CN101851070B - 太阳能真空管高选择性吸收涂层的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种太阳能真空管高选择性吸收涂层的制备方法，是采用磁控反应溅射法，溅射气体为氩气，反应气体为高纯氮气和四氟化碳气体，设备使用一台三靶磁控溅射镀膜机，首先在玻璃管内管外壁上磁控反应溅射沉积一层的氮化钛TiN红外反射膜，再沉积一层氮化铝-不锈钢AlN-SS复合吸收膜，最后沉积一层铝-碳-氟Al-C-F复合保护膜，最终形成Glass/TiN/AlN-SS/AL-C-F选择性吸收涂层。
Description
技术领域
本发明涉及一种太阳能真空管的制备方法，具体地说是一种用氮化钛做底金属层的太阳能真空管选择性吸收涂层的制备方法。
背景技术
目前，公知的三靶磁控溅射膜系结构是由底金属铜层、AlN-SS吸收层、AlN减反层组成。底金属铜层有优良的红外反射能力，但又不及金、银，而金银的高成本又使其使用受到限制。同时AlN较低的溅射速率影响生产效率，所以要进一步提高膜系的性能和生产效率，有必要开发一种性价比更高的膜系材料。
发明内容
本发明的目的是提供一种用氮化钛做底金属层的太阳能真空管选择性吸收涂层的制备方法。
本发明的目的是按以下方式实现的，采用磁控反应溅射法，溅射气体为氩气，反应气体为高纯氮气和四氟化碳气体，设备使用一台三靶磁控溅射镀膜机，首先在玻璃管内管外壁上磁控反应溅射沉积一层的氮化钛TiN红外反射膜，再沉积二层氮化铝-不锈钢AlN-SS复合吸收膜，最后沉积一层铝-碳-氟Al-C-F抗反射复合保护膜，最终形成Glass/TiN/AlN-SS/AL-C-F选择性吸收涂层；具体步骤如下：
抗红外反射膜氮化钛TiN的溅射
工作压强0.2-0.5Pa，反应气体氮气，氮气量20-200Sccm，溅射厚度0.04-0.3μm；
第一复合吸收膜，氮化铝-不锈钢AlN-SS的溅射
工作压强0.2-0.8Pa，反应气体氮气，氮气量60-150Sccm，钢靶电流20-40A，溅射厚度0.04-0.1μm
第二复合吸收膜，氮化铝-不锈钢AlN-SS的溅射
工作压强0.2-0.8Pa，反应气体氮气，氮气量60-150Sccm，钢靶电流8-20A，溅射厚度0.04-0.15μm
抗辐射复合保护膜，铝-碳-氟Al-C-F的溅射
工作压强0.2-0.8Pa，反应气体四氟化碳，四氟化碳气量30-200Sccm，溅射厚度0.03-0.12μm。
膜层按溅射材料分，膜系结构共分四层溅射形成，每一层溅射膜的厚度是由相同材质的材料至少通过两次溅射完成。
本发明的有益效果是，由于TiN的红外反射率和金金属接近，在16μm处金的红外反射率97％，TiN的红外反射率95％，所以该涂层具有更低的低温发射率，因此该膜系下的全玻璃真空管具有更低的热损，保温性能更好，同时AL-C-F高的溅射速率更有利于提高。
附图说明
附图1为现有技术的膜系结构示意图；
附图标记说明：抗红外反射膜1、第一复合吸收膜2、第二复合吸收膜3、抗辐射复合保护膜4、真空管玻璃5.
参照说明书附图对本发明的方法作以下详细地说明。
具体实施方式
本发明的太阳能真空管高选择性吸收涂层的制备方法，设备需要一台三靶磁控溅射镀膜机，用钛、不锈钢和铝三根磁控溅射圆柱靶，两台溅射电源、一套高真空系统和行星转架系统组成。在膜层制备时工件装在转架上，工件公转的同时自转，自动程序控制溅射镀膜工艺运行，工艺运行完后取出工件。
制备工艺如下：
该膜层的制备方法属于磁控反应溅射法，溅射气体为氩气，反应气体为高纯氮气和四氟化碳气体，膜层共分四层溅射，其间有若干过渡层。
抗红外反射膜1，氮化钛TiN的溅射
工作压强0.2-0.5Pa，反应气体氮气，氮气量20-200Sccm，溅射厚度0.04-0.3μm；
第一复合吸收膜2，氮化铝-不锈钢AlN-SS的溅射
工作压强0.2-0.8Pa，反应气体氮气，氮气量60-150Sccm，钢靶电流20-40A，溅射厚度0.04-0.1μm
第二复合吸收膜3，氮化铝-不锈钢AlN-SS的溅射
工作压强0.2-0.8Pa，反应气体氮气，氮气量60-150Sccm，钢靶电流8-20A，溅射厚度0.04-0.15μm
抗辐射复合保护膜4，铝-碳-氟Al-C-F的溅射
工作压强0.2-0.8Pa，反应气体四氟化碳，四氟化碳气量30-200Sccm，溅射厚度0.03-0.12μm。
Claims (2)
1.太阳能真空管高选择性吸收涂层的制备方法，其特征在于，采用磁控反应溅射法，溅射气体为氩气，反应气体为高纯氮气和四氟化碳气体，设备使用一台三靶磁控溅射镀膜机，首先在玻璃管内管外壁上磁控反应溅射沉积一层氮化钛TiN抗红外反射膜，再沉积两层氮化铝-不锈钢AlN-SS复合吸收膜，最后沉积一层铝-碳-氟A1-C-F复合保护膜，最终形成玻璃/氮化钛/氮化铝-不锈钢/铝-碳-氟组成的选择性吸收涂层；具体步骤如下：
抗红外反射膜，氮化钛TiN的溅射
工作压强0.2-0.5Pa，反应气体高纯氮气，氮气量20-200Sccm，溅射厚度0.04-0.3μm；
第一复合吸收膜，氮化铝-不锈钢AlN-SS的溅射
工作压强0.2-0.8Pa，反应气体高纯氮气，氮气量60-150Sccm，钢靶电流20-40A，溅射厚度0.04-0.1μm
第二复合吸收膜，氮化铝-不锈钢AlN-SS的溅射
工作压强0.2-0.8Pa，反应气体高纯氮气，氮气量60-150Sccm，钢靶电流8-20A，溅射厚度0.04-0.15μm
抗辐射复合保护膜，铝-碳-氟Al-C-F的溅射
工作压强0.2-0.8Pa，反应气体四氟化碳，四氟化碳气量30-200Sccm，溅射厚度0.03-0.12μm。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，膜层按溅射材料分，共分四层溅射，每一层溅射膜的厚度是由相同材质的材料至少通过两次溅射完成。
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