含奈米鎳銅之陶金薄膜集熱材料研製

行政院國家科學委員會專題研究計畫 成果報告

含奈米鎳銅之陶金薄膜集熱材料研製 研究成果報告(完整版)

計 畫 類 別 ： 個別型

計 畫 編 號 ： NSC 99-ET-E-011-001-ET

執 行 期 間 ： 99 年 01 月 01 日至 99 年 12 月 31 日 執 行 單 位 ： 國立臺灣科技大學材料科學與工程學系

計 畫 主 持 人 ： 周賢鎧

計畫參與人員： 碩士班研究生-兼任助理人員：詹益明 博士班研究生-兼任助理人員：李成哲

處 理 方 式 ： 本計畫可公開查詢

中 華 民 國 100 年 03 月 30 日

行政院國家科學委員會 行政院國家科學委員會 行政院國家科學委員會

行政院國家科學委員會/ // /經濟部能源局 經濟部能源局 經濟部能源局 經濟部能源局

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「能源科技學術合作研究計畫 能源科技學術合作研究計畫 能源科技學術合作研究計畫 能源科技學術合作研究計畫」 」 」 」成果報告 成果報告 成果報告 成果報告

含奈米鎳銅之陶金薄膜集熱材料研製 含奈米鎳銅之陶金薄膜集熱材料研製 含奈米鎳銅之陶金薄膜集熱材料研製 含奈米鎳銅之陶金薄膜集熱材料研製

計畫類別：█ 個別型計畫 □ 整合型計畫 計畫編號：NSC99－ET－E－011－001－ET 執行期間：99 年 1 月 1 日至 99 年 12 月 31 日 計畫主持人：周賢鎧

計畫參與人員：李成哲、詹益明

成果報告類型(依經費核定清單規定繳交)：□ 精簡報告

█ 完整報告

本成果報告包括以下應繳交之附件：

□赴國外出差或研習心得報告一份

□赴大陸地區出差或研習心得報告一份

□出席國際學術會議心得報告及發表之論文各一份

□國際合作研究計畫國外研究報告書一份

處理方式：除產學合作研究計畫、提升產業技術及人才培育研究 計畫、列管計畫及下列情形者外，得立即公開查詢

□涉及專利或其他智慧財產權，

□一年□二年後可公開查詢

執行單位：國立台灣科技大學材料科學與工程學系

中 華 民 國 100 年 3 月 29 日

摘要 摘要 摘要 摘要

本計畫使用真空濺鍍系統將鎳、銅分散於介電材料內，於不鏽鋼基板及銅基 板表面鍍製鎳、銅與二氧化矽混合之陶金薄膜 (cermet films)，再濺鍍二氧化矽 抗反射層以形成太陽能集熱板。陶金薄膜之效率採用光譜儀量測出薄膜之反射率 後，再依照太陽光譜分佈轉換成為紫外光—可見光—近紅外光波段的吸收度，以 及遠紅外光波段的發射率。本計畫所製備出之銅—二氧化矽陶金薄膜吸收度最高 為 0.93，發射率最低為 0.03；鎳—二氧化矽陶金薄膜吸收度最高為 0.87，發射率 最低為 0.04。

另一方面，本計畫也將此陶金薄膜試片鍍於石英基板表面，並量測吸收光譜 以分析表面電漿子共振波長。本計畫所製備出之銅—二氧化矽薄膜於 580 nm 至 640 nm 之間出現表面電漿子之吸收峰；而鎳—二氧化矽薄膜於低於 480 nm 波長 出現吸收峰。

關鍵詞：陶金薄膜、吸收度、發射率、共濺鍍、選擇性太陽能吸收膜

Abstract

Cermet thin films of Cu-SiO₂ and Ni-SiO₂ were prepared by sputter deposition on Cu sheet and stainless steel to form selective solar absorber. In order to evaluate efficiency of solar collectors, absorbance and emittance were obtained from reflectance measurements in UV-Vis-NIR and IR regions. The highest absorbance of Cu-SiO₂ thin film was 0.93, and Ni-SiO₂ thin film was 0.87. The lowest emittance of the Cu-SiO2 thin film was 0.03, and Ni-SiO2 thin film was 0.04.

On the other hand, the cermet thin films were deposited on quartz substrate to evaluate surface plasmon resonance (SPR) effect. The surface plasmon resonance peak of Cu-SiO₂ was between 580 nm ~ 640 nm, and Ni-SiO₂ was at wavelength shorter than 480 nm.

Keywords ： cermet thin film, absorbance, emittance, co-sputter, selective solar absorber

II

目錄 目錄 目錄 目錄

摘要……….I 目錄………..………...……..II

一、前言………1

二、研究目的………1

三、文獻探討………2

四、研究方法………4

五、結果與討論………6

1. 陶金薄膜之鍍膜參數與成份分析………..……… 6

2. 陶金薄膜結構與性質……….. 8

2.1 陶金薄膜之組成、結構……….…………8

2.2 陶金薄膜之形態分析………...……..9

2.3 陶金薄膜之光學性質………...10

3. 陶金薄膜太陽能吸收板……….11

3.1 陶金薄膜之光譜分析………...…11

3.2 陶金薄膜之吸收度………...13

3.3 陶金薄膜之發射率………...15

六、計畫成果自評………..……17

參考文獻………..……18

附錄：可供推廣之成果資料表………..……20

一 一 一

一、 、 、前言 、 前言 前言 前言

隨著人類經濟文明的發展，能源需求也越來越高，能源短缺情況日益嚴重，替代能源開發 與應用成為迫切課題。太陽能具有潔淨與不虞匱乏的特性，因此為替代能源中的重要選項。其 中太陽能熱水器(Solar water heater)[1]具有可達 50%能源轉換效率，以及較低的功率產出成本，

為極具經濟效益的能源應用。太陽能熱水器中的太陽能集熱板(Solar collector)[2]的功能為吸收太 陽能並轉換成熱能，因此構成之材料需對太陽幅射光線具有兩個要求：(1)高吸收係數(Absorption coefficient)[3]，利用高吸收係數之原料做成太陽能吸收板具有優良的太陽能吸收能力，如此可 以提高太陽能吸收效率；(2)對熱輻射具有低發射率(Emissivity)[4]，一般熱輻射屬於紅外線，為 了避免集熱板所吸收之能量由其表面以熱輻射方式散失出去，造成整體使用熱能效率下降之情 況產生，所以使用集熱板之材料對紅外線需具有低發射率之要求。

二 二 二

二、 、 、研究目的 、 研究目的 研究目的 研究目的

太陽能集熱板的材料必須具有高的太陽光吸收能力以及具有低的熱幅射，目前已知具有此 性質的材料有局部氧化的黑色金屬、混合金屬與陶瓷的陶金(Cermet)膜，以及多層結構的複合 膜。近年來金屬奈米顆粒的吸光性質與其表面電漿子共振效應(SPR, Surface plasmon resonance) 為重要研究主題，並具有多種用途，本計畫則著重研製將鎳、銅及鎳銅固溶體之奈米顆粒分散 於介電材料內形成陶金薄膜，利用共濺鍍系統調整鎳、銅成份與二氧化矽之比例，形成具有可 調制吸收波長的陶金薄膜，獲得高太陽光吸收效率及高穩定性。

本計畫研究於不鏽鋼基板與銅基板表面以濺鍍法鍍上陶金膜層以成為太陽能集熱板，可提 供做為太陽能熱水器之吸熱材料，因此本計畫開發的技術與產品可以轉移國內製作太陽能集熱 板廠商，或是支援太陽能熱水器製作公司，取代進口集熱板材。另一方面，本計畫產出的技術 也可以提供給國內以連續捲帶式生產不鏽鋼板材的產業，增加該產業之產品種類與附加價值。

本計畫所發展之陶金薄膜具有鎳、銅以及可調成份之鎳銅固溶奈米顆粒，預期陶金薄膜之 表面電漿子共振吸收峰可調制為界於 400 nm 至 600 nm 之間，與太陽光譜主峰重疊。本計畫預 期可研製具有太陽光吸收度(≧94%)與熱幅射發射率(≦6%)的陶金薄膜。

2

三 三 三

三、 、 、文獻探討 、 文獻探討 文獻探討 文獻探討

近年來，世界各個國家積極研發各種不同的再生能源來取代一般傳統火力發電，以減輕傳 統發電方式所造成的汙染，而太陽能取之不盡，用之不竭，又不會產生環境汙染，是非常潔淨 的一種能源，因此在能源逐漸短缺的地球上，太陽能成為最重要的再生能源之一。利用太陽能 最顯而易見例子就是太陽能熱水器(Solar water heater)[1]，因為太陽能熱水器可以達到 50%的 能源轉換效率，且能源產生成本較低，非常具有經濟效益，符合目前使用替代能源之趨勢。太 陽能熱水器中的核心為太陽能集熱板(Solar collector)[2]，其功能為吸收太陽能並且轉變為熱 能 ， 因 此 太 陽 能 集 熱 板 要 具 備 兩 個 特 性 ： (1) 對 太 陽 光 具 有 高 吸 收 係 數 (Absorption coefficient)[3]；(2)對熱輻射具有低發射率(Emissivity)[4]。圖 1 為太陽光線強度之光譜圖[5]，

當中標示 AM0 之部分為在太空中之太陽光譜，標示 AM1.5 處為於地表當太陽與地球位置仰角 41.8°時之太陽光譜。由圖 1 中可以得知太陽光強度最高的部分為可見光以及近紅外光，為了 增加太陽能集熱板吸收太陽能之效率，所選擇之材料需對可見光有很高的吸收度(Absorbance, α)；而根據黑體幅射之原理，若材料具有高吸收度時，其發射率也會升高，因此所選擇之材料

也必須對紅外光範圍以外具有低發射率(Emittance, ε)，即材料表面於紅外光以外之波段有高反 射率(Reflectance)。圖 2 為一理想太陽光集熱板之反射光譜圖[6]，圖中分為兩個部分，於紫外 光—可見光—近紅外光部分(波長< 2500 nm)具有低反射率，即對太陽光具有高吸收度；於紅外 光部分(波長> 2500 nm)具有高反射率，亦即具有低的熱輻射發射率。

圖 1、太陽光線強度之光譜圖[5]

圖 2、理想太陽光集熱板之反射光譜圖譜[6]

目前已知具有此兩種特性的材料有以下幾種：產生局部氧化的黑色金屬，如使用物理氣相 沉積之黑色銅鎳膜[7]、以電化學法製作的鉻黑[8,9]，以及混合金屬與陶瓷的陶金(Cermet)薄 膜，或者擁有多層結構之複合膜。陶金薄膜為金屬與陶瓷混合之薄膜，如 Ag-Al2O3[10]、

Ag-CeO₂[11]、CuAg-Si₃N₄[12]、Ni-SiO₂[13]、Ni-CeO₂[14]等多種成份之陶金薄膜，可以廣泛的 應用在各種領域，如製作燃料電池之電極或太陽能吸收板等。

金屬奈米顆粒的吸光性質與其表面電漿子共振效應(Surface Plasmon Resonance, SPR)[15-18]

相關，所謂電漿子共振效應即入射光線因共振吸收而使自由電子聚集在金屬與介電材料之間的 界面並產生共振，反射光之強度會因為電子之間的共振而減少的現象[17]。表面電漿子共振具有 多種用途，例如藉由改變金-銀奈米顆粒之成份比例後，材料本身光學性質也隨之變化，便可應 用在光學元件或感應器上。本計畫則研製將鎳、銅及鎳銅固溶體之奈米顆粒分散於介電材料內 形成陶金薄膜，調整鎳銅成份與搭配二氧化矽，形成具有可調制吸收波長的陶金薄膜，獲得高 太陽光吸收效率。

由最近幾年的學術論文中發現合金奈米顆粒的表面電漿子共振頻率隨合金成份變化，也就 是說吸收峰值隨奈米顆粒的合金成份偏移，而這個主題的研究目前仍以金與銀奈米顆粒為主。

金與銀的的表面電漿子共振效應的相對吸收波長約為 500~530 nm 與 400~410 nm[19,20]，而當 形成金銀固溶成份之奈米顆粒時，吸收波長隨成份改變而偏移至上述兩個波長之間。本計畫選 擇以含鎳、銅固溶體奈米顆粒之陶金薄膜為太陽能集熱材料，其中純銅奈米顆粒的表面電漿子

4

共振效應的相對吸收波長約為 570~600 nm[21]，而純鎳奈米顆粒吸收波長約為 400 nm，因此預 期鎳、銅固溶奈米顆粒之吸收峰值可以調制至 400~600 nm，與圖 1 中之太陽光譜 AM1.5 的主峰 值相當。而本計畫所製作出之鎳、銅陶金薄膜吸收波長剛好介於此範圍之中，因此對於吸收太 陽能的效果更佳。此外使用含鎳、銅固溶奈米顆粒之陶金薄膜的另一個優點為其成本低於昂貴 的金與銀，且比一般金屬穩定，可以成為具經濟性與長期穩定性的太陽能集熱材料。

四 四 四

四、 、 、研究方法 、 研究方法 研究方法 研究方法

目前市面上太陽能熱水器所使用的集熱板基板為不鏽鋼板或者是無磷紅銅板，本計畫採用 共濺鍍法製作鎳、銅及二氧化矽之陶金薄膜，並將薄膜分別鍍於不鏽鋼基板與銅基板上以形成 太陽能集熱板。前述陶金薄膜含有多重成份，因此採用共濺鍍法以二支濺鍍陰極同時提供鎳、

銅、二氧化矽成份，於基板表面沉積約 100-500 nm 厚度的陶金薄膜。本計畫研究方法流程圖如 圖 3。

圖 3、研究方法流程圖

此研究方法流程圖之項目說明如下：

(1) 鍍膜基板之選擇—由於目前太陽能熱水器大多使用的集熱板為不鏽鋼板或者是無磷紅銅板

所製造，因此本計畫選擇不鏽鋼與純銅做為太陽能集熱板之基材。而將薄膜鍍製於純鋁基板 則是為了做後續成份及結構分析所用；另一方面，本計畫也將陶金薄膜鍍於石英基材表面，

並量測吸收光譜以分析鎳、銅的表面電漿子共振波長，與基礎理論比較。

(2) 利用共濺鍍法製備陶金薄膜—本計畫是利用濺鍍系統製作鎳、銅及二氧化矽之陶金薄膜，在 鍍製薄膜時同時使用二支濺鍍陰極，使用靶材成份分別為鎳、銅及二氧化矽，金屬靶材使用 DC 直流電源做為電源供應；二氧化矽則使用 RF 做為電源供應，共濺鍍系統之示意圖如圖 4。

圖 4、共濺鍍系統示意圖

鍍膜時改變金屬靶材之瓦數，而二氧化矽靶材瓦數固定為 RF200W，薄膜內金屬含量會隨靶 材輸出功率改變，其金屬奈米顆粒會分散於二氧化矽介電膜之中。為了增加本計畫中陶金薄 膜於短波段區域之吸收度，因此在鍍製完陶金薄膜本體後，再多鍍製一層二氧化矽之抗反射 層(Anti-reflection coating)，其厚度約為 70 nm。

(3) 薄膜退火—試片置於管爐中經過 200℃真空退火處理 1 小時，以促成金屬相析出於介電膜 中，並可比較初鍍膜與退火後其薄膜之吸收度及發射率變化。

(4) 薄膜成份、結構與微結構分析—奈米結構之陶金薄膜使用 X 光繞射儀 (X-ray Diffraction, XRD)分析其內部之晶體結構；鍍製於純鋁基板上之薄膜以電子微探分析儀(Electron Probe Micro-Analyzer, EPMA)及電子能譜儀(X-ray Photoelectron Spectroscope, XPS)分析其成份；薄

6

膜表面形態利用掃描式電子顯微鏡(Scanning Electron Microscope, SEM)，奈米顆粒尺寸使用 穿透式電子顯微鏡(Trasmission Electron Microscope, TEM)分析。

(5) 吸收光譜分析—為了觀察本計畫所鍍製出的陶金薄膜是否產生表面電漿子共振效應，因此將 薄膜鍍製於透明石英基板上，再利用吸收光譜儀以分析 Cu-SiO2以及 Ni-SiO2膜的表面電漿 子共振波長，並與基礎理論比較。

(6) 反射光譜分析—為量測太陽能集熱板之效率，利用光譜儀及積分球量測陶金薄膜於不鏽鋼基 板與銅基板之反射率後，依太陽光譜分佈與下列(式 1)、(式 2)[22]轉計算出太陽光於紫外光—

可見光—近紅外光(300~2500 nm)波段的吸收度 α 及遠紅外光(2500~25000 nm)波段的發射率 ε。

[ ( ) ] ( )

∫ ( )

∫

=

=

=

= −

= _{max 2500}

300 min 2500 max

300

min 1 ,

I I

λ λ

λ λ θ

α λ

λ λ

d d R

sol sol

[ ( ) ] ( )

∫ ( )

∫

=

=

=

= −

= _{max 20000}

2500 min 20000 max

2500

min 1 ,

I I

λ λ λ λ

λ λ

λ λ θ ε λ

d d R

b b

上式中，R

( )

I_b(λ)為浦朗克黑體輻射。

五 五

五 五、 、 、 、結果與討論 結果與討論 結果與討論 結果與討論

1. 陶金薄膜之陶金薄膜之陶金薄膜之鍍膜參數與陶金薄膜之鍍膜參數與鍍膜參數與成份鍍膜參數與成份成份分析成份分析分析分析

為了觀察不同鎳、銅金屬成份陶金鍍膜與基板之間的吸收度與發射率變化，本計畫使用共 濺鍍法於常溫下鍍製出不同比例之鎳、銅與二氧化矽薄膜，鍍膜壓力為 1.8×10^-2 torr，鍍膜基 板使用不鏽鋼基板與銅基板，鍍製時間為 20 分鐘，使用不同功率 DC 直流電源濺鍍鎳、銅，

同時使用 RF200W 固定功率濺鍍二氧化矽，所得到薄膜厚度隨鍍膜功率改變之關係如圖 5。為 進一步了解於固定膜厚下與吸收度及發射率之關係，本計畫也藉由調整鍍膜時間鍍製出不同成 份但厚度皆為 100 nm 之陶金薄膜作為太陽能集熱板之樣品，鍍膜時銅或鎳使用功率如表 1。

(式 1)

(式 2)

0 5 10 15 20 25 30 0

10 20 30 40 50 60 70

atom%

Deposition Watts(W)

O Ni Si O-anneal Ni-anneal Si-anneal

(a) (b)

0 5 10 15 20 25 30

0 10 20 30 40 50 60 70

atom%

Deposition Watts(W)

O Cu Si O-anneal Cu-anneal Si-anneal

圖 5、鍍膜功率與厚度變化關係圖

表 1、製備約 100 nm 厚度陶金薄膜之鍍膜靶材及濺鍍功率表

鍍膜靶材 鍍膜功率

Cu 靶 4W 7W 10W 12W 15W 21W 26W -

Ni 靶 8W 10W 14W 17W 20W 22W 25W 30W

本計畫利用電子微探分析儀(EPMA)分析陶金薄膜之成份，圖 6(a)與(b)可知當銅及鎳靶材 濺鍍之功率越大時，薄膜內之金屬原子百分比皆有增加之趨勢，且氧及矽之含量相對減少。從 圖 6(a)可以得知當濺鍍銅之功率達到 26W 時，Cu-SiO2薄膜內部銅之原子百分比高達 57 at.%；

鎳之濺鍍速率比銅還緩慢，鎳之濺鍍瓦數雖然可高達到 30W，但在圖 6(b)Ni-SiO₂薄膜中，鎳 之含量僅為 36.7 at.%。本研究可將陶金薄膜內部銅含量控制於 8.7~60.7 at.%；鎳含量控制於 3.1~36.7 at.%。為避免薄膜內部金屬成分析出至表面改變其結構，本計畫採用低溫真空退火 1 小時，退火溫度為 200℃，且退火前後之薄膜成分並無太大變化。

圖 6、不同金屬含量之(a)Cu-SiO₂、(b)Ni-SiO₂薄膜退火前後 EPMA 成份分析

0 5 10 15 20 25

0 100 200 300 400 500 600

Thickness

Deposition Watts(W)

Cu-SiO₂ Ni-SiO₂

8

840 850 860 870 880 890

Intensity (arb. unit)

Binding Energy(eV)

Ni8W Ni14W Ni20W

920 930 940 950 960 970

Intensity (arb. unit)

Binding Energy(eV)

Cu1W Cu4W Cu7W Cu10W

(a) (b)

2. 陶金薄膜結構與性質陶金薄膜結構與性質陶金薄膜結構與性質 陶金薄膜結構與性質 2.1 陶金薄膜之組成陶金薄膜之組成陶金薄膜之組成、陶金薄膜之組成、、結構、結構結構 結構

本計畫之陶金薄膜是利用金屬靶材與二氧化矽靶材共濺鍍而成，在濺鍍的過程中，金屬原 子有可能與二氧化矽中之氧反應，形成氧化物結構，因此除了分析薄膜內部成份外，還需要了 解 Cu-SiO2與 Ni-SiO2薄膜在不同共濺鍍條件下其組成變化。藉由電子能譜儀(XPS)量測鍍製在 純鋁基板上之薄膜可得到薄膜中原子之間之鍵結能並分析其組成，分析結果如下圖 7(a)及(b)。

從圖 7(a)可以看出在各種銅含量之初鍍陶金薄膜之銅鍵結能皆約為 932.8eV，各成份之波峰無太 大之偏移，可能為純銅與氧化亞銅之混合結構。圖 7(b)為不同鎳含量之 XPS 圖譜，其主要之波 峰位置約為 856eV，屬於氧化鎳之結構。此外上述兩種薄膜氧之波峰皆約位於 532eV，屬於金 屬氧化物(Metal oxide)之鍵結能，證明薄膜內部具有金屬氧化物成分。

圖 7、陶金薄膜(a)Cu-SiO₂、(b)Ni-SiO₂之 XPS 圖譜

本計畫也利用 X 光繞射儀 (XRD)分析薄膜晶體結構，並與 XPS 分析結果交互比對，分析 結果如圖 8(a)及(b)。圖 8(a)樣品為以 26W 濺鍍銅與 200W 濺鍍 SiO2且厚度約為 100 nm 之 Cu-SiO2

膜，可以得知於初鍍膜狀態時薄膜內部為純銅與氧化亞銅混合之結構，並無產生氧化銅之結構。

圖 8(b)樣品為以 30W 濺鍍鎳與 200W 濺鍍 SiO2之 Ni-SiO2膜，薄膜厚度亦是 100 nm，從圖中可 看出顯示薄膜內部全為之氧化鎳結構，上述結果皆與 XPS 結果相符。

2P_3/2

2P_1/2

2P_3/2

2P_1/2

20 30 40 50 60 70 80 90 2θ

Cu26W-100nm

20 30 40 50 60 70 80 90

2θ

Ni30W-100nm

(a) (b)

Cu2O(111) Cu(111)

Cu2O(220) Cu(200)

Cu(220)

NiO (111) NiO(200)

NiO(220)

(c) (d)

(a) (b)

圖 8、陶金薄膜(a)Cu-SiO₂、(b)Ni-SiO₂之 XRD 繞射分析

2.2 陶金薄膜之形態分析陶金薄膜之形態分析陶金薄膜之形態分析 陶金薄膜之形態分析

將鍍製好的陶金薄膜以掃描式電子顯微鏡分別拍攝其表面及橫截面，以觀察薄膜之表面形 態。圖 9(a)、(b)分別為以 15W 濺鍍銅及 200W 濺鍍 SiO₂得到之 Cu-SiO₂薄膜之表面與橫截面 SEM 圖，由圖中可以看出薄膜表面非常緻密，其晶粒大小平均約為 30 nm；而由橫截面圖中可 以發現，所製備出的陶金薄膜表面並無明顯高低起伏變化，薄膜表面非常平整。圖 9(c)、(d)為 以 4W 濺鍍鎳及 200W 濺鍍 SiO2得到之 Ni-SiO2薄膜之表面與橫截面 SEM 圖，其表面亦是非常 緻密且相當平整。證明利用真空濺鍍系統所鍍製出的薄膜均勻性佳，無剝落或裂開之情形。

圖 9、薄膜初鍍膜之(a)Cu15W-SiO₂表面、(b)橫截面；(c)Ni4W-SiO₂表面、(d)橫截面。

為了觀察所鍍製陶金薄膜中內部奈米顆粒分散於二氧化矽介電膜之情況，本計畫利用穿透

10

(a) (b)

400 500 600 700

Absorbance

Wavelength(nm)

Cu1W Cu4W Cu7W Cu10W

400 500 600 700

Absorbance

Wavelength(nm)

Ni4W Ni8W Ni14W Ni20W Ni30W

式電子顯微鏡(TEM)來拍攝並且計算其顆粒之尺寸。圖 10(a)為低倍率下濺鍍功率 8W 之 Ni-SiO₂ 薄膜，從圖中可見奈米顆粒平均分散於二氧化矽之介電膜中。為確認奈米顆粒之結構，利用高 解析模式觀察薄膜，如圖 10(b)，在高解析模式中，奈米顆粒之平面間距為 0.209 nm，與氧化鎳 之(012)平面間距相符，其粒徑大小平均約為 4~6 nm，且無團聚現象。由 TEM 分析結果可知此 共濺鍍鎳及二氧化矽的薄膜構造為 NiO 奈米顆粒均勻分散在 SiO₂介電層中。

圖 10、Ni8W-SiO₂薄膜初鍍膜之 TEM 圖：(a)低倍率模式、(b)高解析模式。

2.3 陶金薄膜之光學性質陶金薄膜之光學性質陶金薄膜之光學性質 陶金薄膜之光學性質

為觀察本計畫所鍍製之陶金薄膜是否有表面電漿子共振效應，將薄膜鍍製在透明石英基板 上後量測 UV 吸收光譜，量測範圍為 350~750 nm，其結果整理如圖 11(a)與(b)。圖 11(a)為不同 銅含量薄膜之 UV 吸收光譜圖，由圖中可以看到一吸收峰出現在 580~620 nm 之間，與文獻中銅 之表面電漿子共振效應吸收峰相符，且隨著薄膜銅含量上升，此吸收峰更為明顯。圖 11(b)為不 同鎳含量薄膜之吸收光譜圖，圖中並無單獨之吸收峰出現，只有於低波長區段的廣泛吸收。

圖 11、不同金屬含量(a)Cu-SiO₂、(b)Ni-SiO₂陶金薄膜之 UV 吸收光譜圖 (a) (b)

本研究將陶金薄膜鍍製在透明石英基材上，可觀察其透光性。圖 12 為陶金薄膜鍍製在石英 基材之外觀，在使用低瓦數功率濺鍍薄膜時，薄膜內部之金屬含量較低，含銅薄膜顯現透光淺 褐色，含鎳薄膜顯現透光淺灰色；隨著濺鍍瓦數增加，薄膜中 Cu 或 Ni 成份也隨之增加，透光 性逐漸減低，光線被薄膜吸收而不易穿透。

圖 12、陶金薄膜鍍製在石英基材之外觀

3. 陶金薄膜陶金薄膜陶金薄膜太陽能吸收板陶金薄膜太陽能吸收板太陽能吸收板 太陽能吸收板 3.1 陶金薄膜之光譜分陶金薄膜之光譜分陶金薄膜之光譜分析陶金薄膜之光譜分析析 析

本計畫中將陶金薄膜鍍製在不鏽鋼基板及銅基板上，並利用 UV-Vis-NIR 光譜儀(量測範圍 300~2500 nm)及 FTIR 光譜儀(量測範圍 2500~20000 nm)搭配積分球量測出薄膜退火前後之反射 率(Reflectance)，並將量測結果經整理後得到全波段之光譜圖。圖 13(a)~(d)為 Cu-SiO₂薄膜在退 火前後之光譜圖，由光譜圖可以看出於長波長區域(2500~20000 nm)反射率較高，陶金膜於銅基 板之反射率皆高於不鏽鋼基板，且隨著濺鍍瓦數上升，薄膜內部金屬含量增加後，反射率皆有 逐漸減小之趨勢。圖 13(e)、(f)為陶金薄膜鍍於不鏽鋼及銅基板後再加鍍抗反射層之光譜，由圖 中可以看出，增加抗反射層後於短波長區域之反射率皆有下降之趨勢，證明抗反射層有助於提 高薄膜之吸收度。

鍍 Cu4W

鍍 Ni4W

鍍 Cu21W

鍍 Ni20W

12

1000 10000

0 20 40 60 80 100

Reflectance(%)

Wavelength(nm)

Cu1W-20min as-dep.

Cu4W-20min as-dep.

Cu7W-20min as-dep.

Cu10W-20min as-dep.

Cu21W-20min as-dep. 0 1000 10000

20 40 60 80 100

Reflectance(%)

Wavelength(nm)

Cu1W-20min-ann.

Cu4W-20min-ann.

Cu7W-20min-ann.

Cu10W-20min-ann.

Cu21W-20min-ann.

1000 10000

0 20 40 60 80 100

Reflectance(%)

Wavelength(nm)

Cu1W-20min as-dep.

Cu4W-20min as-dep.

Cu7W-20min as-dep.

Cu10W-20min as-dep.

Cu21W-20min as-dep.

1000 10000

0 20 40 60 80 100

Reflectance(%)

Wavelength(nm)

Cu1W-20min-ann.

Cu4W-20min-ann.

Cu7W-20min-ann.

Cu10W-20min-ann.

Cu21W-20min-ann.

(a)S. S. Sub. (b)S. S. sub.

(c)Cu Sub. (d)Cu sub.

(e)S. S. Sub. (f)Cu sub.

圖 13、不同 Cu-SiO2成分退火前後之全波段反射光譜圖：(a)不鏽鋼基板退火前及(b)退火後；

(c)銅基板退火前及(d)退火後；(e)不鏽鋼基板加鍍抗反射層及(f) 銅基板加鍍抗反射層

圖 14(a)~(d)為 Ni-SiO2薄膜在退火前後之光譜圖，於長波長區域具有高反射率，且隨著鍍 膜瓦數提高，反射率有變低之現象產生。但若吸收膜經過真空退火後其反射率有些微的提升，

此現象將會影響後續薄膜之吸收度(α)與發射率(ε)之計算。圖 14(e)、(f)為陶金薄膜加鍍抗反射 層之光譜，與 Cu-SiO₂薄膜有相同情形，在增加抗反射層後於短波長區域之反射率亦有下降之 趨勢，證明抗反射層能夠提高銅、鎳陶金薄膜之吸收度。

1000 10000

0 20 40 60 80 100

Reflectance(%)

Wavelength(nm)

Cu1W-20min-AR Cu4W-20min-AR Cu7W-20min-AR Cu10W-20min-AR Cu21-20min-AR

1000 10000

0 20 40 60 80 100

Reflectance(%)

Wavelength(nm)

Cu1W-20min-AR Cu4W-20min-AR Cu7W-20min-AR Cu10W-20min-AR Cu21-20min-AR

(a)S. S. Sub. (b)S. S. Sub.

(c)Cu sub. (d)Cu sub.

(e)S. S. Sub. (f)Cu sub.

圖 14、不同 Ni-SiO2成分退火前後之全波段反射光譜圖：(a)不鏽鋼基板退火前及(b)退火後；(c) 銅基板退火前及(d)退火後；(e)不鏽鋼基板加鍍抗反射層及(f)銅基板加鍍抗反射層

3.2 陶金薄膜之吸收度陶金薄膜之吸收度陶金薄膜之吸收度 陶金薄膜之吸收度

本研究利用 UV-Vis-NIR 光譜儀量測波長範圍 300~2500 nm 之間之反射率，經前述之(式 1) 計算後可以得到吸收度(α)，結果整理後如圖 15(a)與(b)。圖 15(a)為鍍製 20 分鐘之不同銅含量與 厚度之 Cu-SiO₂ 薄膜，於試片退火前後與加鍍抗反射層後之吸收度整理，由圖中可以看出隨著 銅含量增加其吸收度也隨之增加。在不鏽鋼基板上以 21W 功率濺鍍銅得到之 Cu-SiO2膜的吸收

1000 10000

0 20 40 60 80 100

Reflectance(%)

Wavelength(nm)

Ni1W-20min-ann.

Ni4W-20min-ann.

Ni8W-20min-ann.

Ni14W-20min-ann.

Ni20W-20min-ann.

Ni30W-20min-ann.

1000 10000

0 20 40 60 80 100

Reflectance(%)

Wavelength(nm)

Ni1W-20min as-dep.

Ni4W-20min as-dep.

Ni8W-20min as-dep.

Ni14W-20min as-dep.

Ni20W-20min as-dep.

Ni30W-20min as-dep.

1000 10000

0 20 40 60 80 100

Reflectance(%)

Wavelength(nm)

Ni1W-20min as-dep.

Ni4W-20min as-dep.

Ni8W-20min as-dep.

Ni14W-20min as-dep.

Ni20W-20min as-dep.

Ni30W-20min as-dep.

1000 10000

0 20 40 60 80 100

Reflectance(%)

Wavelength(nm)

Ni1W-20min-ann.

Ni4W-20min-ann.

Ni8W-20min-ann.

Ni14W-20min-ann.

Ni20W-20min-ann.

Ni30W-20min-ann.

1000 10000

0 20 40 60 80 100

Reflectance(%)

Wavelength(nm)

Ni1W-20min-AR Ni4W-20min-AR Ni8W-20min-AR Ni14W-20min-AR Ni20W-20min-AR Ni30W-20min-AR

1000 10000

0 20 40 60 80 100

Reflectance(%)

Wavelength(nm)

Ni1W-20min-AR Ni4W-20min-AR Ni8W-20min-AR Ni14W-20min-AR Ni20W-20min-AR Ni30W-20min-AR

14

(a) (b)

度可以達到最高值 0.86，而將同條件 Cu-SiO₂鍍製在銅基板上其吸收度為 0.83，因此得知基板 種類也會影響吸收度之變化。另一方面，退火過後之吸收度略低於未退火之試片。若試片再多 鍍一層二氧化矽抗反射層(Anti-reflection coating)，所有成份薄膜之吸收度亦有增加之趨勢，且 於不鏽鋼基板上用功率 21W 鍍銅 20 分鐘得到之 Cu-SiO2膜之吸收度可以達到 0.93，證明增加 抗反射層能有效的增加吸收度。圖 15(b)為不同銅含量退火前後之 Cu-SiO₂薄膜，各試片厚度皆 約為 100 nm 之吸收圖譜，藉此與圖 15(a)比較試片厚度對吸收度之影響，由圖中可以得知若薄 膜試片變薄其吸收度有下降之趨勢。加鍍抗反射層後，以功率 30W 濺鍍 Cu-SiO₂於不鏽鋼基板 時吸收度為 0.84，於銅基板上為 0.81。

圖 15、(a)鍍製 20 分鐘，(b)厚度 100 nm 之不同銅含量之 Cu-SiO₂薄膜吸收度整理圖。

圖 16(a)為鍍製 20 分鐘之不同鎳含量之 Ni-SiO2薄膜，於試片退火前後與加鍍抗反射層後 之吸收度整理，由圖中亦可得知若鎳成分增加時，其吸收度也隨之增加，且在以 30W 功率濺 鍍鎳得到之 Ni-SiO2膜鍍製於銅基板上，具有最高之吸收度 0.81，若再增鍍一層抗反射層則吸 收度可上升至 0.87，證明在 Ni-SiO₂膜上抗反射層仍可以增加薄膜之吸收度。圖 16(b)為不同鎳 含量之 Ni-SiO2薄膜，各試片厚度皆約為 100 nm 之吸收圖譜，在不鏽鋼基板上以 22W 功率濺 鍍鎳之 Ni-SiO₂膜且有抗反射層時，吸收度最高為 0.85，由此可見薄膜厚度仍是影響吸收度之 關鍵之一，若膜厚減少其吸收度也會有些許下降。各成分薄膜經過 200℃真空退火後其吸收度 卻有下降之現象產生，推測原因可能為退火溫度不夠高，使薄膜內部金屬顆粒無法從氧化物還 原至金屬顆粒，使其吸收度無法提高。

0 5 10 15 20 25

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

α

Deposition Watts(W)

304 sub. as-deposited 304 sub. anneal 304 sub. AR layer Cu sub. as-deposited Cu sub. anneal Cu sub. AR layer

0 5 10 15 20 25 30

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

α

Depostion Watts(W)

100nm-304 sub. as-deposited 100nm-304 sub. anneal 100nm-304 sub. AR layer 100nm-Cu sub. as-deposited 100nm-Cu sub. anneal 100nm-Cu sub. AR layer

(a) (b)

(a) (b)

圖 16、(a)鍍製 20 分鐘，(b)厚度 100 nm 之不同鎳含量之 Ni-SiO2薄膜吸收度整理圖。

3.3 陶金薄膜之陶金薄膜之陶金薄膜之發射率陶金薄膜之發射率發射率 發射率

本計畫之陶金薄膜發射率(ε)分析亦是將薄膜鍍製在不鏽鋼基板及銅基板後，利用 FTIR 量 測長波長區段之反射率，量測範圍為 2500~20000 nm，其結果經前述之(式 2)計算後，得到不 同金屬含量之薄膜發射率。圖 17(a)為鍍製 20 分鐘之不同銅含量與厚度之 Cu-SiO2薄膜，試片 退火前後與加鍍抗反射層後之發射率整理，由圖可知當薄膜內部銅含量增加時，其發射率也隨 之增加。使用濺鍍功率為 7W 鍍製於銅基板且退火後之 Cu-SiO2薄膜，發射率為 0.16，加鍍抗 反射層後其發射率降至 0.07。Cu-SiO₂薄膜鍍在不鏽鋼基板之發射率最低值為 0.22，效果較銅 基板差。圖 17(b)為厚度皆約為 100nm 之不同銅含量 Cu-SiO2薄膜，使用鍍膜功率為 7W 鍍製

Cu-SiO₂薄膜於銅基板且退火後並加鍍抗反射層，其發射率更可以達到 0.03，因此可知薄膜厚

度越薄相對發射率也會變低，且抗反射層除了可以增加吸收度，對減少發射率也有一定的效果。

圖 17、(a)鍍製 20 分鐘，(b)厚度 100 nm 之不同銅含量之 Cu-SiO₂薄膜發射率整理圖。

0 5 10 15 20 25 30

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

α

Depostion Watts(W)

304 sub. as-deposited 304 sub. anneal 304 sub. AR layer Cu sub. as-deposited Cu sub. anneal Cu sub. AR layer

0 5 10 15 20 25 30

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

α

Depositon Watts(W)

100nm-304 sub. as-deposited 100nm-304 sub. anneal 100nm-304 sub. AR layer 100nm-Cu sub. as-deposited 100nm-Cu sub. anneal 100nm-Cu sub. AR layer

0 5 10 15 20 25

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

ε

Deposition Watts(W)

304 sub. as-deposited 304 sub. anneal 304 sub. AR layer Cu sub. as-deposited Cu sub. anneal Cu sub. AR layer

0 5 10 15 20 25 30

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

ε

Depostion Watts(W)

100nm-304 sub. as-deposited 100nm-304 sub. anneal 100nm-304 sub. AR layer 100nm-Cu sub. as-depostied 100nm-Cu sub. anneal 100nm-Cu sub. AR layer

16

(a) (b)

圖 18(a)為鍍製 20 分鐘之不同鎳含量之 Ni-SiO₂薄膜，試片有退火及無退火與加鍍抗反射 層後之發射率整理，圖中顯示薄膜鍍製在銅基板上發射率皆小於鍍於不鏽鋼基板，且隨薄膜鎳 含量增加其發射率也隨之增加；濺鍍功率為 4W 之 Ni-SiO₂薄膜鍍於銅基板並加鍍抗反射層時，

其發射率降到 0.04。圖 18(b)為厚度皆約為 100nm 之不同鎳含量 Ni-SiO2薄膜，與圖 18(a)比較 後可以發現，當薄膜厚度減少後，其發射率有下降之趨勢，因此可以得知薄膜厚度會影響其發 射率。濺鍍功率 8W 之 Ni-SiO2薄膜鍍於銅基板上且加鍍抗反射層時，發射率最低為 0.06；鍍 膜功率 14W 之 Ni-SiO₂薄膜於銅基板之 0.07。Ni-SiO₂薄膜鍍製於不鏽鋼基板之發射率最低值 為 0.14，發射率較銅基板高。

圖 18、(a)鍍製 20 分鐘、(b)厚度 100 nm 之不同鎳含量之 Ni-SiO2薄膜發射率

利用真空濺鍍系統所製備之陶金薄膜之選擇性太陽能板之外觀如圖 19，依濺鍍之金屬不 同，薄膜在基板上產生之顏色也會有變化，以 7W 濺鍍銅之 Cu-SiO₂膜於不鏽鋼基板與銅基板 上皆為淺藍色；以 8W 濺鍍鎳之 Ni-SiO2膜於不鏽鋼基板上為黃色，於銅基板上為橘色。隨著 濺鍍功率的提高，薄膜內部之金屬含量也隨之增加，薄膜顏色會逐漸變為深褐色。本計畫所鍍 製出的陶金薄膜與基材之附著力與均勻性佳，所有試片皆未有薄膜剝落或裂開之現象產生，有 利於將來大面積之薄膜製程，並提供製造太陽能集熱板之應用。

0 5 10 15 20 25 30

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

ε

Deposition Watts(W)

304 sub. as-deposited 304 sub. anneal 304 sub. AR layer Cu sub. as-deposited Cu sub. anneal Cu sub. AR layer

0 5 10 15 20 25 30

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

ε

Deposition Waas(W)

100nm-304 sub. as-deposited 100nm-304 sub. anneal 100nm-304 sub. AR layer 100nm-Cu sub. as-depostied 100nm-Cu sub. anneal 100nm-Cu sub. AR layer

不鏽鋼 銅片

未鍍膜

鍍 Cu7W

鍍 Ni8W

圖 19 利用真空濺鍍系統製備之陶金薄膜外觀

六 六 六

六、 、 、計畫成果自評 、 計畫成果自評 計畫成果自評 計畫成果自評

本計畫研究利用含銅陶金膜或是含鎳陶金膜的表面電漿子共振特性，於純銅基板以及純不 銹鋼基板表面製做具有高吸收度與低發射率的選擇性太陽能吸收膜，實驗執行內容皆與計畫書 規劃內容相符合。計畫書設定目標為吸收度達到0.94以及發射率達到0.06，而本計畫研製於不 銹鋼基板表面鍍至含銅陶金膜並覆蓋抗反射層的選擇性太陽能吸收膜(ARC/Cu-SiO₂/S.S.)，其 最高吸收度達0.93；另一方面，數個陶金薄膜樣品的發射率可以低於0.06，例如低銅含量陶金 膜構成之ARC/Cu-SiO₂/Cu的發射率達0.03，低鎳含量陶金膜構成之ARC/Ni-SiO₂/Cu的發射率可 達0.04。目前則還需要進一步調整參數製做陶金薄膜，以達成同時具有高吸收度與低發射率的 高效率選擇性太陽能吸收膜。

本計畫研究的主題於獲得同時具有高吸收度與低發射率性質的陶金膜之後，可以進一步搭 配表面電漿子共振特性發表學術論文。本計畫主題為針對太陽能熱水器之太陽能吸收板設計陶 金膜層，獲得的成果可以直接應用於太陽能產業。

18

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20

可供推廣之研發成果資料表 可供推廣之研發成果資料表 可供推廣之研發成果資料表 可供推廣之研發成果資料表

日期：100年 3 月 29 日 計畫名稱：含奈米鎳銅之陶金薄膜集熱材料研製

計畫主持人：周賢鎧

計畫編號： NSC99－ET－E－011－001－ET

期刊期刊 期刊期刊

國內期刊論文：

1. 第一作者或通信作者論文________________篇 2. 非第一作者論文________________篇

國外期刊論文：

1. 第一作者或通信作者論文________________篇 2. 非第一作者論文________________篇

SCI/SSCI 等期刊論文：

1. 第一作者或通信作者論文________________篇 2. 非第一作者論文________________篇

其他期刊論文：________________篇 論文

論文 論文 論文

研討會 研討會 研討會

研討會 國內研討會論文發表：________________篇 國外研討會論文發表：________________篇 技術報告

技術報告 技術報告

技術報告 中文技術報告：___件 英文技術報告：___件 申請申請

申請申請 國內：___件；專利名稱：____________

國外：___件；專利名稱：____________

取得取得

取得取得 國內：___件；專利名稱：____________

國外：___件；專利名稱：____________

專利 專利專利 專利

技轉 技轉 技轉

技轉 技術移轉金總計(萬元)：________；

件數:_____件 產業

產業 產業

產業合作合作合作合作 後續洽談合作研發廠商：___家 與產業界

與產業界與產業界

與產業界、、、研發機、研發機研發機研發機 構互動成果 構互動成果 構互動成果

構互動成果 可將共濺鍍陶金薄膜技術與捲帶式生產線結合。

可利用之產業及可 可利用之產業及可可利用之產業及可 可利用之產業及可

開發之產品 開發之產品 開發之產品

開發之產品 太陽能熱水器之太陽能集熱板、太陽能電池之抗反射膜。

技術特點技術特點

技術特點技術特點 使用共濺鍍技術可以調整所製做陶金薄膜的成分，調制其光學性質以達到產 品需求規格。

推廣及運用價值 推廣及運用價值推廣及運用價值 推廣及運用價值

因此本計畫開發的技術與產品可以轉移國內製作太陽能集熱板廠商，或是支 援太陽能熱水器製作公司，取代進口集熱板材。另一方面，本計畫產出的技 術也可以提供給國內以連續捲帶式生產不鏽鋼板材的產業，增加該產業之產 品種類與附加價值。

國科會補助計畫衍生研發成果推廣資料表

日期:2011/03/30

國科會補助計畫

計畫名稱: 含奈米鎳銅之陶金薄膜集熱材料研製 計畫主持人: 周賢鎧

計畫編號: 99-ET-E-011-001-ET 學門領域: 再生能源開發與利用

無研發成果推廣資料

99 年度專題研究計畫研究成果彙整表

計畫主持人：周賢鎧 計畫編號：99-ET-E-011-001-ET 計畫名稱：含奈米鎳銅之陶金薄膜集熱材料研製

量化

成果項目 ^{實際已達成}

數（被接受 或已發表）

預期總達成 數(含實際已

達成數)

本計畫實 際貢獻百

分比

單位

備 註 （ 質 化 說 明：如 數 個 計 畫 共 同 成 果、成 果 列 為 該 期 刊 之 封 面 故 事 ...

等）

期刊論文 0 0 100%

研究報告/技術報告 0 0 100%

研討會論文 0 1 100%

論文著作 篇

專書 0 0 100%

申請中件數 0 0 100%

專利 已獲得件數 0 0 100% 件

件數 0 0 100% 件

技術移轉

權利金 0 0 100% 千元

碩士生 1 1 100%

博士生 1 1 100%

博士後研究員 0 0 100%

國內

參與計畫人力

（本國籍）

專任助理 0 0 100%

人次

期刊論文 0 1 100%

研究報告/技術報告 0 0 100%

研討會論文 0 0 100%

論文著作 篇

專書 0 0 100% 章/本

申請中件數 0 0 100%

專利 已獲得件數 0 0 100% 件

件數 0 0 100% 件

技術移轉

權利金 0 0 100% 千元

碩士生 0 0 100%

博士生 0 0 100%

博士後研究員 0 0 100%

國外

參與計畫人力

（外國籍）

專任助理 0 0 100%

人次

其他成果

(

無

成果項目 量化 名稱或內容性質簡述

測驗工具(含質性與量性) 0

課程/模組 0

電腦及網路系統或工具 0

教材 0

舉辦之活動/競賽 0

研討會/工作坊 0

電子報、網站 0

科 教 處 計 畫 加 填 項

目 計畫成果推廣之參與（閱聽）人數 0

國科會補助專題研究計畫成果報告自評表

請就研究內容與原計畫相符程度、達成預期目標情況、研究成果之學術或應用價 值（簡要敘述成果所代表之意義、價值、影響或進一步發展之可能性） 、是否適 合在學術期刊發表或申請專利、主要發現或其他有關價值等，作一綜合評估。

1. 請就研究內容與原計畫相符程度、達成預期目標情況作一綜合評估

□達成目標

■未達成目標（請說明，以 100 字為限）

□實驗失敗

□因故實驗中斷

■其他原因 說明：

本計畫研製之陶金膜雖然分別達到高吸收度及低發射率,但仍未同時具有兩者. 其可能原 因有兩個:(1)低溫熱處理沒能將氧化物奈米顆粒完全還原成金屬奈米顆粒, (2)鍍鎳速率低導 致陶金膜內之金屬含量低. 未來應提高熱處理溫度以及使用高功率鍍膜系統進行實驗.

2. 研究成果在學術期刊發表或申請專利等情形：

論文：□已發表 □未發表之文稿 □撰寫中 ■無 專利：□已獲得 □申請中 ■無

技轉：□已技轉 □洽談中 ■無 其他：（以 100 字為限）

本計畫研究的主題需於獲得同時具有高吸收度與低發射率性質的陶金膜之後，才可以進一 步搭配表面電漿子共振特性發表學術論文。

3. 請依學術成就、技術創新、社會影響等方面，評估研究成果之學術或應用價 值（簡要敘述成果所代表之意義、價值、影響或進一步發展之可能性）（以 500 字為限）

本計畫研究成果分為兩個部分,其一為以銅與二氧化矽或是鎳與二氧化矽混合之陶金薄 膜,研究它們的表面電漿子共振性質；其二為以上述兩種陶金膜做為選擇性太陽能吸收膜.

選擇銅與鎳可以取代金與銀,了解過渡金屬的表面電漿子共振性質,並可提供產業界符合 成本的應用.本計畫研究的技術可以提供太陽能熱水器之太陽能集熱板,太陽能電池之抗 反射膜.