DE102011005736B4 - Method for producing a curved mirror - Google Patents
Method for producing a curved mirror Download PDFInfo
- Publication number
- DE102011005736B4 DE102011005736B4 DE102011005736A DE102011005736A DE102011005736B4 DE 102011005736 B4 DE102011005736 B4 DE 102011005736B4 DE 102011005736 A DE102011005736 A DE 102011005736A DE 102011005736 A DE102011005736 A DE 102011005736A DE 102011005736 B4 DE102011005736 B4 DE 102011005736B4
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- reflection layer
- rss
- substrate
- metallic
- layer system
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims abstract description 98
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 45
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 21
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 18
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000002346 layers by function Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 12
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 claims description 8
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 claims description 5
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 4
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 4
- 239000002318 adhesion promoter Substances 0.000 claims description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 7
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 6
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 6
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 4
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 4
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001464 adherent effect Effects 0.000 description 2
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 229910001120 nichrome Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005566 electron beam evaporation Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000005329 float glass Substances 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000013003 hot bending Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000001755 magnetron sputter deposition Methods 0.000 description 1
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012261 overproduction Methods 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 238000000623 plasma-assisted chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010970 precious metal Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011135 tin Substances 0.000 description 1
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007704 wet chemistry method Methods 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/08—Mirrors
- G02B5/0816—Multilayer mirrors, i.e. having two or more reflecting layers
- G02B5/085—Multilayer mirrors, i.e. having two or more reflecting layers at least one of the reflecting layers comprising metal
- G02B5/0875—Multilayer mirrors, i.e. having two or more reflecting layers at least one of the reflecting layers comprising metal the reflecting layers comprising two or more metallic layers
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/08—Mirrors
- G02B5/10—Mirrors with curved faces
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
Abstract
Verfahren zur Herstellung eines gebogenen Frontseitenspiegels, indem auf einem Substrat (S) ein Reflexionsschichtsystem (RSS), welches eine metallische Reflexionsschicht (R) und eine benachbart zur metallischen Reflexionsschicht (R) angeordnete metallische, reflektierende Funktionsschicht (F) aufweist, wobei die metallische Reflexionsschicht (R) und die metallische, reflektierende Funktionsschicht (F) in Bezug auf das Substrat (S) derart angeordnet sind, dass die metallische Reflexionsschicht (R) der vordefinierten Lichteinfallsseite des Reflexionsschichtsystems (RSS) zugewandt ist, mittels geeigneter chemischer und/oder physikalischer Beschichtungsverfahren abgeschieden und das Substrat (S) gebogen wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung des gesamten Reflexionsschichtsystems (RSS) auf einem ebenen Substrat (S) erfolgt und das beschichtete Substrat (S) anschließend thermisch gebogen wird, so dass sich das Reflexionsschichtsystem (RSS) auf der konvexen und/oder der konkaven Seite der Krümmung befindet und dass das beschichtete Substrat (S) beim Biegen gleichzeitig getempert und/oder gehärtet wird.A method for producing a curved front side mirror, comprising on a substrate (S) a reflection layer system (RSS) comprising a metallic reflection layer (R) and a metallic, reflective functional layer (F) arranged adjacent to the metallic reflection layer (R), the metallic reflection layer (R) and the metallic reflective functional layer (F) with respect to the substrate (S) are arranged such that the metallic reflection layer (R) of the predefined light incident side of the reflection layer system (RSS) faces, by means of suitable chemical and / or physical coating method is deposited and the substrate (S) is bent, characterized in that the coating of the entire reflection layer system (RSS) on a flat substrate (S) and the coated substrate (S) is then thermally bent, so that the reflection layer system (RSS) on the convex and / or the concave Side of the curvature and that the coated substrate (S) during bending simultaneously tempered and / or cured.
Description
Die Erfindung betrifft allgemein ein Verfahren zur Herstellung eines gebogenen Frontseitenspiegels.The invention relates generally to a method of manufacturing a curved front mirror.
Spiegel finden schon seit jeher in vielen Bereichen unseres Lebens Anwendung, allerdings kommt den Spiegeln heutzutage eine immer größere Bedeutung bei der Lösung der Energiefrage zu. Während sie für übliche Innen-Anwendungen „nur” die sichtbaren Anteile des Lichtspektrums zu reflektieren brauchen, müssen sie für die neuen solaren Anwendungen den gesamten Bereich des Sonnenspektrums bestmöglich reflektieren.Mirrors have always been used in many areas of our lives, but today mirrors are becoming increasingly important in solving the energy issue. While for ordinary indoor applications they only need to reflect the visible parts of the light spectrum, for the new solar applications they have to reflect the entire spectrum of the solar spectrum in the best possible way.
Bei Spiegeln unterscheidet man dabei grundsätzlich zwischen Vorderseiten- und Rückseitenspiegeln, je nachdem welche Seite des Substrates die hauptsächliche Reflexion hervorruft.In the case of mirrors, a distinction is always made between front and rear side mirrors, depending on which side of the substrate causes the main reflection.
Üblicherweise werden Spiegel für den Wohngebrauch als auch für Außenanwendungen, wie z.B. den solaren Anwendungen (CSP – Concentrated Solar Power), aus Glas hergestellt. Im Falle von gebogenen Spiegeln, wie z. B. bei der CSP-Anwendung in Parabolrinnenkraftwerken, wird dabei grundsätzlich das gebogene Glas beschichtet. Das bedeutet, das flache Substrat wird zunächst thermisch gebogen und dabei eventuell noch gehärtet bzw. getempert und erst dann nasschemisch, physikalisch oder in Kombination beider Verfahren mit der Reflexionsschicht oder einem Reflexionsschichtsystem und eventuellen zusätzlichen Schutzschichten beschichtet.Normally, mirrors for residential use as well as outdoor applications, e.g. solar applications (CSP - Concentrated Solar Power), made of glass. In the case of curved mirrors, such as. As in the CSP application in parabolic trough power plants, in principle, the bent glass is coated. This means that the flat substrate is first thermally bent and possibly even hardened or tempered and then wet-chemically, physically or in combination of both processes coated with the reflective layer or a reflective layer system and any additional protective layers.
Die Verwendung von gebogenen Substraten bei diesem üblichen Herstellungsverfahren ist dabei mit mehreren Nachteilen verbunden. Zu nennen wären dabei zum einen beschichtungsanlagenbedingte Nachteile. Je nach Beschichtungsverfahren (chemisch, physikalisch etc.) ist der Transport solcher gebogenen Substrate aufwendiger. Z. B. werden bei einigen Verfahren Carrier benötigt. Zudem muss aufgrund der höheren Stichtiefen solcher gebogener Substrate bei Vakuumbeschichtungsverfahren deutlich mehr Aufwand insbesondere für Gasseparation betrieben werden.The use of bent substrates in this conventional production process is associated with several disadvantages. Worth mentioning would be on the one hand coating equipment-related disadvantages. Depending on the coating method (chemical, physical, etc.), the transport of such bent substrates is more complicated. For example, some processes require carriers. In addition, owing to the higher penetration depths of such bent substrates, significantly more effort must be made, in particular for gas separation, in vacuum coating processes.
Weiterhin kommt es bei Beschichtung von gebogenen Substraten in der Regel zu ungewünschten Schichtdickenungleichmäßigkeiten. Die applizierten Dicken des für die Reflexion wichtigen, aber eben auch kostenintensiven Materials Silber betragen z. B. bei der nasschemischen Beschichtung zwischen 120 nm und 150 nm. Bei der nasschemischen Beschichtung der konvexen Seite eines Spiegels verläuft dabei die anfangs flüssige Silber- und/oder Kupferlösung schwerkraftbedingt zu den Rändern des Substrates und bewirkt dort somit höhere Schichtdicken (z. B. 150 nm für Ag) als in der Mitte des Substrates (z. B. 120 nm für Ag). Diese verfahrensbedingte Schichtdickeninhomogenität ist kostenmäßig äußerst nachteilig, da sichergestellt werden muss, dass an jeder Stelle des Spiegels eine minimale Schichtdicke nicht unterschritten wird. Somit sind also die tatsächlichen Schichtdicken an vielen Stellen größer als die für die gewünschte Reflexion nötige Schichtdicke.Furthermore, coating of bent substrates generally leads to undesired layer thickness irregularities. The applied thicknesses of the important for the reflection, but also costly material silver amount z. In wet-chemical coating of the convex side of a mirror, the initially liquid silver and / or copper solution travels gravitationally to the edges of the substrate, thus causing higher layer thicknesses there (eg in the case of wet-chemical coating). 150 nm for Ag) than in the middle of the substrate (eg 120 nm for Ag). This procedural layer thickness inhomogeneity is costly extremely disadvantageous, since it must be ensured that at each point of the mirror a minimum layer thickness is not exceeded. Thus, therefore, the actual layer thicknesses are greater in many places than the necessary for the desired reflection layer thickness.
Ein weiterer Nachteil des üblichen Herstellungsverfahrens ist, dass bei Wechsel der Spiegelform oder Geometrie auch Veränderungen an den Beschichtungsanlagen vorgenommen werden müssen. Es können immer nur Spiegel einer Geometrie in einer Beschichtungskampagne hergestellt werden. Eine Überproduktion einer entsprechenden Spiegelgeometrie ist aufgrund der unbekannten Nachfrage eher unpraktikabel.Another disadvantage of the usual manufacturing process is that changes to the mirror mold or geometry changes to the coating systems must be made. Only mirrors of a geometry can be produced in a coating campaign. An overproduction of a corresponding mirror geometry is rather impractical due to the unknown demand.
Auch eine, insbesondere für Parabolrinnenspiegel angewendete, alternative Herstellung kann die beschriebenen Nachteile nicht überwinden. So sind aus der
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines gebogenen Frontseitenspiegels anzugeben, mit dem die benannten Nachteile aus dem Stand der Technik vermieden werden können.The invention is therefore based on the object to provide a method for producing a curved front side mirror, with which the stated disadvantages of the prior art can be avoided.
Zur Lösung der Aufgabenstellung wird ein Verfahren zur Herstellung gebogener Frontseitenspiegel gemäß Anspruch 1 angegeben, welches die Beschichtung auf einem ebenen Substrat vornimmt und anschließend erst das beschichtete Substrat thermisch biegt, wobei das beschichtete Substrat beim Biegen gleichzeitig ohne Ablösen oder Rissbildung der Beschichtung getempert und/oder gehärtet wird. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.To solve the problem, a method for producing curved front side mirror according to claim 1 is given, which makes the coating on a flat substrate and then thermally bends the coated substrate, wherein the coated substrate annealed during bending simultaneously without detachment or cracking of the coating and / or is hardened. Advantageous developments are the subject of the dependent claims.
Aufgrund der ebenen Eigenschaft des Substrats stehen für die Beschichtung eine Reihe verschiedener Verfahren zur Verfügung, insbesondere auch Kathodenzerstäubung, das haftfeste, gut reflektierende und dabei sehr dünne Schichten ermöglicht. Aber ebenso sind auch nasschemische Verfahren möglich, mit denen gleichmäßige Schichten auf dem ebenen Substrat herstellbar sind. In jedem Fall sind mit den bekannten Verfahren Schichtdicken mit Abweichungen von bis zu 1,5 möglich, was die Abscheidung mit der minimalen Schichtdicke auf dem gesamten Substrat gestattet und aufgrund der daraus resultierenden Materialersparnis des Schichtmaterials zu einer deutlichen Kostenersparnis im Vergleich zu den Verfahren nach dem Stand der Technik führt.Due to the planar nature of the substrate, a number of different methods are available for the coating, in particular cathode sputtering, which enables adherent, highly reflective and very thin layers. However, wet-chemical methods are also possible with which uniform layers can be produced on the planar substrate. In any case, with the known methods layer thicknesses with Deviations of up to 1.5 are possible, which allows the deposition with the minimum layer thickness on the entire substrate and due to the resulting material savings of the layer material leads to a significant cost savings compared to the methods of the prior art.
Die bis zum abschließenden Biegen mögliche Handhabung ebener Substrate vereinfacht auch die Anlagentechnik, insbesondere hinsichtlich des Transports oder notwendiger Schleusen.The possible handling of planar substrates until the final bending also simplifies the system technology, in particular with regard to transport or necessary locks.
Zudem können beschichtete, großflächige Substrate auf Lager produziert werden, die erst auf Kundennachfragen konfektioniert werden zum einen hinsichtlich der Größe und zum anderen auch hinsichtlich der Form. Dies vermeidet auch oder vermindert zumindest den Aufwand für Anpassungen der Beschichtungsanlagen an veränderliche Substratgrößen.In addition, coated, large-area substrates can be produced in stock, which are assembled only on customer demand on the one hand in terms of size and on the other hand also in terms of shape. This also avoids or at least reduces the expense of adapting the coating equipment to varying substrate sizes.
Entsprechend dieser verfahrenstechnischen Vorteile ergeben sich auch deutlich verbesserte Möglichkeiten in den abscheidbaren Schichtsystemen. Wie oben dargelegt gestattet die Beschichtung mittels Kathodenzerstäubung dünne, hochreflektierende und haftfeste Schichten, woraus sich die Möglichkeit komplexer Schichtsysteme bei geringem Materialaufwand ergibt, mit auf die Anwendung und/oder die Anforderungen für das nachträgliche Biegen gezielt eingestellten Eigenschaften des Reflexionsschichtsystems. So sind gebogene Formen möglich, mit denen das Reflexionsschichtsystem sowohl auf der konkaven, d. h. der nach innen gewölbten, Seite des Substrats, wo die Schichten beim Biegen gestaucht werden, als auch auf der konvexen und die Schichten beim Biegen dehnenden Seite angeordnet ist. Auch Kombinationen beider Formen sind möglich, soweit das Substrat eine solche Biegung unterstützt. Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigtCorresponding to these procedural advantages, there are also significantly improved possibilities in the depositable layer systems. As explained above, the coating by means of cathode sputtering allows thin, highly reflective and adherent layers, resulting in the possibility of complex layer systems with low material costs, with properties of the reflective layer system set specifically for the application and / or the requirements for the subsequent bending. Thus, curved shapes are possible with which the reflective layer system on both the concave, d. H. the inwardly curved side of the substrate, where the layers are compressed during bending, as well as on the convex and the layers in the bending-stretching side is arranged. Also combinations of both forms are possible, as far as the substrate supports such a bend. The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment. In the accompanying drawing shows
Das Reflexionsschichtsystem RSS gemäß der
S Substrat
HD aluminiumdotiertes Zinkoxid (ZAO) oder Titanoxid (TiO2); 3 nm
F Nickelchrom (NiCr); 45 nm
R Silber (Ag); 75 nm
HB ZAO oder TiO2; 1 nm
WS Siliziumoxid (SiO2); 58 nm und TiO2; 27 nm
D SiO2 oder Siliziumoxinitrid (SiOxNy); 1200 nmThe reflection layer system RSS according to the
S substrate
HD aluminum-doped zinc oxide (ZAO) or titanium oxide (TiO2); 3 nm
F nichrome (NiCr); 45 nm
R silver (Ag); 75 nm
HB ZAO or TiO2; 1 nm
WS silica (SiO 2); 58 nm and TiO 2; 27 nm
D SiO 2 or silicon oxynitride (SiO x N y); 1200 nm
Zur Herstellung des Spiegels nach
Vor der Sputterbeschichtung kann das Substrat S optional im Vakuum einer Plasmavorbehandlung unterzogen werden. Dazu wird z. B. in einer verdünnten Gas-Atmosphäre, welche Argon, Sauerstoff, CDA (Compressed Dry Air) oder Stickstoff oder deren beliebige Mischungen enthalten kann, bei einem Druck von 2–5 10–2 mbar eine DC- oder MF-Glimmentladung gezündet, welcher die später zu beschichtende Seite des Substrats ausgesetzt wird. Die Glimmdauer beträgt 0,5 bis 5 Minuten.Before the sputter coating, the substrate S may optionally be subjected to a plasma pretreatment in a vacuum. This is z. B. in a dilute gas atmosphere, which may contain argon, oxygen, CDA (compressed dry air) or nitrogen or any mixtures thereof, ignited at a pressure of 2-5 10 -2 mbar a DC or MF glow discharge, which the side of the substrate to be coated later is exposed. The glow time is 0.5 to 5 minutes.
Alternativ kann das Substrat S vor der Beschichtung auch aufgeheizt werden. Je nach Vorbehandlungsschritt, die auch kombiniert werden können, können dann optional eine oder mehrere Haftschichten HS abgeschieden werden.Alternatively, the substrate S may also be heated prior to coating. Depending on the pretreatment step, which can also be combined, one or more adhesive layers HS can then optionally be deposited.
Im Ausführungsbeispiel wird die einzige Haftvermittlungs- und Diffusionsbarriereschicht HD vom metallischen Target im vollreaktiven MF-Mode mit Sauerstoffeinlass abgeschieden. Alternativ kann sie aber auch vom keramischen Target mit oder ohne zusätzlichen Sauerstoffeinlass im DC- oder MF-Mode abgeschieden werden. Bei reaktiver Beschichtung vom metallischen Target im MF-Mode wird der Sputterprozess im oxidischen Modus betrieben. Dabei wird ein besonders intensives Plasma verbunden mit geringen Sputterraten realisiert. Dies führt zu einer verbesserten Entfernung des immer an der Substratoberfläche gebundenen Wassers und der optimalen Ausbildung einer Haftvermittlungs- und Diffusionsbarriereschicht HD, die mit kleiner 5 nm nur sehr dünn abgeschieden werden muss. Darüber hinaus werden kohlenstoffhaltige Verunreinigungen, die sich meist sehr negativ auf die Haftfestigkeit auswirken, zu gasförmigem Kohlendioxid oxidiert, welches über die Vakuumpumpen abtransportiert werden kann.In the exemplary embodiment, the single adhesion-promoting and diffusion-barrier layer HD is deposited by the metallic target in the fully reactive MF mode with oxygen inlet. Alternatively, however, it can also be deposited from the ceramic target with or without additional oxygen inlet in the DC or MF mode. In the case of reactive coating of the metallic target in the MF mode, the sputtering process is operated in oxidic mode. In this case, a particularly intense plasma is combined with low sputtering realized. This leads to an improved removal of the water always bound to the substrate surface and the optimal formation of an adhesion-promoting and diffusion-barrier layer HD, which only has to be deposited very thinly at less than 5 nm. In addition, carbon-containing impurities, which usually have a very negative effect on the adhesion, oxidized to gaseous carbon dioxide, which can be removed via the vacuum pump.
Die beiden metallischen, reflektierenden Schichten F, R werden im DC-Mode vom metallischen Target abgeschieden. Sie bestehen im Ausführungsbeispiel aus Nickelchrom bzw. Silber. Alternativ können sie auch aus Kupfer, Nickel, Chrom, Edelstahl, Silizium, Zinn, Zink für die Funktionsschicht F und Aluminium, Gold oder Platin für die Reflexionsschicht R bestehen oder jeweils einer Legierung, die wenigstens eines der benannten Materialien enthält.The two metallic, reflective layers F, R are deposited in the DC mode of the metallic target. They consist in the exemplary embodiment of nickel chrome or silver. Alternatively, they can also consist of copper, nickel, chromium, stainless steel, silicon, tin, zinc for the functional layer F and aluminum, gold or platinum for the reflective layer R or in each case an alloy containing at least one of the named materials.
Beide Schichten F, R müssen für sich separat betrachtet nicht optisch dicht sein. Es wurde herausgefunden, dass zum Erreichen der maximalen solaren Reflexion des Reflexionsschichtsystems, insbesondere wenn es entsprechend einer Verfahrensausgestaltung gesputtert wurde, bei weitem nicht die Reflexionsschichtdicke benötigt, die beim nasschemischen Verfahren eingesetzt wird.Both layers F, R need not be optically dense separately considered. It has been found that to achieve the maximum solar reflectance of the reflective layer system, especially when sputtered in accordance with a process design, it does not require much the reflective layer thickness used in the wet chemical process.
Eine optisch dichte Schicht, auch opake Schicht genannt, ist eine Schicht, die so dick ist, dass sie keine Transmission mehr aufweist, d. h. dass die totale solare Transmission (TST) kleiner 0,1% ist und somit ihre maximale Reflexion erreicht. Im Falle von Silber ist eine Schicht ab einer Schichtdicke von etwa 100 nm–120 nm opak. Stellt man hingegen eine Reflexionsschicht her, die deutlich dünner ist, als zum Erreichen der maximalen Reflexion nötig, und die somit noch einen geringen Transmissionsanteil aufweist, kann durch eine weitere, bezüglich der Lichteinfallsrichtung hinter der hoch reflektierenden Reflexionsschicht angeordnete, reflektierende Schicht eines anderen geeigneten Materials nahezu die gleiche Gesamtreflexion erreicht werden, die mit einer einzelnen, opaken Reflexionsschicht erreicht würde.An optically dense layer, also called opaque layer, is a layer that is so thick that it no longer has transmission, d. H. that the total solar transmission (TST) is less than 0.1% and thus reaches its maximum reflection. In the case of silver, a layer is opaque from a layer thickness of about 100 nm-120 nm. If, on the other hand, a reflection layer is produced which is significantly thinner than necessary for achieving the maximum reflection and which thus still has a low transmission component, a further reflective layer of another suitable material arranged behind the highly reflective reflection layer with respect to the light incident direction can be used almost the same total reflection would be achieved, which would be achieved with a single, opaque reflection layer.
Dieses weitere Material kann dabei eine wesentlich geringere Einzelreflexion besitzen als die Reflexionsschicht, was auch den Einsatz von preiswerten Nicht-Edelmetallen erlaubt. Die zweite und hinter der Reflexionsschicht angeordnete Schicht kann deshalb neben der Reflexion auch einer ergänzenden Funktion dienen, insbesondere dem Schutz der Reflexionsschicht. Aus diesem Grund wird sie zur besseren Unterscheidung nachfolgend als reflektierende Funktionsschicht bezeichnet.This additional material can have a much lower individual reflection than the reflection layer, which also allows the use of inexpensive non-precious metals. The second layer arranged behind the reflection layer can therefore serve, in addition to the reflection, also a supplementary function, in particular the protection of the reflection layer. For this reason, it is referred to for better distinction hereinafter as a reflective functional layer.
Die dünne Haftvermittlungs- und Blockerschicht HB zwischen der Reflexionsschicht R und der ersten Schicht des transparenten, dielektrischen und reflexionserhöhenden Wechselschichtsystems WS wird dabei vom keramischen Target ohne oder mit einem geringen zusätzlichen Sauerstoffeinlass im DC- oder MF-Mode abgeschieden. Dabei wird im Vergleich zur reaktiven Abscheidung vom metallischen Target wesentlich weniger Sauerstoff benötigt. Die oberflächliche Oxidation des Silbers beim Aufsputtern dieser Haftvermittlungs- und Blockerschicht HB wird dadurch deutlich vermindert. Auch die Haftvermittlungs- und Blockerschicht HB wird nur in einer sehr geringen Dicke benötigt, und zwar kleiner 1 nm. Die so erzeugte Schicht dient zum einen als Haftschicht zwischen dem metallischen Silber und dem dielektrischen Wechselschichtsystem WS. Zum anderen stellt sie eine Schutzschicht für das Silber gegenüber Oxidation durch den nachfolgenden Abscheideprozess dar, insbesondere bei der Abscheidung von Siliziumdioxid, das als erste Schicht des Wechselschichtsystems WS bevorzugt ist und allgemein bei hohem Sauerstoff-Partialdruck abgeschieden wird.The thin adhesion-promoting and blocking layer HB between the reflection layer R and the first layer of the transparent, dielectric and reflection-enhancing alternating-layer system WS is deposited by the ceramic target without or with a small additional oxygen inlet in the DC or MF mode. In this case, compared to the reactive deposition of the metallic target much less oxygen is needed. The superficial oxidation of the silver during sputtering of this adhesion promoter and blocking layer HB is thereby significantly reduced. The adhesion-promoting and blocking layer HB is also required only in a very small thickness, specifically less than 1 nm. The layer thus produced serves on the one hand as an adhesive layer between the metallic silver and the dielectric alternating-layer system WS. On the other hand, it provides a protective layer for the silver to oxidation by the subsequent deposition process, in particular in the deposition of silicon dioxide, which is preferred as the first layer of the alternating layer system WS and is generally deposited at high oxygen partial pressure.
Als nächstes wird ein Wechselschichtsystem aus mindestens einer niedrig- und einer hochbrechenden dielektrischen Schicht im reaktiven MF-Mode abgeschieden, z. B. niedrigbrechendes SiO2 und hochbrechendes TiO2. Daran schließt sich dann als Schutzschicht eine ausreichend dicke dielektrische Schicht D an. Diese Schutzschicht muss hochtransparent sein und kann wie auch die beiden Schichten des Wechselschichtsystems durch physikalische Dampfabscheidung (PVD) z. B. per reaktiven MF-Sputtern oder Elektronenstrahlverdampfen, per CVD oder PECVD oder auch nasschemisch (WCD) hergestellt werden.Next, an alternating layer system of at least one low and one high refractive dielectric layer is deposited in the reactive MF mode, e.g. B. low refractive index SiO 2 and high refractive TiO 2 . This is then followed by a sufficiently thick dielectric layer D as a protective layer. This protective layer must be highly transparent and, like the two layers of the alternating layer system by physical vapor deposition (PVD) z. B. by reactive MF sputtering or electron beam evaporation, by CVD or PECVD or wet-chemical (WCD) are produced.
Das mit diesem Reflexionsschichtsystem RSS beschichtete Substrat S wird in einem nachfolgenden Prozessschritt zugeschnitten, an seinen Kanten beschliffen und anschließend thermisch gebogen. Dabei wird das Substrat S thermisch gebogen, d. h. auf eine Temperatur oberhalb seines Erweichungspunktes, bei Glas im Bereich von etwa 600 bis 650°C, erwärmt und in die gewünschte Form gebracht. Bekannt sind hier z. B. Gravitationsbiegeöfen, die in diesem Temperaturbereich arbeiten. Dabei wird das beschichtete Substrat S in Abhängigkeit von Endtemperatur und Abkühlverfahren gleichzeitig getempert z. B. zum Aushärten des Glases oder zum Ausheilen von Schichtstrukturen des Reflexionsschichtsystems RSS. Der Biegevorgang kann je nach Beschichtung unter Schutzgas oder an Luft erfolgen.The substrate S coated with this reflection layer system RSS is cut in a subsequent process step, ground at its edges and then thermally bent. In this case, the substrate S is thermally bent, d. H. heated to a temperature above its softening point, in the glass in the range of about 600 to 650 ° C, and brought into the desired shape. Known here are z. B. Gravity bending ovens, which operate in this temperature range. In this case, the coated substrate S is tempered simultaneously depending on the final temperature and cooling z. B. for curing the glass or for annealing layer structures of the reflective layer system RSS. The bending process can be carried out under protective gas or in air, depending on the coating.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
-
- SS
- Substratsubstratum
- HDHD
- Haftvermittlungs- und DiffusionsbarriereschichtAdhesion and diffusion barrier layer
- FF
- metallische, reflektierende Funktionsschichtmetallic, reflective functional layer
- RR
- metallische Reflexionsschichtmetallic reflection layer
- HBHB
- Haftvermittlungs- und BlockerschichtAdhesion and blocking layer
- WSWS
- WechselschichtsystemAlternating layer system
- DD
- transparente, dielektrische Schichttransparent, dielectric layer
- LL
- Lackbeschichtungpaint coating
- RSSRSS
- ReflexionsschichtsystemReflective layer system
Claims (6)
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102011005736A DE102011005736B4 (en) | 2011-03-17 | 2011-03-17 | Method for producing a curved mirror |
| ES201390081A ES2515665B1 (en) | 2011-03-17 | 2011-06-27 | Reflection layer system for solar applications and method to produce it |
| CN201180069357XA CN103443559A (en) | 2011-03-17 | 2011-06-27 | Reflection layer system for solar applications and method for the production thereof |
| PCT/EP2011/060722 WO2012123038A1 (en) | 2011-03-17 | 2011-06-27 | Reflection layer system for solar applications and method for the production thereof |
| US14/003,926 US20130342900A1 (en) | 2011-03-17 | 2011-06-27 | Reflection layer system for solar applications and method for the production thereof |
| DE112011105044T DE112011105044A5 (en) | 2011-03-17 | 2011-06-27 | Reflective coating system for solar technology applications and process for its production |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102011005736A DE102011005736B4 (en) | 2011-03-17 | 2011-03-17 | Method for producing a curved mirror |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE102011005736A1 DE102011005736A1 (en) | 2012-09-20 |
| DE102011005736B4 true DE102011005736B4 (en) | 2013-11-14 |
Family
ID=46756678
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE102011005736A Expired - Fee Related DE102011005736B4 (en) | 2011-03-17 | 2011-03-17 | Method for producing a curved mirror |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE102011005736B4 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019214037A1 (en) * | 2018-05-08 | 2019-11-14 | 北京汉能光伏投资有限公司 | Curved coated panel, preparation method thereof, and solar module |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20090101208A1 (en) * | 2006-03-23 | 2009-04-23 | Guardian Industries Corp. | Stiffening members for reflectors used in concentrating solar power apparatus, and method of making same |
| DE102009045582A1 (en) * | 2009-10-12 | 2011-04-14 | Evonik Degussa Gmbh | Concentrator for solar energy production and its production from polymeric materials |
| WO2011090784A1 (en) * | 2010-01-19 | 2011-07-28 | Guardian Industries Corp. | Coated articles with heat treatable coating for concentrated solar power applications, and/or methods of making the same |
-
2011
- 2011-03-17 DE DE102011005736A patent/DE102011005736B4/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20090101208A1 (en) * | 2006-03-23 | 2009-04-23 | Guardian Industries Corp. | Stiffening members for reflectors used in concentrating solar power apparatus, and method of making same |
| DE102009045582A1 (en) * | 2009-10-12 | 2011-04-14 | Evonik Degussa Gmbh | Concentrator for solar energy production and its production from polymeric materials |
| WO2011090784A1 (en) * | 2010-01-19 | 2011-07-28 | Guardian Industries Corp. | Coated articles with heat treatable coating for concentrated solar power applications, and/or methods of making the same |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019214037A1 (en) * | 2018-05-08 | 2019-11-14 | 北京汉能光伏投资有限公司 | Curved coated panel, preparation method thereof, and solar module |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE102011005736A1 (en) | 2012-09-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3134756B1 (en) | Temperature- and corrosion-stable surface reflector | |
| DE69915350T2 (en) | METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING COATINGS BASED ON SILVER WITH LOW RADIATION CAPACITY WITHOUT A METAL PRIMER | |
| EP2577368B1 (en) | Solar control glazing with low solar factor | |
| BE1019346A3 (en) | GLAZING OF SOLAR CONTROL. | |
| WO2012123038A1 (en) | Reflection layer system for solar applications and method for the production thereof | |
| CN103753897B (en) | Wide-angle broadband anti-reflection coated glass | |
| HK1215564A1 (en) | Coated glass and preparation method thereof | |
| EP2598456A2 (en) | Glass substrate with interference colouration for a facing panel | |
| DE102011116191A1 (en) | Multi-layer systems for selective reflection of electromagnetic radiation from the wavelength spectrum of sunlight and method for its production | |
| DE19537263C2 (en) | Transparent heat protection film and process for its production | |
| CN105481267A (en) | High-penetrability single-sliver low-emissivity coated glass for subsequent processing and production technology thereof | |
| AU2011317330B2 (en) | Method of coating glass | |
| WO2008017722A1 (en) | Temperable, infrared reflecting layer system and method for the production thereof | |
| EP1371745A1 (en) | Method and multichamber apparatus to coat a glass substrate with a multilayer SnO/ZnO/Ag/CrNOx | |
| DE102011005736B4 (en) | Method for producing a curved mirror | |
| DE102011080961A1 (en) | Method for producing a reflection layer system for rear-view mirrors | |
| WO2012113464A1 (en) | Reflection layer system and method for producing said system | |
| DE102013104214A1 (en) | Method for producing a bird protection glass | |
| DE102012215059B4 (en) | Protective layer for an IR-reflecting layer system, IR-reflecting layer system and method for the production thereof | |
| DE10042194B4 (en) | Heat-reflecting layer system for transparent substrates and method for the production | |
| DE102011012044B4 (en) | Method for producing a reflective layer system | |
| DE102005038901B4 (en) | glazing element | |
| DE102012200106B4 (en) | Reflection layer system with transparent climate protection layer, process for its production and substrate with such a reflective layer system | |
| DE102013108215A1 (en) | Transparent protective layer arrangement of an optically active layer system, IR-reflecting layer system and method for its production | |
| DE102012200102A1 (en) | Optically effective layer system e.g. heat protective layer system, comprises a ground layer arrangement with a ground layer and a function layer arrangement with a function layer, where the layer system is located on a substrate |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R012 | Request for examination validly filed | ||
| R016 | Response to examination communication | ||
| R016 | Response to examination communication | ||
| R016 | Response to examination communication | ||
| R016 | Response to examination communication | ||
| R016 | Response to examination communication | ||
| R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
| R020 | Patent grant now final |
Effective date: 20140215 |
|
| R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: VON ARDENNE GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: VON ARDENNE ANLAGENTECHNIK GMBH, 01324 DRESDEN, DE Effective date: 20140626 |
|
| R082 | Change of representative |
Representative=s name: PATENTANWAELTE LIPPERT, STACHOW & PARTNER, DE Effective date: 20140626 Representative=s name: LIPPERT STACHOW PATENTANWAELTE RECHTSANWAELTE , DE Effective date: 20140626 |
|
| R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |