSiC層を形成することにより製造することができる。
本発明のミラーは、前記した構成を有することにより、高い反射率を有するとともに、傷つきにくく、長期信頼性を有するものである。したがって、特に、太陽光集光用ミラーとして好適に使用できる。
以下、本発明の実施例について説明する。ただし、本発明は、これら実施例により限定されるものではない。
(実施例1)
まず、支持材としてのガラス板(厚み:1mm)の面上に、DCスパッタリングにより厚み100nmのAg層を成膜することにより、反射面を有する支持材を作製した。当該DCスパッタリングは、徳田製作所製のDCスパッタリング装置(CFS−4ES)を用いて、以下の条件で行った。
Agターゲット:田中貴金属工業製
初期真空度:1.0×10−3Pa
スパッタガス:Ar
スパッタガス圧力:0.6Pa
DC出力:200W
成膜時間:150秒
成膜温度:常温
つづいて、支持材のAg層を形成した面とは反対側の面上に、RFスパッタリングにより厚み20nmのPVD−SiC層を成膜することにより、実施例1のミラーを作製した。当該RFスパッタリングは、RFスパッタリング装置を用いて、以下の条件で行った。
初期真空度:1.0×10−3Pa
スパッタガス:Ar
スパッタガス圧力:0.6Pa
RF出力:500W
成膜時間:140秒
成膜温度:常温
(実施例2)
PVD−SiC層を成膜する際の成膜温度を300℃とした以外は実施例1と同様にして、実施例2のミラーを作製した。
(実施例3)
まず、実施例1と同様の手法によりガラス板上に厚み100nmのAg層を成膜し、反射面を有する支持材を作製した。
つづいて、支持材のAg層を形成した側の面上に、真空蒸着により、厚み116nmのSiO層を成膜した。当該真空蒸着は、真空蒸着装置を用いて、以下の条件で行った。
圧力:0.6Pa
成膜時間:120秒
その後、実施例1と同様の手法により、SiO層上に20nmのPVD−SiC層を成膜し、実施例3のミラーを作製した。
(実施例4)
PVD−SiC層を成膜する際の成膜温度を300℃とした以外は実施例3と同様にして、実施例4のミラーを作製した。
(比較例1)
まず、実施例3と同様の手法によりガラス板上に厚み100nmのAg層を成膜し、反射面を有する支持材を作製した。その後、実施例3と同様の手法により、支持材のAg層を形成した側の面上に厚み116nmのSiO層を成膜した。
つづいて、SiO層上に厚み50μmのCVD−SiC層を貼り合わせることにより、比較例1のミラーを作製した。なお、CVD−SiC層とは、化学気相成長法(CVD)により形成されたSiC層を表す。ここで、CVD−SiC層としては、研磨により両面の面粗さRaを1.5nmとしたものを用いた。
(比較例2)
PVD−SiC層を設けなかった以外は実施例1と同様にして、比較例2のミラー(ガラスミラー)を作製した。
(分光反射率の測定)
各実施例及び比較例のミラーについて、φ60積分球を用いた島津製作所製Solidspec3700を用いて、正反射率を測定した。測定は、測定波長250−1000nm、入射角8°、スリット幅5nmの条件で行った。
なお、実施例1〜4のミラーについては、PVD−SiC層側から光を入射させた。また、比較例1のミラーについては、CVD−SiC層側から光を入射させた。比較例2のミラーについては、支持材のAg層を形成した面とは反対側の面側から光を入射させた。
図5に、各実施例及び比較例のミラーの正反射率の測定結果を示す。
PVD−SiC層を有する実施例1〜4のミラーは、CVD−SiC層を有する比較例1のミラーと比較して、可視光線領域から赤外線領域にかけてより高い反射率を有するものであった。
特に、中間層としてのSiO層を有する実施例3〜4のミラーは、可視光線領域から赤外線領域にかけて特に高い反射率を有するものであり、その可視光線領域から赤外線領域における反射率は、比較例2のガラスミラーと同等であった。
なお、実施例3〜4のミラーは、波長400nm付近の反射率が局所的に低かったが、これは光干渉の影響によるものと推察される。
(X線回折測定及び面粗さRaの測定)
各実施例で用いたのと同じガラス板上に、各実施例と同様の手法により厚み20nmのPVD−SiC層を成膜し、リガク製X線回折装置:UltimaIVを用いて、新入深さ:5nmの条件で、X線回折スペクトルを測定した。その測定結果を図6に示す。図6に示されるように、形成されたPVD−SiC層は非晶質であることが確認された。
また、X線回折測定で用いた試料と同様にして作製した試料について、PVD−SiC層側の面粗さRaを、JIS B0601に準拠して測定したところ、1.0nmであった。
また、比較例1で用いたCVD−SiC層について、上記と同様にX線回折スペクトルを測定した。その測定結果を図7に示す。図7に示されるように、CVD−SiC層のX線回折スペクトルにおいては(111)に強いピークが確認され、結晶性が高いことが確認された。
なお、上記したように、比較例1で用いたCVD−SiC層は、両面の面粗さRaが1.5nmであった。
1 ミラー
2 支持材
3 非晶質のSiC層
4 基材
5 金属層
6 中間層

Claims (11)

  1. 反射面を有する支持材と、前記支持材上に備えられた非晶質のSiC層とを有することを特徴とするミラー。
  2. 前記SiC層が、物理気相成長法により形成されたSiC層であることを特徴とする請求項1に記載のミラー。
  3. 前記支持材の前記反射面が、金属面であることを特徴とする請求項1または2に記載のミラー。
  4. 前記金属面を構成する金属が、タングステン、モリブデン、アルミニウム、金、銀、銅、クロム及びニッケルから選ばれる1又は2以上の金属を主成分とする純金属または合金であることを特徴とする請求項3に記載のミラー。
  5. 前記SiC層は、厚さが10nm〜10μmであることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のミラー。
  6. 前記支持材の前記反射面と前記SiC層との間に、前記SiC層よりも屈折率の低い中間層をさらに有することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のミラー。
  7. 前記中間層は、SiOよりなることを特徴とする請求項6に記載のミラー。
  8. 前記中間層は、物理気相成長法により形成されたものであることを特徴とする請求項6または7に記載のミラー。
  9. 前記中間層は、厚さが1nm〜100μmであることを特徴とする請求項6〜8のいずれか1項に記載のミラー。
  10. 前記支持材は、前記反射面を与える金属層と、基材とからなることを特徴とする請求項3〜9のいずれか1項に記載のミラー。
  11. 太陽光集光用ミラーであることを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項に記載のミラー。
JP2014147857A 2014-07-18 2014-07-18 ミラーおよびその製造方法 Pending JP2016024310A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014147857A JP2016024310A (ja) 2014-07-18 2014-07-18 ミラーおよびその製造方法
PCT/JP2015/070611 WO2016010151A1 (ja) 2014-07-18 2015-07-17 ミラー

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014147857A JP2016024310A (ja) 2014-07-18 2014-07-18 ミラーおよびその製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2016024310A true JP2016024310A (ja) 2016-02-08

Family

ID=55078636

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014147857A Pending JP2016024310A (ja) 2014-07-18 2014-07-18 ミラーおよびその製造方法

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP2016024310A (ja)
WO (1) WO2016010151A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020046445A (ja) * 2017-01-18 2020-03-26 Agc株式会社 Cspミラー、およびcspミラー用の膜付きガラス基板の製造方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS574003A (en) * 1980-06-11 1982-01-09 Toshiba Electric Equip Corp Solar energy absorber
JPH0692634B2 (ja) * 1987-02-26 1994-11-16 三井造船株式会社 ミラー
JPS6444898A (en) * 1987-08-13 1989-02-17 Canon Kk Reflecting mirror or its base plate fox x ray and vacuum ultraviolet ray, and manufacture thereof
JPH0570267A (ja) * 1991-09-12 1993-03-23 Mitsubishi Electric Corp X線反射用ミラーおよびその製法
JP3206957B2 (ja) * 1992-04-03 2001-09-10 旭光学工業株式会社 表面反射鏡
JPH0868897A (ja) * 1994-08-29 1996-03-12 Nikon Corp 反射鏡およびその製造方法
JPH0996708A (ja) * 1995-09-29 1997-04-08 Mitsubishi Materials Corp 赤外線用反射鏡
JPH11329918A (ja) * 1998-05-08 1999-11-30 Nikon Corp 軟x線投影露光装置
EP2073280A1 (de) * 2007-12-20 2009-06-24 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Reflektive Sekundäroptik und Halbleiterbaugruppe sowie Verfahren zu dessen Herstellung
DE102009040785A1 (de) * 2009-09-09 2011-03-10 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Substrat aus einer Aluminium-Silizium-Legierung oder kristallinem Silizium, Metallspiegel, Verfahren zu dessen Herstellung sowie dessen Verwendung
JP3162189U (ja) * 2010-03-31 2010-08-26 華美電子股▲ふん▼有限公司 高反射率の多層めっき皮膜

Also Published As

Publication number Publication date
WO2016010151A1 (ja) 2016-01-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Dan et al. Solar energy absorption mediated by surface plasma polaritons in spectrally selective dielectric-metal-dielectric coatings: a critical review
Xu et al. A review of high-temperature selective absorbing coatings for solar thermal applications
JP5229075B2 (ja) 広帯域反射鏡
EP1759031B1 (en) Spectrally selective surface coating of the receiver tube of a solar concentrator, and method for the manufacture thereof
CN103996719B (zh) 基于介质-介质-金属结构的超材料光学传感器及其制备方法
US20180180777A1 (en) Enhanced performance metallic based optical mirror substrates
Hu et al. Optical coatings of durability based on transition metal nitrides
US20130342900A1 (en) Reflection layer system for solar applications and method for the production thereof
Zou et al. Effects of antireflection layers on the optical and thermal stability properties of a spectrally selective CrAlN–CrAlON based tandem absorber
US20140261390A1 (en) High temperature radiation-selective coating and related apparatus
US20110185728A1 (en) High efficiency solar thermal receiver
CN104755649B (zh) 用于生产高温接收器太阳能装置的基底的光学选择性涂层的方法及获得的相关材料
WO2014007218A1 (ja) 光選択吸収膜、集熱管および太陽熱発電装置
WO2011120595A1 (en) Front surface mirror for reflecting sunlight, method for manufacturing the mirror and use of the mirror
CN105229392B (zh) 阳光‑热转换部件、阳光‑热转换层叠体、阳光‑热转换装置及太阳热发电装置
Patil et al. Transition metal compounds as solar selective material
WO2016010151A1 (ja) ミラー
CN104854412A (zh) 光学选择膜
CN109416201B (zh) 太阳能选择性涂层
CN102681055A (zh) 一种硅铝合金/锆极紫外多层膜反射镜及其制备方法
Soum‐Glaude et al. Selective surfaces for solar thermal energy conversion in CSP: From multilayers to nanocomposites
CN103076644B (zh) 一种硅铝合金/硅/锆/硅极紫外多层膜反射镜及其制备方法
KR101688408B1 (ko) 태양전지 모듈의 후면 반사용으로 유용한 고반사성 및 고내구성 다층코팅 기판 및 그 제조방법
GB2472443A (en) Method of making a temperature resistant highly reflective metallic based surface for solar reflectors and reflector parts made thereof
Li et al. Thickness Dependence of Structural and Optical Properties of Chromium Thin Films as an Infrared Reflector for Solar-thermal Conversion Applications