Análisis y diseño de estructuras multicapa ópticamente selectivas

• Autores: Ángel Morales Sabio
• Localización: Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio, ISSN 0366-3175, Vol. 35, Nº. 6, 1996, págs. 403-418
• Idioma: español
• Enlaces
  • Texto completo (pdf)
• Resumen

  • Las estructuras multicapa, formadas por diferentes capas de materiales y usando mecanismos como los fenómenos de interferencia (filtros interferenciales), rugosidad de la superficie (discriminación del frente de onda), gradientes de índice de refracción (materiales compuestos), son de gran utilidad para conseguir selectividad óptica, es decir, diferentes propiedades ópticas en función del rango de longitudes de onda. El diseño de una estructura multicapa ópticamente selectiva, como un absorbente selectivo, implica predecir el comportamiento óptico de los materiales, que viene determinado por los valores del índice de refracción complejo en el rango de longitudes de onda de interés.

    El programa de diseño presentado en este trabajo permite el cálculo de las principales propiedades ópticas de los absorbentes solares formados por n capas. Los parámetros que se pueden calcular son: reflectividad direccional o hemisférica en función de la longitud de onda, emisividad en función de la temperatura del absorbente y absortancia en función del ángulo de incidencia de la radiación. A a partir de ellos pueden calcularse los dos parámetros fundamentales para la caracterización de un absorbente selectivo: la absortancia solar (absortancia total hemisférica) y la emitancia térmica (emitancia total hemisférica).

    Se han estudiado las propiedades ópticas de diversas estructuras multicapa: Al/CoO, Al/CoO/Sn02(F) y Al/CoO/Sn02(F)/Si02, siendo esta última la que mejores propiedades presenta.

    También se analiza el efecto de la rugosidad superficial sobre las propiedades ópticas, observándose un aumento considerable de la absortancia solar y un aumento discreto de la emisividad para absorbentes con gran dispersión de la rugosidad media. Este análisis se realiza mediante modelos aproximados que no reproducen completamente las propiedades ópticas, por lo que sólo proporciona una idea orientativa de la mejora en el funcionamiento del absorbente.