CN104947054A - 一种太阳光谱选择性吸收涂层的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及太阳能设备技术领域,尤其涉及一种太阳光谱选择性吸收涂层的制备方法。该太阳光谱选择性吸收涂层的制备方法包括:选择基体,将镀膜室内进行抽真空处理;在基体外制备粘结层;在粘结层外制备红外反射层;在红外反射层外制备扩散阻挡层;通过第二金属靶溅射沉积金属层,通过孪生靶反应溅射沉积介质层,金属层和介质层间隔设置形成吸收层;在吸收层外制备减反射层;观察减反射层制备时膜层的颜色,结束镀膜。该太阳光谱选择性吸收涂层的制备方法在制备吸收层时采用金属粒子和介质粒子交替沉积,可形成具有间隔设置的金属层和介质层的多亚层吸收层,其工艺成本低,可制成可见光吸收率高、红外光谱发射低且高温稳定性强的产品。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能设备技术领域,尤其涉及一种太阳光谱选择性吸收涂层的制备方法,具体涉及一种用于制备高温太阳能选择性吸收涂层的制备方法。
背景技术
随着可持续经济发展趋势日益增强,对清洁能源的需求越来越迫切。和众多能源相比,太阳能可以说是纯天然无污染绿色能源。在太阳能热利用装置中,首先要将太阳辐射能转换成热能,实现此转换的器件称为太阳集热器。无论哪种形式和结构的集热器,都要有一个用来吸收太阳辐射的吸收部件,如太阳能集热管。太阳光谱选择性吸收涂层的吸收和发射性能决定了太阳能集热管的热效率。为了获得更好的吸收效果,我们要求吸收部件的吸收表面在最大限度地吸收太阳辐射的同时,尽可能减小其辐射热损。获得这种吸收效果的表面的涂层称为太阳光谱选择性吸收涂层。
太阳光谱选择性吸收涂层可以充分吸收太阳能产热,当其用于热发电时,则需要其有更高的耐温性,即高温太阳能选择性吸收涂层。
目前用于高温太阳能选择性吸收涂层普遍采用传统干涉型金属陶瓷吸收涂层。如图1所示,传统干涉型金属陶瓷吸收涂层主要由四部分组成:基板1、红外反射层2、吸收层3和减反射层4。为了保持涂层长时间性能稳定,在基底1与红外反射层2之间添加粘结层,在红外反射层与吸收层之间添加扩散阻挡层。
目前太阳能选择性吸收涂层的吸收层3常见有以下两种基本结构:
渐变型金属陶瓷太阳能吸收涂层的金属陶瓷吸收层3为多子层结构(如10~20层),每一子层内的金属粒子均匀分布,金属体积含量固定不变。但由靠近红外反射层2到靠近减反射层4的方向,金属体积含量呈梯度逐渐减少,靠近红外反射层2的子层金属体积含量最多,靠近减反射层4的子层的金属体积含量最少。不同金属体积含量的吸收层3的子层,具有不同的折射率、消光系数、吸收系数和反射率等光学常数。渐变型太阳能吸收涂层的多子层结构可以有效的吸收太阳辐射。但这种涂层调试参数比较多,吸收比和近红外发射比不容易达到理想值。
干涉吸收型金属陶瓷太阳能选择性涂层的金属陶瓷吸收层3有两至三层子层,每一子层内部金属粒子均匀分布,金属体积含量固定不变。太阳辐射由涂层内部的吸收特性和相位干涉效应特性两方面吸收。其调制参数相对较少,但每一种金属体积含量的涂层对应一种光学常数,需要分别调试找出适合不同子层的金属含量和膜层厚度,同时,找到比较合适的减反射层4的厚度,才能得到优良的反射率,在具体制作过程中有一定难度。
上述两种太阳能选择性吸收涂层的吸收层3的结构中,其子层内部的金属粒子在陶瓷材料中均匀分布,其成分确定和测定在实际工作中均有一定的难度,在制作中调试参数的过程较为复杂,且制作所需的材料和工艺成本较高,工艺过程单一。
鉴于上述现有技术的缺陷,需要提供一种太阳光谱选择性吸收涂层的制备方法。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是解决现有的太阳能选择性吸收涂层的吸收层的成分确定和测定在实际工作中均有一定的难度,在制作中调试参数的过程较为复杂,且制作所需的材料和工艺成本较高,工艺过程单一的问题。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题,本发明提供了一种太阳光谱选择性吸收涂层的制备方法,包括下述步骤:
S1:选择基体,将所述镀膜室内进行抽真空处理,且将镀膜室内设置为初始真空度;
S2:向所述镀膜室内通入惰性气体和第一反应气体,且将所述镀膜室内设置为第一压强,通过孪生靶反应溅射在所述基体外制备粘结层;
S3:停止通入所述第一反应气体,关闭所述孪生靶,将所述镀膜室内设置为第二压强,通过第一金属靶溅射在所述粘结层外制备红外反射层;
S4:关闭所述第一金属靶,并打开所述孪生靶,向所述镀膜室内通入所述第一反应气体,且将所述镀膜室内设置为第一压强,通过所述孪生靶反应溅射在所述红外反射层外制备扩散阻挡层;
S5:开启第二金属靶,通过所述第二金属靶溅射沉积金属层,通过所述孪生靶反应溅射沉积介质层,所述金属层和介质层间隔设置形成吸收层;
S6:关闭所述第二金属靶,向所述镀膜室通入第二反应气体,将所述镀膜室内设置为第三压强,通过孪生靶反应溅射在所述吸收层外制备减反射层;
S7:观察所述减反射层在制备过程中的膜层颜色,当所述膜层颜色由黄变红,最后变蓝时关闭所述孪生靶,且分别关闭所述惰性气体、第一反应气体和第二反应气体,结束镀膜。
其中,所述S5中的吸收层包括第一吸收亚层和第二吸收亚层,所述第一吸收亚层和第二吸收亚层分别包括多个次亚层,所述每个次亚层均包括一层所述金属层和一层所述介质层。
其中,所述第一吸收亚层的金属含量大于所述第二吸收亚层的金属含量。
其中,所述第二金属靶的数量为一个,其材质为单一金属或合金。
其中,所述第二金属靶的数量为多个,所述每个第二金属靶的材质均为单一金属或合金,所述金属层由多个金属子层构成,所述多个金属子层分别通过多个所述第二金属靶溅射沉积制备而成。
其中,所述第一金属靶和第二金属靶均通过直流磁控溅射沉积粒子,所述第一金属靶的靶材为铜、铝、金或银,所述第二金属靶的靶材为不锈钢、钼、镍、镍铬合金中的一种或两种的合金;所述孪生靶通过中频反应溅射并沉积粒子,其靶材为铝或硅。
其中,所述基体的形状为片状或管状,其材质为玻璃、硅或不锈钢;所述粘结层(21)的厚度为10~40nm,其材质为金属、陶瓷或金属陶瓷复合材料;所述红外反射层(2)的厚度为80~300nm,其材质为铝、铜、金或银;所述扩散阻挡层(22)的厚度为10~40nm,其材质为金属、陶瓷或金属陶瓷复合材料;所述吸收层(3)的厚度为60~300nm,其中,所述第一吸收亚层(31)的厚度为30-150nm,所述第二吸收亚层(32)的厚度为30-150nm,所述金属层(5)的厚度小于5nm,所述金属层(5)的材质为不锈钢、钼、镍、镍铬合金或以上四种金属中的一种或两种的合金,所述介质层(6)的材质为氧化铝或氮化铝;所述减反射层(4)的厚度为50~100nm,其材质为氮化铝、氧化铝、氮氧化铝、二氧化硅或氮化硅。
其中,所述初始真空度为高于5×10-3Pa;所述第一压强为0.3~0.4Pa;所述第二压强0.2~0.3Pa;所述第三压强为0.4~0.5Pa,且所述第一反应气体和惰性气体的比例设置为2:1~8:1。
其中,所述惰性气体为氩气。
其中,所述第一反应气体为氮气或氧气,所述第二反应气体为氧气或氮气。
(三)有益效果
本发明的上述技术方案具有以下有益效果:本发明的太阳光谱选择性吸收涂层的制备方法包括:选择基体;在基体外制备粘结层;在粘结层外沉积粒子制备红外反射层;在红外反射层外制备扩散阻挡层;通过第二金属靶反应溅射沉积金属层,通过孪生靶反应溅射沉积介质层,金属层和介质层间隔设置形成吸收层;在吸收层外制备减反射层;观察减反射层在制备过程中的膜层的颜色,结束镀膜。本发明的太阳光谱选择性吸收涂层的制备方法在制备吸收层时采用金属和介质粒子交替沉积,可形成具有间隔设置的金属层和介质层的多层吸收亚层的吸收层,其工艺流程简单,靶材成本低,可广泛应用于大规模太阳能设备生产,其制成的产品可实现可见光的高吸收率,且能有效防止红外反射层的氧化及扩散,实现红外光谱低发射的特点,适用于高温应用的太阳能集热管中。
附图说明
图1为现有技术的结构示意图;
图2为本发明实施例的太阳光谱选择性吸收涂层的结构示意图;
图3为本发明实施例的吸收层的结构示意图;
图4为本发明实施例的太阳光谱选择性吸收涂层使用分光光度计测试的反射曲线。
其中,1:基体;2:红外反射层;21:粘结层;22:扩散阻挡层;3:吸收层;31:第一吸收亚层;32:第二吸收亚层;4:减反层;5:金属层;6:介质层。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明,但不能用来限制本发明的范围。
在本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
如图2所示,本实施例提供的太阳光谱选择性吸收涂层的制备方法包括下述步骤:
S1准备工作:选择基体1,优选抛光不锈钢片或直接镀制在抛光不锈钢直通管上;在镀膜工作开始前将镀膜室内进行抽真空处理,优选通过真空泵将镀膜室内的真空度抽至5×10-3Pa以下,以确保镀膜过程的反应过程能够顺利进行。
S2制备粘结层21:向镀膜室内通入惰性气体和第一反应气体,优选惰性气体为氩气,优选第一反应气体为氮气或氧气,将镀膜室内的设为第一压强,优选第一压强为0.3Pa~0.4Pa;打开孪生靶,本实施例中孪生靶优选为中频双铝靶,其采用中频反应磁控溅射反应溅射并沉积粒子,且将中频双铝靶的功率优选调整为16kw;孪生靶反应溅射出的金属粒子通过与反应气体反应,在基体1外沉积,从而在基体1外镀制形成粘结层21;本实施例中的粘结层21为氧化铝(化学式为Al2O3,可视为陶瓷成分的一种,又名三氧化二铝)或氮化铝(化学式为AlN,可视为陶瓷成分的一种)膜,厚度为10~40nm,以保持该太阳光谱选择性吸收涂层的长时间使用过程中的性能稳定。
S3制备红外反射层2:停止通入第一反应气体,即氮气或氧气,关闭孪生靶,且保持向镀膜室内通入惰性气体,即氩气,将镀膜室内设置为第二压强,第二压强优选为0.2Pa~0.3Pa,通过第一金属靶溅射在粘结层21外沉积粒子,从而在粘结层21外镀制形成红外反射膜2;本实施例中,第一金属靶优选为铜靶,通过直流磁控溅射沉积粒子,且将铜靶的功率调整为15kw左右,以便于铜离子更好的沉积在粘结层21外,本实施例中的红外反射层2为铜膜,厚度为80~300nm,可以提高该太阳光谱选择性吸收涂层的红外光谱反射率,降低高温下的发射率。
S4制备扩散阻挡层22:关闭第一金属靶,并打开孪生靶,按照步骤S2进行扩散阻挡层22的制备工作,即向镀膜室内分别通入惰性气体和第一反应气体,且将镀膜室内设置为第一压强,即优选设置为0.3Pa~0.4Pa,优选将孪生靶的功率调整为16kw,通过孪生靶反应溅射并向红外反射层2外沉积粒子,从而在红外反射层2外镀制形成扩散阻挡层22;本实施例中扩散阻挡层22为Al2O3或AlN膜,厚度为10~40nm,用以阻挡红外反射层2内的金属和吸收层3内的金属之间的相互扩散。
S5制备吸收层3:保持孪生靶的开启状态,并开启第二金属靶,且将镀膜室内保持为第一压强,即优选设置为0.3Pa~0.4Pa,通过第二金属靶溅射沉积金属层5,通过孪生靶反应溅射沉积介质层6,金属层5和介质层6间隔设置形成吸收层3。
如图3所示,本实施例中的吸收层3包括第一吸收亚层31和第二吸收亚层32,第一吸收亚层31和第二吸收亚层32分别包括多个次亚层,每个次亚层均包括一层金属层5和一层介质层6,而每一层的金属层5的金属的分布均匀且组分相等,每一层的介质层6的介质的分布均匀且组分相等,因此第一吸收亚层31和第二吸收亚层32中的金属含量由次亚层的金属层5的厚度决定,为了保证实现可见光的高吸收率,第一吸收亚层31的次亚层的金属层5的厚度大于第二吸收亚层32的次亚层的金属层5的厚度,从而使第一吸收亚层31的金属含量大于第二吸收亚层32的金属含量。本实施例中的第二金属靶优选为不锈钢靶材,从不锈钢靶材中溅射出不锈钢(英文全称为stainless steel,简称SS)粒子形成金属层5。从孪生靶,即中频双铝靶中溅射出的粒子与第一反应气体反应,形成Al2O3或AlN膜,从而形成介质层6,进而在扩散阻挡层22外镀制形成具有多亚层结构的吸收层3。
当制备介质层6时,优选将孪生靶的功率均调整为22kw。且为了分别制备第一吸收亚层31的金属层5和第二吸收亚层32的金属层5,需要将第二金属靶的功率分别调整。优选地,当制备第一吸收亚层31的金属层5时,调整第二金属靶的功率为7kw;当制备第二吸收亚层32的金属层5时,调整第二金属靶的功率为3kw。
第二金属靶的数量可以为一个,其材质为单一金属或合金,由第二金属靶反应溅射形成的金属层5的金属材质为单一金属或合金。
需要说明的是,第二金属靶的数量也可以为多个,其中,每个第二金属靶的材质均为单一金属或合金,金属层5由多个金属子层构成,多个金属子层分别通过多个第二金属靶反应溅射沉积制备而成,由此而成的金属层5可以看做由多种单一金属或合金均匀分布而成。
由于金属层5和介质层6的交替顺序排列,从而使吸收层3形成由金属和陶瓷交替连续沉积的精细超薄多层复合薄膜;本实施例中的第一吸收亚层31和第二吸收亚层32中的次亚层结构均相同,每一次亚层中的金属层5和介质层6的比例固定,即金属和介质的组分固定,因此,吸收层3可被视为:其具有的金属粒子均匀分布在陶瓷中。
需要说明的是,吸收层3除了具有第一吸收亚层31和第二吸收亚层32这种两层亚层结构外,还可以具有两层以上的亚层结构,只要在制备过程中通过溅射不同厚度的金属层5,使得每一亚层具有的金属含量不同即可。
通过次亚层的金属层5的厚度来控制该亚层内的金属组分,可以使得相邻的亚层的金属含量不同,从靠近红外发射层2的亚层到靠近减反射层4的亚层的金属含量逐渐降低,而各个金属层5在各个亚层中的金属含量相同。因此,各个亚层均可以看做金属介质均匀混合的金属介质层。本实施例中,第一吸收亚层31和第二吸收亚层32均可视为SS均匀分布在Al2O3或AlN中,由此可将吸收层3简化视为SS-Al2O3膜或SS-AlN膜。
为了使制备好的各膜层具有较高的吸收率,优选制备的吸收层3的总膜层厚度为60~300nm,其膜层厚度根据吸收层3内设置的亚层层数具体调整;本实施例中,第一吸收亚层31和第二吸收亚层32的膜层厚度均为30~150nm,金属层5和介质层6总计个数为6~20个,其厚度均小于5nm,从而使得该吸收层3在总金属含量不大的情况下,可以得到国际规定的合格范围内的吸收比和较低的发射比。
S6制备减反射层4:关闭第二金属靶,向镀膜室通入第二反应气体,将镀膜室内设置为第三压强,第三压强优选设置为0.4Pa~0.5Pa,且调整第一反应气体与惰性气体的比例,优选将该比例设置在2:1~8:1的范围内,且将孪生靶的功率均调整为20kw,通过孪生靶反应溅射并在吸收层3外沉积粒子;制备出的减反射层4的厚度为50~100nm,其材质为氮化铝、氧化铝、氮氧化铝、二氧化硅或氮化硅,本实施例中由于第一反应气体为氮气或氧气,第二反应气体为氧气,因此减反射层4为氧化铝、氮化铝或氮氧化铝膜,使其具有增透、减反射、耐磨、抗氧化的特点,可以有效提高热稳定性。
S7镀膜结束:观察减反射层4的制备过程中的膜层的颜色,当颜色由黄变红,最后变蓝时关闭孪生靶,且关闭惰性气体、第一反应气体和第二反应气体,结束镀膜。
在本实施例的太阳光谱选择性吸收涂层的制备方法中,为了能更好的溅射和沉积粒子,优选地,第一金属靶和第二金属靶均采用直流磁控溅射并沉积粒子,孪生靶通过中频反应磁控溅射并沉积粒子。
需要说明的是,本实施例的太阳光谱选择性吸收涂层的制备方法中,制备红外反射层2的第一金属靶的靶材材质除了采用本实施例的铜外,还可以采用铝、金或银等;制备吸收层3时,制备金属层5的第二金属靶的靶材材质除了采用本实施例中的不锈钢靶材外,还可采用钨、镍、镍铬合金、铂、钼、钼合金等金属靶材或其中的一到两种的合金,金属层5即为该第二金属靶在惰性气体中溅射沉积而成;制备介质层6的孪生靶的靶材为金属,其溅射的粒子通过与第一反应气体发生反应而形成新的粒子,从而沉积形成膜层,孪生靶除了采用本实施例中的中频双铝靶外,还可采用铝合金靶或硅靶,介质层6为该孪生靶在至少一种反应气体中溅射反应沉积而成。减反射层4优选为折射率低的陶瓷材料,如氮化铝、氧化铝、氮氧化铝或二氧化硅、氮化硅等,其制备过程中的第二反应气体可采用氮气、氧气或氮气氧气混合气体。
本实施例的镀膜室优选采用卧式四米磁控镀膜机,该镀膜机设有圆盘状底座,多个靶材沿底座的圆心为圆心均匀设置,本实施例中优选设有四个靶,其中,两个为孪生靶,即中频双铝靶,一个为第一金属靶,即铜靶,一个为第二金属靶,即不锈钢靶。将基体1对应装入镀膜机中,以底座的圆心为中心公转,同时基体1沿自身的中心轴自转,该基体1的公转自转比为12.5,以保证镀膜过程的稳定和均匀。
通过本实施例的太阳光谱选择性吸收涂层的制备方法,可以制成一种太阳光谱选择性吸收涂层,其具有可见光高吸收率和红外光谱低发射的特点,适用于高温太阳能设备中。
本实施例制成的太阳光谱选择性吸收涂层的基体1的材质为抛光不锈钢。红外反射层2采用直流磁控溅射沉积而成,为铜膜,其厚度为80~300nm。粘结层21和扩散阻挡层22均通过中频双铝靶镀Al2O3或AlN膜,其厚度均为10~40nm。吸收层3中包括第一吸收亚层31和第二吸收亚层32,第一吸收亚层31和第二吸收亚层32均由超薄金属和介质交替混合溅射沉积,金属层5和介质层6间隔设置形成次亚层,次亚层的溅射周期为6~20个周期,其形成的金属层5和介质层6的厚度一般均小于5nm;第一吸收亚层31中的金属体积百分比(即为上文所述的金属含量)与第二吸收亚层32中的金属体积百分比不同,第一吸收亚层31的金属层5的SS含量的体积百分比为20%~40%;第二吸收亚层32的金属层5的SS含量的体积百分比为10%~30%。减反层4通过中频双铝靶采用中频磁控溅射反应溅射粒子,该粒子与第二反应气体即氧气反应,并沉积而成氮氧化铝(化学式为AlON)膜,其厚度为50~100nm。
本实施例制成的太阳光谱选择性吸收涂层使用太阳吸收发射测试仪得出的吸收比和发射比,其吸收率为95.6%,在温度为200℃、300℃、400℃和500℃时发射率分别为7.7%、9.0%、10.1%和10.5%;使用分光光度计测试的反射曲线如图4所示,测得并计算出的吸收率为94.5%。
综上所述,本发明的太阳光谱选择性吸收涂层的制备方法包括:选择基体1;在基体1外沉积粒子制备粘结层21;在粘结层21外沉积粒子制备红外反射层2;在红外反射层2外沉积粒子制备扩散阻挡层22;通过第二金属靶溅射沉积金属层5,通过孪生靶反应溅射沉积介质层6,金属层5和介质层6间隔设置形成吸收层3;在吸收层3外沉积粒子制备减反射层4;观察减反射层4的制备过程中的膜层的颜色,结束镀膜。本发明的太阳光谱选择性吸收涂层的制备方法在制备吸收层3时采用金属介质粒子交替沉积,可形成具有间隔设置的金属层5和介质层6的多层吸收亚层31的吸收层3,其工艺流程简单,靶材成本低,可广泛应用于大规模太阳能设备生产,其制成的产品可实现可见光的高吸收率,且能有效防止红外反射层2的氧化及扩散,实现红外光谱低发射的特点,适用于高温应用的太阳能集热管中。
本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的,而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用,并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。
Claims (10)
1.一种太阳光谱选择性吸收涂层的制备方法,其特征在于,包括下述步骤:
S1:选择基体(1),将所述镀膜室内进行抽真空处理,且将镀膜室内设置为初始真空度;
S2:向所述镀膜室内通入惰性气体和第一反应气体,且将所述镀膜室内设置为第一压强,通过孪生靶反应溅射在所述基体(1)外制备粘结层(21);
S3:停止通入所述第一反应气体,关闭所述孪生靶,将所述镀膜室内设置为第二压强,通过第一金属靶溅射在所述粘结层(21)外制备红外反射层(2);
S4:关闭所述第一金属靶,并打开所述孪生靶,向所述镀膜室内通入所述第一反应气体,且将所述镀膜室内设置为第一压强,通过所述孪生靶反应溅射在所述红外反射层(2)外制备扩散阻挡层(22);
S5:开启第二金属靶,通过所述第二金属靶溅射沉积金属层(5),通过所述孪生靶反应溅射沉积介质层(6),所述金属层(5)和介质层(6)间隔设置形成吸收层(3);
S6:关闭所述第二金属靶,向所述镀膜室通入第二反应气体,将所述镀膜室内设置为第三压强,通过孪生靶反应溅射在所述吸收层(3)外制备减反射层(4);
S7:观察所述减反射层(4)在制备过程中的膜层颜色,当所述膜层颜色由黄变红,最后变蓝时关闭所述孪生靶,且分别关闭所述惰性气体、第一反应气体和第二反应气体,结束镀膜。
2.根据权利要求1所述的太阳光谱选择性吸收涂层的制备方法,其特征在于,所述S5中的吸收层(3)包括第一吸收亚层(31)和第二吸收亚层(32),所述第一吸收亚层(31)和第二吸收亚层(32)分别包括多个次亚层,所述每个次亚层均包括一层所述金属层(5)和一层所述介质层(6)。
3.根据权利要求2所述的太阳光谱选择性吸收涂层的制备方法,其特征在于,所述第一吸收亚层(31)的金属含量大于所述第二吸收亚层(32)的金属含量。
4.根据权利要求2所述的太阳光谱选择性吸收涂层的制备方法,其特征在于,所述第二金属靶的数量为一个,其材质为单一金属或合金。
5.根据权利要求2所述的太阳光谱选择性吸收涂层的制备方法,其特征在于,所述第二金属靶的数量为多个,所述每个第二金属靶的材质均为单一金属或合金,所述金属层(5)由多个金属子层构成,所述多个金属子层分别通过多个所述第二金属靶溅射沉积制备而成。
6.根据权利要求5所述的太阳光谱选择性吸收涂层的制备方法,其特征在于,所述第一金属靶和第二金属靶均通过直流磁控溅射沉积粒子,所述第一金属靶的靶材为铜、铝、金或银,所述第二金属靶的靶材为不锈钢、钼、镍、镍铬合金中的一种或两种的合金;所述孪生靶通过中频反应溅射并沉积粒子,其靶材为铝或硅。
7.根据权利要求6所述的太阳光谱选择性吸收涂层的制备方法,其特征在于,
所述基体(1)的形状为片状或管状,其材质为玻璃、硅或不锈钢;
所述粘结层(21)的厚度为10~40nm,其材质为金属、陶瓷或金属陶瓷复合材料;
所述红外反射层(2)的厚度为80~300nm,其材质为铝、铜、金或银;
所述扩散阻挡层(22)的厚度为10~40nm,其材质为金属、陶瓷或金属陶瓷复合材料;
所述吸收层(3)的厚度为60~300nm,其中,所述第一吸收亚层(31)的厚度为30-150nm,所述第二吸收亚层(32)的厚度为30-150nm,所述金属层(5)的厚度小于5nm,所述金属层(5)的材质为不锈钢、钼、镍、镍铬合金或以上四种金属中的一种或两种的合金,所述介质层(6)的材质为氧化铝或氮化铝;
所述减反射层(4)的厚度为50~100nm,其材质为氮化铝、氧化铝、氮氧化铝、二氧化硅或氮化硅。
8.根据权利要求1-7任一项所述的太阳光谱选择性吸收涂层的制备方法,其特征在于,
所述初始真空度为低于5×10-3Pa;
所述第一压强为0.3~0.4Pa;
所述第二压强0.2~0.3Pa;
所述第三压强为0.4~0.5Pa,且所述第一反应气体和惰性气体的比例设置为2:1~8:1。
9.根据权利要求1-7任一项所述的太阳光谱选择性吸收涂层的制备方法,其特征在于,所述惰性气体为氩气。
10.根据权利要求1-7任一项所述的太阳光谱选择性吸收涂层的制备方法,其特征在于,所述第一反应气体为氮气或氧气,所述第二反应气体为氧气或氮气。
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CN201410123832.2A CN104947054A (zh) | 2014-03-28 | 2014-03-28 | 一种太阳光谱选择性吸收涂层的制备方法 |
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