Yansıma Önleyici Özelliklere Sahip Nano Gözenekli Filmlerin Cam Yüzeyler Üzerinde Üretimi ve Çizilme Dayanımı Özelliklerinin Belirlenmesi
Proje no. 24025 · Durum: Kapanmış (Yayın bekleniyor) · 2023
Özet
<p>Yansıma önleyici (antireflektif) kaplamalar, kaplandıkları yüzeye gelen ışığın geri yansımasını etkili şekilde azaltan, diğer bir deyişle yüzeyin ışık geçirgenliğini arttıran bileşenlerdir. Antireflektif kaplamalar (ARK), en yaygın olarak optik lenslerde kullanılsa da, güneş enerjisi ile çalışan sistemler, optik sistemler ve optoelektrik cihazlar gibi teknolojik kullanımlarda da büyük önem arz etmektedir. Bu uygulama alanları arasında güneş enerjisi ile çalışan sistemlerdeki kullanımı, enerji verimliliği açısından giderek önem kazanmaktadır. Fosil yakıtların giderek tükenmesi ve doğaya verdikleri zararlar göz önüne alındığında, güneş enerjisi gibi yenilenebilir enerji kaynaklarına yönelik araştırmalar artmıştır. Ülkemiz, coğrafi konumu nedeniyle önemli bir güneş enerjisi potansiyeline sahiptir. Ancak güneş panellerinin düşük verimle çalışması nedeniyle bu potansiyel tam olarak kullanılamamaktadır. Bu sorunun aşılması için yapılan çalışmaların bir yönü de antireflektif kaplamaların geliştirilmesidir. Antireflektif kaplamalar kullanıldığında güneş enerjisi ile çalışan sistemler tarafından emilen ışık miktarı artar ve böylece sistemin daha verimli çalışması sağlanır. Fotovoltaik veya fototermal güneş sistemleri dış ortam şartlarında çalışır. Bu koşullar, antireflektif kaplamaların ışık geçirgenliğinde yüksek oranda azalmaya neden olur. Dolayısıyla, bu sistemlerin performansını azaltmayacak şekilde, hem yansıma önleyici özelliklerini hem de dış ortama karşı dirençlerini arttırmak gerekmektedir. Literatürde yüksek ışık geçirgenliğe sahip tek tabakadan oluşan antireflektif kaplamalar çalışılmış bir konudur. Ancak, hem dayanıklı, hem antireflektif özellikleri olan, hem de geniş dalga boyu aralığında etkin bir kaplama elde etmek için çalışmalar halen devam etmektedir. Her üç özelliği bir arada barındıran kaplamalar üretildiği takdirde oldukça geniş kullanım alanı bulacağı aşikardır.</p><p>Önerilen proje kapsamında, güneş sistemlerinde kullanılmak üzere ışık geçirgenliği yüksek, güneş ışınımının en yüksek olduğu 400-800 nm dalga boyu aralığında (görünür bölgede) en etkin ve dış ortamda kullanıma uygun olacak şekilde dayanıklı bir kompozit film kaplamasının üretilmesi amaçlanmıştır. Fototermal sistemlerde çoğunlukla cam yüzeyler kullanıldığı için, kaplamalar cam yüzeye uygulanacaktır. Bu amaç doğrultusunda camların, antireflektif özelliği olan SiO2 filmi ve koruyucu TiO2 filmi ile, ikili veya çoklu tabakalar halinde kaplanması planlanmaktadır. Basit ve ucuz bir yöntem olması, geniş yüzeylerin kolaylıkla kaplanabilmesi, kaplama kalınlığı/kaplama tabaka sayısı gibi parametrelerin kolaylıkla değiştirilmesi gibi avantajlarından dolayı üretiminde sol-jel ve daldırmalı kaplama yöntemi bir arada kullanılacaktır. SiO2 ve TiO2 filminin dayanımını arttırmak için nanotaneler asidik katalizör varlığında üretilecektir. Ancak asidik katalizör ile çok küçük ve sık yerleşimli nano taneler elde edildiği için, üretilen kaplamanın geçirgenliği azalır. Bu dezavantajı gidermek için, kaplamalara yüzey aktif madde veya polimer ilave edilecek, daha sonra bu maddeler yakılarak film içinde nano boyutta (~1-10nm) gözenekler oluşturulacak; böylelikle geçirgenliğin arttırılması sağlanacaktır. Bu da literatürde oldukça yeni incelenmeye başlanmış bir konudur. Hem yansıma önleyici hem de dayanıklılık özellikleri kazandırıldığında bu fonksiyonel camlar; güneş enerjisi sistemleri, optik lensler, ekran panelleri ve otomobil camları gibi birçok teknolojik uygulama alanında kendine yer bulacaktır.</p>