CN201203292Y - 一种太阳能集热管外管的干涉减反射涂层 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种太阳能集热管外管的干涉减反射涂层，该涂层为三层复合涂层，从基体高硅硼玻璃往上依次为第一层TiO2涂层、第二层SiO2涂层、第三层TiO2涂层，第一层TiO2涂层厚度在65～120nm，第二层SiO2涂层厚度在60～170nm，第三层TiO2涂层厚度在65～120nm，经过涂层处理的太阳能集热管的透射率有很大的提高。本实用新型的干涉减反射涂层采用中频孪生磁控溅射方法制备。本实用新型的干涉减反射涂层具有对可见光和红外光较宽范围内的波长具有全干涉的特点，涂层制备工艺简便、操作方便、易于控制、显著降低工艺成本、缩短生产周期，溅射工况稳定，适用于双层太阳能集热管。

Description

一种太阳能集热管外管的干涉减反射涂层
技术领域
本实用新型涉及太阳能应用技术领域和氧化物涂层领域，具体地说涉及一种太阳能集热管外管的干涉减反射涂层。
背景技术
在太阳能真空集热管中，真空集热管外管的透射率很大程度上影响集热管的集热效率，因此需要提高太阳能集热管外管的透射率。对于在真空环境低温范围使用的太阳能选择性吸收涂层目前已研究和广泛应用了AlN/Al渐变膜，这种膜系和工艺方法的优点是Al单靶直流磁控溅射镀膜工作，设备操作简单，膜层吸收率高，对在低温范围使用全玻璃真空管比较适用，但对于中温及高温使用由于其红外发射率随温度上升明显升高，造成集热器热损增大，热效率明显下降。
对于太阳能热利用的中温应用广泛范围，特别是热管式真空管的应用领域，需要一种吸收率很高，发射率很低，而且热稳定性很好的选择性吸收涂层及制备技术。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种太阳能集热管外管的干涉减反射涂层，该涂层为三层复合涂层，从基体往上依次为第一层TiO2涂层、第二层SiO2涂层、第三层TiO2涂层，第一层TiO2涂层厚度在65～120nm，第二层SiO2涂层厚度在60～170nm，第三层TiO2涂层厚度在65～120nm，经过涂层处理的太阳能集热管的透射率有很大的提高。
所述的干涉减反射涂层采用中频孪生磁控溅射方法制备。首先在基体高硅硼玻璃上制备涂层第一层TiO2涂层，然后在第一层TiO2涂层上制备第二层SiO2涂层，最后在第二层SiO2涂层上制备第三层TiO2涂层。
本实用新型所提供的干涉减反射涂层由三层复合涂层组成，具有对可见光和红外光较宽范围内的波长具有全干涉的特点。该干涉减反射涂层制备工艺简便、操作方便、易于控制、显著降低工艺成本、缩短生产周期，溅射工况稳定，适用于双层太阳能集热管。
附图说明
图1是本实用新型干涉减反射涂层剖面示意图。
具体实施方式
下面将结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
本实用新型涉及一种干涉减反射涂层，图1所示干涉减反射涂层剖面示意图，图中所示涂层剖面从下到上依次为基体、第一层TiO2涂层、第二层SiO2涂层、第三层TiO2涂层，第一层TiO2涂层厚度在65～120nm，第二层SiO2涂层厚度在60～170nm，第三层TiO2涂层厚度在65～120nm。
本实用新型提供一种采用中频孪生磁控溅射，以Ar和O2作为溅射气体制备TiO2/SiO2/TiO2复合涂层的方法，该涂层制备方法包括如下步骤：
步骤一：制备第一层TiO2涂层。选用纯度99.99％的Ti靶，基体为高硅硼玻璃。溅射前将中频孪生磁控溅射仪的真空室预抽本底真空至4×10-3～6×10-3Pa，同时通入气体Ar和O2，调节Ar与O2流量比为3:1，溅射气压为0.20～0.30Pa。开启Ti溅射靶电源，调整溅射电压为350～390V，溅射电流为1.0～4.0A，利用中频孪生磁控溅射方式镀制5～10分钟得到第一层TiO2涂层；
步骤二：制备第二层SiO2涂层。选用纯度99.99％的Si靶，将真空室预抽本底真空至4×10-3～6×10-3Pa，同时通入Ar和O2混合气，调节Ar与O2流量比为3：1，调节溅射气压为0.25～0.40Pa，开启Si溅射靶电源，调整溅射电压为400～450V，溅射电流为1.5～5A，利用中频孪生磁控溅射方式镀制5～10分钟得到第二层SiO2涂层；
步骤三：采用与步骤一相同的工艺条件制备第三层TiO2涂层。
本实用新型的太阳能集热管外管的干涉减反射涂层的性能如下：太阳能集热管外管的透射率由涂镀以前的85～90％，提高到95％以上。
实施例1：制备TiO2/SiO2/TiO2涂层，第一层TiO2涂层的厚度为70nm，第二层SiO2涂层涂层厚度为110nm，第三层TiO2涂层的厚度为70nm。制备步骤如下：
步骤一：制备第一层TiO2涂层。选用纯度99.99％的Ti靶，基体为高硅硼玻璃。溅射前将中频孪生磁控溅射仪的真空室预抽本底真空至5×10-3Pa，同时通入气体Ar和O2，调节Ar与O2流量比为3：1，溅射气压为0.30Pa。开启Ti溅射靶电源，调整溅射电压为390V，溅射电流为4A，利用中频孪生磁控溅射方式镀制得到第一层TiO2涂层，涂层厚度为70nm；
步骤二：制备第二层SiO2涂层。选用纯度99.99％的Si靶，将真空室预抽本底真空至5×10-3Pa，同时通入Ar和O2混合气，调节Ar与O2流量比为3:1，调节溅射气压为0.25Pa，开启Si溅射靶电源，调整溅射电压为420V，溅射电流为5A，利用中频孪生磁控溅射方式镀制第二层SiO2涂层，涂层厚度为110nm；
步骤三：采用与步骤一相同的工艺条件制备第三层TiO2层，涂层厚度为70nm。
经过涂层处理的太阳能集热管外管的透射率由涂镀以前的89％，提高到95％，提高了6％。

Claims (2)

1、一种太阳能集热管外管的干涉减反射涂层，基体为高硅硼玻璃，其特征在于：所述的涂层第一层TiO2涂层、第二层SiO2涂层、第三层TiO2涂层。
2、根据权利要求1所述的一种太阳能集热管外管的干涉减反射涂层，其特征在于：所述的第一层TiO2涂层厚度在65～120nm，第二层SiO2涂层厚度在60～170nm，第三层TiO2涂层厚度在65～120nm。
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