بهينه سازي طراحي پنجره هاي ترموكروميك بر مناي دي اكسيد واناديم

كارشناسي ارشد

دي¬ اكسيد واناديم ماده اي است كه داراي گذار فاز نيمه رسانا به فلزمي باشد. اين تغيير فاز در دماي گذار براي حالت توده 68 درجه سانتي گراد اتفاق مي افتد. با تغييرات دما، تغييرات چشمگيري در ويژگي هاي اپتيكي (عبور و انعكاس) اين ماده ايجاد ميشود. اين خاصيت ترموكروميك در دي اكسيد واناديم باعث شده است كه ازآن در طراحي پنجره هاي هوشمند استفاده شود. روش هاي ساخت شيشه هاي هوشمند ترموكروميك بر مبناي دي اكسيد واناديم هزينه بر و زمان بر است. از اين جهت پيدا كردن روشي كه بتواند تطابق خوبي مابين نتايج محاسباتي با نتايج آزمايشگاهي ايجاد كند، بسيار مهم و به صرفه مي باشد. با توجه به نتايج تحقيقات قبلي ضريب شكست با تغيير ضخامت رابطه دارد. در اين تحقيق از د مدل هاي معرفي شده براي ضريب شكست ماده ذكر شده در ضخامت هاي مختلف استفاده شده است. استفاده از اين مدل هاي ذكر شده براي محاسبات عبور از گستره ضخامت 30تا540 نانومتر به طور كامل انجام شده است، به طوري كه براي هر ساختار شامل دي اكسيد واناديم با هر ضخامتي، كمترين اختلاف ممكن مشاهده ميشود. يكي از روش هاي استفاده شده براي بهبود كارايي اين نوع شيشه ها، استفاده از لايه هاي ضد انعكاسي است. در اين تحقيق ضخامت لايه انعكاسي و لايه ي دي اكسيد واناديم بگونه اي بهينه شده است كه عبور در ناحيه ي مرئي در هر دو فاز نيمه رسانا و فلزي افزايش يابد. بعلاوه، پنجره هاي ترموكروميك با اين نوع ساختار (و ضخامت ها) بيشترين تعديل انرژي خورشيدي را در ناحيه ي مادون قرمز (موج گرمايي) دارند. با اين اصول رفتار گذار فيلم هاي نازك پلي كريستال دي اكسيد واناديم بر روي زير لايه شيشه BK7 (بصورت يك منحني هيسترزيسي) محاسبه شده است. در اين بررسي وابستگي نسبي ضخامت به ويژگي¬هاي گذار نيمه رسانا به فلز (SMT) و شكل هيسترزيس توسط مدل هاي مختلف نظري محيط موثر مطالعه شده است. محاسبات نشان داده اند كه يكي از مدل ها (تحت عنوان مدل ماكسول گارنت اصلاح شده) نتايج دقيقتري براي گذار خنك سازي در گستره ضخامت نانو مقياس فيلم ارائه مي دهد. در نتيجه در اين تحقيق بهينه سازي طيف عبوري وابسته به دما از شيشه هاي هوشمند ترموكروميك به وسيله ي ضخامت دي اكسيد واناديم مورد توجه قرار گرفته است.

195835

دانشگاه علم و صنعت ايران

فوتونيك

محمد حسين مهديه