TiO₂/Ag/TiO₂/ITO/TiO₂ (DMDSD) ÇOK KATMANLI YAPILARIN RCWA TABANLI OPTİMİZASYONU: YÜKSEK GÖRÜNÜR ŞEFFAFLIK VE NIR ENGELLEME PERFORMANSI
RCWA-BASED OPTIMIZATION OF TiO₂/Ag/TiO₂/ITO/TiO₂ (DMDSD) MULTILAYER STRUCTURES: HIGH VISIBLE TRANSPARENCY AND NIR BLOCKING PERFORMANCE
- Tez No: 1013746
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ İSA HATİPOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fotonik Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışmada, enerji tasarruflu pencere kaplamaları için beş katmanlı TiO₂/Ag/TiO₂/ITO/TiO₂ dielektrik–metal–dielektrik–yarı iletken–dielektrik (DMDSD) mimarisinin optik performansı sıkı bağlaşık dalga analizi (RCWA) ile incelenmiştir. Her katmanın kalınlığı bağımsız değişken olarak ele alınmış ve toplam 378 378 kombinasyon, Tvis, ort ≥ %70 kısıtı altında güneş enerjisi reddi (SER) değerini maksimize edecek şekilde değerlendirilmiştir. Tvis, ort ≥ %70 kısıtını karşılarken en yüksek SER değerine ulaşan yapı TiO₂ (33 nm) / Ag (18 nm) / TiO₂ (20 nm) / ITO (105 nm) / TiO₂ (115 nm) olup bu yapıda Tvis = %70,01, RNIR = %92,45 ve SER = %91,73 elde edilmiştir. SER ≥ %90 kısıtını karşılarken en yüksek görünür geçirgenliğe ulaşan yapı ise TiO₂ (34 nm) / Ag (17 nm) / TiO₂ (24 nm) / ITO (95 nm) / TiO₂ (115 nm) olup bu yapıda Tvis = %73,45, RNIR = %91,20 ve SER = %90,02 olarak hesaplanmıştır. Daha önce literatürde bildirilen TiO₂/Ag/TiO₂/SiO₂/TiO₂ tasarımıyla karşılaştırıldığında, bu çalışmada elde edilen en iyi yapıda NIR yansıtıcılığı %86,50'den %92,45'e, SER değeri ise %89,20'den %91,73'e yükselmiştir. Yapının optik performansı θ = 0°-80° geliş açısı aralığında da değerlendirilmiş; NIR yansıtıcılığı ve SER değerlerinin tüm açı aralığı boyunca kararlı kaldığı görülmüştür. Elde edilen sonuçlar, ITO ara katmanının görünür geçirgenliği kabul edilebilir düzeyde korurken NIR engelleme kapasitesini artırabildiğini göstermektedir. Bu yönüyle önerilen DMDSD mimarisi, otomobil camları ve binalarda enerji tüketimini azaltmaya yönelik uygulamalar için elverişli bir tasarım alternatifi sunmaktadır.
Özet (Çeviri)
In this study, the optical performance of a five-layer TiO₂/Ag/TiO₂/ITO/TiO₂ dielectric–metal–dielectric–semiconductor–dielectric (DMDSD) multilayer stack designed for energy-saving window coatings was investigated using rigorous coupled-wave analysis (RCWA). The thickness of each layer was treated as an independent variable, and a total of 378,378 combinations were evaluated to maximize solar energy rejection (SER) under the constraint of Tvis ≥ 70%. The structure achieving the highest SER while satisfying the Tvis ≥ 70% constraint was TiO₂ (33 nm) / Ag (18 nm) / TiO₂ (20 nm) / ITO (105 nm) / TiO₂ (115 nm), yielding Tvis = 70.01%, RNIR = 92.45%, and SER = 91.73%. The structure achieving the highest visible transmittance while satisfying the SER ≥ 90% constraint was TiO₂ (34 nm) / Ag (17 nm) / TiO₂ (24 nm) / ITO (95 nm) / TiO₂ (115 nm), yielding Tvis = 73.45%, RNIR = 91.20%, and SER = 90.02%. Compared with the previously reported TiO₂/Ag/TiO₂/SiO₂/TiO₂ design, the best-performing structure obtained in this study increased NIR reflectance from 86.50% to 92.45% and SER from 89.20% to 91.73%. The angular performance of the structure was also evaluated over an incidence angle range of θ = 0°–80°, and NIR reflectance and SER remained stable across the full angular range. The results indicate that the ITO interlayer can enhance NIR blocking capability while maintaining an acceptable level of visible transmittance. In this respect, the proposed DMDSD architecture offers a promising design alternative for automotive glazing and building applications aimed at reducing energy consumption.
Benzer Tezler
- Sol-jel yöntemiyle hazırlanan TiO2 filmlerin elektrokromik özellikleri
Electrochromic properties of TiO2 films prepared by sol-gel method
HASAN SARIGÜL
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Fizik ve Fizik MühendisliğiMustafa Kemal ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. İDRİS SORAR
- Eu katkılı TiO2 ince filmlerinin karakterizasyonu ve ters-yüz polimer güneş piline uygulanması
Characterization of eu doped TiO2 thin films and application to the inverted type polymer solar cells
ŞABAN FINDIK
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
EnerjiAhi Evran Üniversitesiİleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. OSMAN ÖRNEK
- Gümüş ile katkılanmış tio2 ince filmlerin üretimi ve karakterizasyonu
Fabri̇cati̇on and characteri̇zati̇on of si̇lver dopi̇ng tio2 thi̇n_fi̇lms
BURÇİN TAÇ
- TiS2 driven TiO2 nano-flakes: Ultrasonic spray-deposited electrodes for sensing and electrochromic applications
TiS2 türevli TiO2 nano-pulcukları: Ultrasonik sprey yöntemiyle biriktirilmiş elektrotların sensör ve elektrokromik uygulamaları
EDA ÇEVİK
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Metalurji MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSNÜ EMRAH ÜNALAN
- Influence of nanoparticle addition to electrical properties of TCO films produced using electrospinning technique
Elektro eğirme tekniği ile elde edilmiş TCO ince filmlerde nanoparçacık ilavesinin elektriksel özelliklere etkisi
BURAK ÇELİK
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiÇankaya ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZİYA ESEN
DR. ÖĞR. ÜYESİ NİLÜFER DUYGULU