CN102620456A - 一种中低温太阳能选择吸收薄膜及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种中低温太阳能选择吸收薄膜，该薄膜主要包括依次沉积在具有红外反射功能的衬底上的扩散阻挡层、吸收层和减反射层；或者主要包括依次沉积在衬底上的红外反射层、扩散阻挡层、吸收层和减反射层。红外反射层的成分为Cu、Mo或Ag；扩散阻挡层的成分为铬-氮复合成分；吸收层由铬单质-氧化铬多元相、铬单质-氮氧化铬多元相中的一种或两种组成；减反射层为SiO2陶瓷薄膜。该薄膜具有较高的太阳光谱吸收率以及较低的红外发射率，较好的热稳定性和耐候性，可在278℃以下的中低温大气环境中长期使用。本发明还公开了该薄膜的制备方法，采用磁控溅射方法制备，工艺简单成本低，稳定性好，适合工业大面积制备。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能光热转换技术领域，具体涉及一种中低温太阳能选择吸收薄膜及其制备方法。
背景技术
太阳能选择性吸收膜层需要在太阳光谱范围(0.35～2.5μm)具有高的吸收率(α)，在中远红外区(2.5～25μm)具有低的热发射率(即红外发射率，ε)。太阳能选择性吸收膜层是太阳能集热板芯的核心部分，直接影响太阳能热水器的集热效率和加工成本。太阳选择吸收膜层的制备工艺经历了从简单喷涂、化学溶液涂膜到真空蒸发及磁控溅射沉积的工艺升级换代过程。其中，涂料涂层发展较早，商业化的产品有：PbS/沥青漆、PbS/乙丙橡胶、PbS/聚丙烯酸漆、PbS-CuO/聚丙烯酸树脂漆、炭黑沥青漆等，但涂料涂层普遍存在与衬底材料结合力差，使用寿命短，转换效率低等问题。黑镍和黑铬膜层自1954年被发现以来，一度被广泛应用。普通黑铬(CrxOy)膜层的吸收率α在0.91～0.94，热发射率ε在0.08～0.15之间，发射比(α/ε)较高，但生产黑铬涂层需镀覆铜、镍层来增加附着力，生产成本较高，另外，所采用的电镀液含大量Cr6+，会造成环境污染；而基于黑镍(NiS-ZnS)的选择性吸收涂层比较薄，热稳定性和耐蚀性均较差。
利用真空蒸发和磁控溅射技术可以制备对厚度和成分有精确要求的选择性吸收薄膜，如利用真空蒸发制取的PbS/Al膜层，利用磁控溅射制取的有AlN/Al渐变涂层、不锈钢-C/Cu涂层、AlCN涂层、AlNxOy涂层和Ni-Cr涂层等。目前应用比较多的是AlN/Al多层渐变涂层(如中国专利申请CN85100142中公开的一种溅射太阳能选择性吸收涂层)，该涂层具有良好的光谱选择性，α可达0.94，ε小于0.06，但涂层耐磨性、耐腐蚀性差，且Al在大气中易氧化，因而只能在真空环境中使用。M.O.Farooq等采用Ni-SiO2金属陶瓷作吸收层，Ni在膜层表面的体积比为10％，到底部逐渐变化为90％，膜层厚度为(100～170)nm，吸收率为0.96，热发射率为0.03～0.14。Q.C.Zhang等采用掺钼的三氧化二铝(Mo-Al2O3)作为选择性吸收材料，Al2O3作减反射层，双层Mo-Al2O3金属陶瓷层作吸收层，得到的吸收率为0.96，热发射率为0.15。但这些膜层要么热发射率过高，要么耐候性较差，不适合于平板式太阳能热水器应用。为此，德国TiNOX公司开发出基于Ti-TiOxNy膜层的高效选择吸收膜层，其太阳光吸收率可以达到95％±2％，红外发射率约为4％±2％(100℃)。经德国Stuttgart热力学及热工研究所、德国FreiburgFraunhofer太阳能系统研究所及瑞典国家计量中心等单位依照ISO/CD12952.2标准进行持久性测试，结果表明在使用25年以后，Ti-TiOxNy选择性吸收膜仍能保持其初始性能的95％，因而更适合应用于平板式太阳能热水器。目前制备Ti-TiOxNy采用电子束共蒸发，需在电子射线枪的作用下将钛(Ti)汽化，与通入的氮气(N2)和氧气(O2)发生化学反应生成Ti-TiOxNy，但此过程中会造成电子射线枪灯丝的氧化，涂层致密性差且生产成本较高。磁控溅射因可大面积均匀成膜、溅射工艺易调控、不使用有毒气体等优点，已被广泛应用于选择吸收膜层的制备。但在磁控溅射方法制备Ti-TiOxNy过程中容易出现靶面中毒引起的阴极靶打火和阳极消失等工艺不稳定现象，导致选择吸收薄膜存在孔洞乃至大颗粒等缺陷，从而大幅度降低薄膜性能。
现有的采用磁控溅射技术制备太阳能选择性吸收膜的技术较多，如：中国专利申请CN91103765.9中公开了一种采用三极磁控溅射离子镀膜技术单靶金属钛(或铝)在氩气和氮气中反应溅射沉积到光亮处理过的金属基体上的氮化钛(或铝)太阳能选择性吸收薄膜，基体加热到一定温度加负偏压，在增强离化电极作用下，溅射钛(或铝)原子与氮气流量逐渐增加反应沉积生成氮化钛(或铝)渐变吸收膜层。该太阳能选择性吸收膜层，其吸收率α＝0.85-0.95，红外发射率ε＝0.06-0.15。
中国专利ZL201020692553.5中公开了一种太阳光谱选择性吸收薄膜，其包括铜基片，采用四层结构膜系，采用磁控溅射技术在铜基片设置三层膜层，从下至上依次为铜基片层、NiCrOxNy高金属含量吸收层、NiCrOxNy低金属含量吸收层和介质减反射层。其中对该膜的性能为作描述。
中国专利申请CN 03140208.9中公开了一种采用磁控溅射技术在铜基片上制备三层镍-铬-氧-氮复合薄膜，通过对膜层结构的优化调整，已制备出吸收率高、发射率低且附着力好的镍-铬系复合太阳能光谱选择性吸收薄膜。
因此，如能开发一种利用磁控溅射技术制备的性能优良的中低温太阳能选择性吸收薄膜，可在大大降低制备难度和制备成本的同时扩展太阳能选择性吸收薄膜的应用领域。
发明内容
为克服现有技术存在的缺点，本发明提供了一种具有较高的太阳光谱吸收率以及较低的红外发射率的中低温太阳能选择吸收薄膜。
本发明还提供了一种中低温太阳能选择吸收薄膜的制备方法，采用磁控溅射技术，具有可大面积均匀成膜、工艺易调控、不使用有毒气体等优点。
一种中低温太阳能选择吸收薄膜，该薄膜主要包括依次沉积在具有红外反射功能的衬底上的扩散阻挡层、吸收层和减反射层；或者主要包括依次沉积在衬底上的红外反射层、扩散阻挡层、吸收层和减反射层。
所述的具有红外反射功能的衬底可兼做衬底和红外反射层，可选用本领域通用的具有红外反射功能的衬底如Cu、Mo或Ag等具有红外反射功能材质的衬底(优选应用广泛且成本相对较低的Cu材质的衬底)，以节约资源且降低生产成本，如不考虑成本等因素也可在具有红外反射功能的衬底上沉积红外反射层。因此，本发明中低温太阳能选择吸收薄膜还可以采用本领域通用的衬底如铜、Mo、Ag、铝或不锈钢等材质的衬底，依次在衬底上沉积红外反射层、扩散阻挡层、吸收层和减反射层。这两种结构的薄膜仅在体现形式上不同，功能是相同的。本发明对于衬底的规格没有限定，采用本领域各种规格的衬底均可。
为了达到更好的发明效果，优选：
所述的红外反射层的成分为Cu、Mo或Ag，即选用Cu金属膜层、Mo金属膜层或Ag金属膜层等红外高反射金属膜层；Cu、Ag和Mo均具有较低的红外发射率，而Mo更具有较好的高温稳定性。
可选的，所述的扩散阻挡层的成分为铬-氮复合成分。进一步优选为CrNx，其中0.5≤x≤1；与TiN相比，铬-氮复合成分具有更好的附着性、耐腐蚀性和抗高温氧化性(达700℃)，较低的残余应力，同时沉积工艺简单，适合于大面积制备。
可选的，所述的吸收层由铬单质-氧化铬多元相、铬单质-氮氧化铬多元相中的一种或两种组成。采用铬单质-氧化铬多元相、铬单质-氮氧化铬多元相中的一种或两种作为吸收层而非氮氧化钛等材料，具有制备工艺简单、不易产生靶面中毒现象等优点，可以使用反应磁控溅射方法制备，从而大大降低了制备的难度和制备成本。进一步优选为由上涂层和下涂层组成的双层复合吸收涂层，所述的下涂层沉积在扩散阻挡层上，由Cr-CrOmNn多元相组成，其中Cr单质体积分数为30％-50％，0＜m≤1.5，0≤n＜1；所述的上涂层沉积在下涂层上，由Cr-CrOyNz多元相组成，其中Cr单质体积分数为10％-30％，0＜y≤1.5，0≤z＜1；y值与m值相同或不同，和/或z值与n值相同或不同。最优选上涂层与下涂层成分不同，即y值与m值不同和/或z值与n值不同。所述的上涂层和下涂层的厚度比例并没有严格的限定。
可选的，所述的减反射层为SiO2陶瓷薄膜，该减反射层具有增透、耐磨、抗氧化的作用。
各层的厚度可根据需要设置，可选的，所述的红外反射层的厚度为100nm-200nm；所述的扩散阻挡层的厚度为30nm-50nm；所述的吸收层的厚度为40nm-100nm；所述的减反射层的厚度为80nm-120nm。
一种中低温太阳能选择吸收薄膜的制备方法，包括步骤：
(a)基片的预处理：将具有红外反射功能的衬底依次以去污剂、去离子水、丙酮和酒精超声清洗处理，并进行烘烤除气及等离子体清洗处理，得到预处理后的基片；
(b)扩散阻挡层的制备：使用Cr靶，在真空腔体中通入氩气和氮气，利用反应磁控溅射方法于15℃-35℃在预处理后的基片上制备铬-氮复合成分的扩散阻挡层，制备过程中需施加衬底负偏压；施加衬底负偏压后，铬-氮复合成分晶粒尺寸变大，膜层致密度增加，有利于提高其对氧气的扩散阻挡性能；可通过调节气体流量控制在预处理后的基片上沉积的扩散阻挡层的成分组成；
(c)吸收层的制备：使用Cr靶，在真空腔体中通入氩气、氮气和氧气，利用反应磁控溅射方法于15℃-35℃在扩散阻挡层上制备由铬单质-氧化铬多元相、铬单质-氮氧化铬多元相中的一种或两种组成的吸收层，制备过程中需施加衬底负偏压；可通过调节气体流量控制在扩散阻挡层上沉积的吸收层的成分组成；
(d)减反射层的制备：使用Si靶反应溅射、SiO2陶瓷靶材中频溅射或SiO2陶瓷靶材射频溅射方法，在吸收层上于15℃-35℃沉积SiO2减反射层，完成中低温太阳能选择吸收薄膜的制备；
或者，包括步骤：
(1)基片的预处理：将衬底依次以去污剂、去离子水、丙酮和酒精超声清洗处理，并进行烘烤除气及等离子体清洗处理，得到预处理后的基片；
(2)红外反射层的制备：选取Cu、Mo或Ag金属靶材，在真空腔体中通入氩气，采用直流磁控溅射方法于15℃-35℃在预处理后的基片上制备金属红外反射层，制备过程中需施加衬底负偏压；制备过程中需施加衬底负偏压可以提高Cu、Mo或Ag等红外反射层与衬底间的结合力，同时，研究亦表明：施加衬底负偏压后，膜层中的晶粒尺寸明显变大，空洞减小，导致膜层本身红外反射率大幅降低；
(3)扩散阻挡层的制备：使用Cr靶，在真空腔体中通入氩气和氮气，利用反应磁控溅射方法于15℃-35℃在红外反射层上制备铬-氮复合成分的扩散阻挡层，制备过程中需施加衬底负偏压；施加衬底负偏压后，铬-氮复合成分晶粒尺寸变大，膜层致密度增加，有利于提高其对氧气的扩散阻挡性能；可通过调节气体流量控制在红外反射层上沉积的扩散阻挡层的成分组成；
(4)吸收层的制备：使用Cr靶，在真空腔体中通入氩气、氮气和氧气，利用反应磁控溅射方法于15℃-35℃在扩散阻挡层上制备由铬单质-氧化铬多元相、铬单质-氮氧化铬多元相中的一种或两种组成的吸收层，制备过程中需施加衬底负偏压；可通过调节气体流量控制在扩散阻挡层上沉积的吸收层的成分组成；
(5)减反射层的制备：使用Si靶反应溅射、SiO2陶瓷靶材中频溅射或SiO2陶瓷靶材射频溅射方法，在吸收层上于15℃-35℃沉积SiO2减反射层，完成中低温太阳能选择吸收薄膜的制备。
可选的，步骤(a)或步骤(1)中，烘烤除气处理的处理环境为：在真空度小于10Pa的真空，氮气或惰性气体保护气氛中于200℃-400℃处理20min-60min。所述的惰性气体选用本领域常用的惰性气体，如氩气等。
可选的，步骤(a)或步骤(1)中，等离子体清洗处理的处理环境为：在真空环境中通过反溅射装置或离子束刻蚀装置，利用Ar等离子体轰击衬底表面，处理时间为5min-60min。等离子体可轻易穿透表面微小空洞，清除表面有机污染物，使衬底表面更平整，增加薄膜与衬底间结合力。
可选的，所述的衬底负偏压采用射频电源，电压范围为80V-200V，步骤(a)和步骤(b)中的衬底负偏压可相同也可不同，或者，步骤(2)、步骤(3)和步骤(4)中的衬底负偏压可相同也可不同。
本发明可通过本领域的常规技术如调节气体流量控制各层的成分，调节溅射时间控制各层沉积的厚度，操作方便，简单可控。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
本发明中低温太阳能选择吸收薄膜，可应用于中低温太阳能集热板芯领域。该薄膜主要包括红外反射层、扩散阻挡层、吸收层和减反射层。该薄膜具有较高的太阳光谱吸收率，可达95％±2％，以及较低的红外发射率，可至5％±2％，较好的热稳定性和耐候性，可在278℃以下的中低温大气环境中长期使用。
本发明中低温太阳能选择吸收薄膜采用磁控溅射方法制备，制备工艺简单，成本低，工艺稳定性好，适合工业大面积制备，在太阳能热利用领域具有较强的实用价值和广阔的应用前景。
附图说明
图1为实施例1中各膜层的光学常数测试结果，其中n为折射率；
图2为实施例1中各膜层的光学常数测试结果，其中k为消光系数；
图3为实施例1中太阳能选择吸收薄膜的可见-红外反射率曲线；
图4为实施例2中太阳能选择吸收薄膜的可见-红外反射率曲线。
具体实施方式
实施例1
本实施例描述了在纯铝衬底上制备中低温太阳能选择吸收薄膜的过程，并对其性能进行了分析。
步骤一：基片的预处理：选用纯铝箔(厚度为0.4mm)作为吸收涂层衬底，依次以去污剂、去离子水、丙酮和酒精超声清洗10min，并经N2气吹干后，置入真空腔体中，待真空抽至2×10-4Pa后，在300℃烘烤30min，然后通过反溅射装置对样品进行Ar等离子体处理，其中Ar气压为0.45Pa，处理时间为10min，得到预处理后的基片。
步骤二：红外反射层的制备：选取金属Cu靶材，在真空腔体中通入Ar气，采用直流磁控溅射方法室温在预处理后的基片上制备金属红外反射层，其中，Ar工作气压为0.46Pa，靶面功率密度4.9w/cm2，同时，在制备过程中需采用射频电源施加功率为100w、电压为120V的衬底负偏压，以提高Cu反射层与衬底间的结合力。
步骤三：扩散阻挡层和吸收层的制备：使用Cr靶，采用反应磁控溅射方法，在真空腔体中同时通入Ar气和N2气，调节氩气和氮气的流量(sccm)比在红外反射层上制备不同x值的CrNx扩散阻挡层；然后，通入Ar气、N2气和O2气，通过调节气体流量，在扩散阻挡层上依次沉积Cr-CrOmNn多元相下涂层和Cr-CrOyNz多元相上涂层。同时，在制备过程中需采用射频电源施加功率为100w、120V的衬底负偏压，以提高层与层间的结合力。
步骤四：减反射层的制备：使用SiO2陶瓷靶材射频溅射方法，室温在吸收层上沉积减反射层。沉积过程中，Ar工作气压为0.46Pa，靶面功率密度4.9w/cm2，制得中低温太阳能选择吸收薄膜。
利用X光电子能谱仪(XPS)对薄膜中各层的化学成分进行了定量分析，得到CrNx成分随气体流量变化关系结果如表1，Cr-CrOyNz(或Cr-CrOmNn)多元相成分随气体流量变化关系结果如表2所示。根据基于等效媒质理论的Bruggeman模型，计算得到Cr单质成分在Cr-CrOyNz(或Cr-CrOmNn)多元相中的体积分数。
表1：CrNx成分随气体流量变化关系(沉积时工作气压为0.24Pa)
表2：Cr-CrOyNz(或Cr-CrOmNn)多元相成分随沉积气体流量比变化关系(沉积时工作气压为0.24Pa)
从上述表1和表2可看出，制备扩散阻挡层时调节氩气和氮气的流量(sccm)比可控制x的值；制备吸收层时，调节氩气、氧气和氮气的流量比可控制y、z(或m、n)的值以及金属单质的体积分数，调节氩气和氮气的流量(可控制沉积时的工作气压，进而调节涂层的沉积速率)和沉积时间可用来控制膜层的厚度。可见，本发明方法可通过简单的调整磁控溅射的参数得到不同组成的中低温太阳能选择吸收薄膜，操作简便。
实施例2
本实施例描述了在纯铝衬底上制备中低温太阳能选择吸收薄膜的过程，并对其性能进行了分析。
步骤一：基片的预处理：选用纯铝箔(厚度为0.4mm)作为吸收涂层衬底，依次以去污剂、去离子水、丙酮和酒精超声清洗10min，并经N2气吹干后，置入真空腔体中，待真空抽至2×10-4Pa后，在300℃烘烤30min，然后通过反溅射装置对样品进行Ar等离子体处理，其中Ar气压为0.45Pa，处理时间为10min，得到预处理后的基片。
步骤二：红外反射层的制备：选取金属Cu靶材，在真空腔体中通入Ar气，采用直流磁控溅射方法室温在预处理后的基片上制备金属红外反射层，其中，Ar工作气压为0.46Pa，靶面功率密度4.9w/cm2，同时，在制备过程中需采用射频电源施加功率为100w、电压为120V的衬底负偏压，以提高Cu反射层与衬底间的结合力，溅射过程持续30min。
步骤三：扩散阻挡层和吸收层的制备：使用Cr靶，采用反应磁控溅射方法，在真空腔体中同时通入Ar气和N2气，在红外反射层上制备CrNx扩散阻挡层，其中，沉积扩散阻挡层时，氩气和氮气的流量(sccm)比为4/3，工作气压为0.45Pa，靶面功率密度3.9w/cm2，溅射过程持续8min；然后，通入Ar气、N2气和O2气，通过调节气体流量，在扩散阻挡层上依次沉积Cr-CrOmNn多元相下涂层和Cr-CrOyNz多元相上涂层，沉积下涂层时，氩气和氧气的流量比为4/0.8，氩气和氮气的流量比为4/0.4，工作气压为0.24Pa，溅射过程持续3min，沉积上涂层时，氩气和氧气的流量比为4/1，氩气和氮气的流量比为4/0.4，工作气压为0.24Pa，溅射过程持续8min。同时，在制备过程中需采用射频电源施加功率为100w、120V的衬底负偏压，以提高层与层间的结合力。
步骤四：减反射层的制备：使用SiO2陶瓷靶材射频溅射方法，室温在吸收层上沉积减反射层。沉积过程中，Ar工作气压为0.46Pa，靶面功率密度4.9w/cm2，溅射过程持续60min，制得中低温太阳能选择吸收薄膜，样品记作R0。该中低温太阳能选择吸收薄膜中红外反射层的成分为Cu，厚度为100nm；扩散阻挡层的成分为CrN0.67，厚度为30nm；吸收层中下涂层的成分为Cr单质体积分数为30％的Cr-CrO0.84N0.02多元相，厚度为30nm；上涂层的成分为Cr单质体积分数为10.6％的Cr-CrO1.28N0.02多元相，厚度为40nm；减反射层的成分为SiO2陶瓷，厚度为80nm。利用椭偏仪对薄膜中各层的光学常数进行了分析，得到的光学常数(折射率n和消光系数k)随波长(wavelength)的变化曲线如图1和图2所示。
采用optosol发射率测试仪对薄膜的红外发射率进行了测试，结果如图3所示。计算后结果见表3，表明该薄膜太阳光谱AM1.5吸收率可达93.7％，红外发射率5.2％；在大气环境下278℃分别退火18小时、36小时、75小时、150小时、300小时(样品分别记作R1、R2、R3、R4、R5)，性能衰减小于5％，表明该薄膜可在278℃以下的中低温大气环境中长期使用。
表3：太阳能选择吸收薄膜的吸收率和红外发射率结果
实施例3
本实施例描述了在紫铜衬底上制备中低温太阳能选择吸收薄膜的过程，并对其性能进行了分析。
步骤一：选用紫铜(厚度为0.2mm)作为吸收涂层衬底，依次以去污剂、去离子水、丙酮和酒精超声清洗10min，并经N2气吹干后，置入真空腔体中。待真空抽至2×10-4Pa后，在300℃烘烤30min，然后通过反溅射装置对样品进行Ar等离子体处理，其中Ar气压为0.46Pa，处理时间为10min。紫铜衬底同时兼做红外反射层。
步骤二：扩散阻挡层和吸收层的制备：使用Cr靶，采用反应磁控溅射方法，在真空腔体中同时通入Ar气和N2气，在红外反射层上制备CrxN扩散阻挡层，其中，沉积扩散阻挡层时，氩气和氮气的流量(sccm)比为4/3，工作气压为0.45Pa，靶面功率密度3.9w/cm2，溅射过程持续30min；然后，通入Ar气和O2气，通过调节气体流量，在扩散阻挡层上依次沉积Cr-CrOmNn多元相下涂层和Cr-CrOyNz多元相上涂层，沉积下涂层时，氩气和氧气的流量比为4/0.8，工作气压为0.24Pa，溅射过程持续8min，沉积上涂层时，氩气和氧气的流量比为4/1，工作气压为0.24Pa，溅射过程持续8min；同时，在制备过程中需采用射频电源施加功率为100w、120V的衬底负偏压，以提高层与层间的结合力。
步骤三：减反射层的制备：使用SiO2陶瓷靶材射频溅射方法，室温在吸收层上沉积减反射层。沉积过程中，Ar工作气压为0.46Pa，靶面功率密度4.9w/cm2，溅射过程持续60min，制得中低温太阳能选择吸收薄膜，样品记作S0。该中低温太阳能选择吸收薄膜中扩散阻挡层的成分为CrN0.67，厚度为30nm；吸收层中下涂层的成分为Cr单质体积分数为32％的Cr-CrO0.84多元相，厚度为30nm；上涂层的成分为Cr单质体积分数为11.6％的Cr-CrO1.28多元相，厚度为40nm；减反射层的成分为SiO2陶瓷，厚度为100nm。
采用分光光度计(Perkin Elemer lamda950)对膜层的太阳光谱吸收率进行了测试，采用optosol发射率测试仪对薄膜的红外发射率进行了测试，结果如图4所示。计算后结果见表4，表明该薄膜太阳光谱AM1.5吸收率可达94.7％，红外发射率5.2％；在大气环境下278℃分别退火18小时、36小时75小时、150小时、300小时(样品分别记作S1、S2、S3、S4、S5)，性能衰减小于5％，表明该薄膜可在278℃以下的中低温大气环境中长期使用。
表4：太阳能选择吸收薄膜的吸收率和红外发射率结果
本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定权利要求，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。
Claims (10)
1.一种中低温太阳能选择吸收薄膜，其特征在于，该薄膜主要包括依次沉积在具有红外反射功能的衬底上的扩散阻挡层、吸收层和减反射层；或者主要包括依次沉积在衬底上的红外反射层、扩散阻挡层、吸收层和减反射层。
2.根据权利要求1所述的中低温太阳能选择吸收薄膜，其特征在于，所述的具有红外反射功能的衬底的材料为Cu；
所述的红外反射层的成分为Cu、Mo或Ag；
所述的扩散阻挡层的成分为铬-氮复合成分；
所述的吸收层由铬单质-氧化铬多元相、铬单质-氮氧化铬多元相中的一种或两种组成；
所述的减反射层为SiO2陶瓷薄膜。
3.根据权利要求1或2所述的中低温太阳能选择吸收薄膜，其特征在于，所述的扩散阻挡层的成分为CrNx，其中0.5≤x≤1。
4.根据权利要求1或2所述的中低温太阳能选择吸收薄膜，其特征在于，所述的吸收层为由上涂层和下涂层组成的双层复合吸收涂层；
所述的下涂层沉积在扩散阻挡层上，由Cr-CrOmNn多元相组成，其中Cr单质体积分数为30％-50％，0＜m≤1.5，0≤n＜1；
所述的上涂层沉积在下涂层上，由Cr-CrOyNz多元相组成，其中Cr单质体积分数为10％-30％，0＜y≤1.5，0≤z＜1；
y值与m值相同或不同，和/或z值与n值相同或不同。
5.根据权利要求4所述的中低温太阳能选择吸收薄膜，其特征在于，y值与m值不同和/或z值与n值不同。
6.根据权利要求1或2所述的中低温太阳能选择吸收薄膜，其特征在于，所述的红外反射层的厚度为100nm-200nm；所述的扩散阻挡层的厚度为30nm-50nm；所述的吸收层的厚度为40nm-100nm；所述的减反射层的厚度为80nm-120nm。
7.根据权利要求1至6任一项所述的中低温太阳能选择吸收薄膜的制备方法，包括步骤：
(a)基片的预处理：将具有红外反射功能的衬底依次以去污剂、去离子水、丙酮和酒精超声清洗处理，并进行烘烤除气及等离子体清洗处理，得到预处理后的基片；
(b)扩散阻挡层的制备：使用Cr靶，在真空腔体中通入氩气和氮气，利用反应磁控溅射方法于15℃-35℃在预处理后的基片上制备铬-氮复合成分的扩散阻挡层，制备过程中需施加衬底负偏压；
(c)吸收层的制备：使用Cr靶，在真空腔体中通入氩气、氮气和氧气，利用反应磁控溅射方法于15℃-35℃在扩散阻挡层上制备由铬单质-氧化铬多元相、铬单质-氮氧化铬多元相中的一种或两种组成的吸收层，制备过程中需施加衬底负偏压；
(d)减反射层的制备：使用Si靶反应溅射、SiO2陶瓷靶材中频溅射或SiO2陶瓷靶材射频溅射方法，在吸收层上于15℃-35℃沉积SiO2减反射层，完成中低温太阳能选择吸收薄膜的制备；
或者，包括步骤：
(1)基片的预处理：将衬底依次以去污剂、去离子水、丙酮和酒精超声清洗处理，并进行烘烤除气及等离子体清洗处理，得到预处理后的基片；
(2)红外反射层的制备：选取Cu、Mo或Ag金属靶材，在真空腔体中通入氩气，采用直流磁控溅射方法于15℃-35℃在预处理后的基片上制备金属红外反射层，制备过程中需施加衬底负偏压；
(3)扩散阻挡层的制备：使用Cr靶，在真空腔体中通入氩气和氮气，利用反应磁控溅射方法于15℃-35℃在红外反射层上制备铬-氮复合成分的扩散阻挡层，制备过程中需施加衬底负偏压；
(4)吸收层的制备：使用Cr靶，在真空腔体中通入氩气、氮气和氧气，利用反应磁控溅射方法于15℃-35℃在扩散阻挡层上制备由铬单质-氧化铬多元相、铬单质-氮氧化铬多元相中的一种或两种组成的吸收层，制备过程中需施加衬底负偏压；
(5)减反射层的制备：使用Si靶反应溅射、SiO2陶瓷靶材中频溅射或SiO2陶瓷靶材射频溅射方法，在吸收层上于15℃-35℃沉积SiO2减反射层，完成中低温太阳能选择吸收薄膜的制备。
8.根据权利要求7所述的中低温太阳能选择吸收薄膜的制备方法，其特征在于，步骤(a)或步骤(1)中，烘烤除气处理的处理环境为：在真空度小于10Pa的真空，氮气或惰性气体保护气氛中于200℃-400℃处理20min-60min。
9.根据权利要求7所述的中低温太阳能选择吸收薄膜的制备方法，其特征在于，步骤(a)或步骤(1)中，等离子体清洗处理的处理环境为：在真空环境中通过反溅射装置或离子束刻蚀装置，利用Ar等离子体轰击衬底表面，处理时间为5min-60min。
10.根据权利要求7所述的中低温太阳能选择吸收薄膜的制备方法，其特征在于，所述的衬底负偏压采用射频电源，电压范围为80V-200V。
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