本論文為利用真空磁控濺鍍機以Al、ITO、Ti、W、SiO2等靶材製作出漸變型、光干涉型、陶瓷金屬型等3種太陽能選擇性吸收膜，再以多凾能色差儀量測3種太陽能選擇性吸收膜在不同參數時的穿透率、反射率、吸收率等藉以比較薄膜的優劣。 實驗中發現到漸變型ITO/AlNx/Al太陽能選擇性吸收膜在ITO濺鍍時間為15min、AlNx吸收層濺鍍趟數10趟時之參數為最好，其光熱轉換效率可達5.24，而當AlNx吸收層的趟數增函令其厚度增厚時，其吸收率並無明顯上升反而使得發射率大幅增函導致整體光熱轉換效率降低。光干涉型TiO2/ TiNx'Oy'/TiNxOy /Ti太陽能選擇性吸收膜，當氮氣比例增函時，其反射率則會有下降的趨勢，但當氮氧比例高於2:1時，反射率則會有增函的情形。實驗中參數最佳之TiO2/ TiNx'Oy'/TiNxOy /Ti太陽能選擇性吸收膜，其光熱轉換效率可達4.47。陶金型SiO2-/ W'+ SiO2/W+ SiO2 /W太陽能選擇性吸收膜，其在單層與雙層吸收層時，光熱轉換效率會有所差異，單層膜時其最佳的光熱轉換效率為1.08，而為雙層時則提升為1.45，光熱轉換效率提升了34%，而當組成完整陶金選擇性吸收膜時最佳之光熱轉換效率為6.44，光熱轉換效率與單層相比提升了4.96倍，最佳之光熱轉換效率之參數為SiO2:80(W)/W:20(W)+SiO2:80(W)/ W:30(W)+SiO2:80(W)/ W:100(W)。
ii
本文把3種類型之太陽能選擇性吸收膜利用結合菲涅爾聚光板與將基板霧化等方式來提升薄膜效率，再以高溫函熱之方式觀察3種薄膜之耐熱溫度，實驗中發現到將太陽能選擇性吸收膜結合菲涅爾聚光板後其溫升效率可大幅提升106%，而在基板霧化後其溫升效率與一般玻璃相比皆可提升6%以上，在耐熱溫度實驗中發現到3種薄膜皆可適用於300℃以下之溫度環境，但超過300℃時漸變型ITO/AlNx/Al與光干涉型TiO2/ TiNx'Oy'/TiNxOy /Ti光熱轉換效率則有大幅下降的情形，而陶金型SiO2/ W'+ SiO2/W+ SiO2 /W則在函溫至500℃時光熱轉換效率才略有下降。

This study is the use of vacuum magnetron sputtering machine with Al and ITO and Ti and W and SiO2 etc target. To produce gradient type and optical interference type and ceramic-metal three kinds of solar selective absorbing film. And then use multi-color difference meter measurement three kinds of solar selective absorbing film transmittance and the reflectivity and absorption rate in different parameters to compare the merits of the film.
It was found to grad ITO / AlNx / Al solar selective absorbing film on ITO sputtering time was 15min and AlNx absorbing layer sputtering times a was 10 when the parameters for the best absorption when the light-heat conversion efficiency of up to 5.24. And when AlNx absorption layer thickness of thickened its absorption rate does not increase but to make increase in emissivity. Optical interference type TiO2 / TiNx'Oy '/ TiNxOy / Ti solar selective absorbing film when nitrogen ratio increases its reflectivity will have a downward trend . When the nitrogen-oxygen ratio is higher than 2:1, but will also increase the reflectivity. Experimental parameters.Best TiO2 / TiNx'Oy '/ TiNxOy / Ti film solar selective absorbing the average absorption rate of up to 84.87% and photothermal conversion efficiency of up to 4.47. Cermet SiO2 / W '+ SiO2 / W + SiO2 / W solar selective absorbing film at single-layer and double-layer in the light absorbing layer thermal conversion efficiency will vary. Single-layer film of its best photothermal conversion efficiency of 1.08, while for the double-layer film when upgrade to 1.45, photothermal conversion efficiency of 34%. When the composition of the complete Cermet selective absorbing film its best photothermal
iv
conversion efficiency of 6.44, photothermal conversion efficiency improved as compared with the Single layer 496%, its best light-heat conversion efficiency parameters SiO2:80(W)/W:20(W)+SiO2:80(W)/ W:30(W)+SiO2:80(W)/ W:100(W). This paper, the three types of solar selective absorbing film using the combination of Fresnel plate and the substrate do atomization improve of the efficiency. and then to heat the way to observe the three kinds of films heat resistance. It was found that the combination of Fresnel plate and solar selective absorbing film can significantly improve the efficiency of its temperature rise of 106%. And then Compared with the general glass substrate atomization temperature can improve the efficiency of more than 6%. In the experiment, three kinds films of heat resistance can be applied at temperatures below 300 ℃. Over 300℃ gradient type ITO / AlNx / Al and optical interference type TiO2 / TiNx'Oy '/ TiNxOy / Ti its photothermal conversion efficiency has dropped significantly situation. Cermet type SiO2 / W' + SiO2 / W + SiO2 / W in heating to 500 ℃, the light-heat conversion efficiency have decreased.

摘要 ............................................... i
ABSTRACT .......................................... iii
致謝 ...............................................v
目 錄 ..............................................vi
表 目 錄 ...........................................ix
圖 目 錄 ...........................................x
第一章 緒論......................................... 1
1-1前言 ........................................... 1
1-2研究動機及目的 ................................... 2
第二章 文獻回顧與理論基礎 .. ..........................4
2-1 太陽能選擇性吸收膜之原理與發展現況 ................. 4
2-1-1 太陽能選擇性吸收膜發展背景 ...................... 4
2-1-2太陽能選擇性吸收膜製作方法 ........................ 5
2-1-3 太陽能選擇性吸收膜之類型 ......................... 7
2-1-4 太陽能選擇性吸收膜之原理 ........................ 10
2-1-5 太陽輻射的強度分布............................... 12
2-2 菲涅爾透鏡(Fresnel lens) ........................ 12
2-2-1 菲涅爾透鏡之光學基礎理論 ........................... 12
2-2-2 菲涅爾透鏡之發展與應用 ........................... 13
第三章 實驗設備 .............. ....................... 16
3-1使用設備 ......................................... 16
3-2設備介紹 ......................................... 16
3-2-1濺鍍設備 ........................................ 16
第四章 ITO/AlNx/Al多層漸變型太陽能選擇性吸收膜之研究探討 .... 20
4-1單循環漸變式吸收層與多循環漸變式吸收層之比較 ............ 20
4-1-1 研究目的 ........................................ 20
4-1-2 實驗方法 .......................................... 20
4-1-4 結果討論 ........................................... 28
4-2 ITO厚薄度對整體太陽能選擇性吸收膜之影響 .................. 29
4-2-1 研究目的 .......................................... 29
4-2-2 實驗方法 ......................................... 29
4-2-3 實驗結果 ........................................ 30
4-2-4 結果討論 .......................................... 38
第五章 TiO2/ TiNx'Oy'/TiNxOy /Ti光干涉型太陽能選擇性吸收膜之研究探討 ...................................................... 39
5-1不同的氮氧比對Ti反射率之影響 ............................. 39
5-1-1 研究目的 ......................................... 39
5-1-2 實驗方法 ........................................... 39
5-1-3 實驗結果 ........................................... 42
5-1-4 結果討論 .......................................... 53
第六章 SiO2/ W'+ SiO2/W+ SiO2 /W金屬陶瓷太陽能選擇性吸收膜之研究探討 ................................................... 56
6-1 單、雙層陶金吸收層與完整之SiO2/ W'+ SiO2/W+ SiO2 /W 金屬陶瓷太
陽能選擇性吸收膜的比較 ..................................... 56
6-1-1 研究目的 ........................................... 56
6-1-2 實驗方法 ........................................... 56
6-1-3實驗結果 ............................................ 59
6-1-4 結果討論 ........................................... 82
第七章 結合聚光板對太陽能選擇性吸收膜之影響 .................... 85
7-1研究目的 .............................................. 85
7-2實驗方法 .............................................. 85
7-3實驗結果 .............................................. 87
7-4結果討論 .............................................. 90
第八章 基板做霧化處理對太陽選擇性吸收膜之影響 ...................92
8-1研究目的 .............................................. 92
8-2實驗方法 .............................................. 92
8-3實驗結果 .............................................. 93
8-4結果討論................................................96
第九章 以高溫爐函溫至100℃、300℃、500℃對選擇性吸收膜之研究探討 ..97
9-1研究目的 ...............................................97
9-2 實驗方法 .............................................97
9-3 實驗結果 ..............................................98
9-4 結果討論 .............................................126
第十章 結論...............................................128
參考文獻 ................................................129

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