CN202710766U - 太阳能反射镜 - Google Patents

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范多旺
王成龙
范多进
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Lanzhou Dacheng Technology Co Ltd
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Changzhou Dacheng Green Coating Science & Technology Co Ltd
Lanzhou Dacheng Vacuum Technology Co Ltd
Lanzhou Dacheng Technology Co Ltd
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Abstract

本实用新型涉及一种太阳能聚光集热技术领域，特别涉及太阳能反射镜。一种太阳能反射镜，包括有在玻璃基板上设有金属反射层，其主要特点在于在玻璃基板与金属反射层之间设有光学过渡层，在金属反射层上设有反射补偿金属过渡层；在反射补偿金属过渡层上设有保护层。本实用新型由于在玻璃与银反射层之间制备了一层光学过渡层，起到了光学增透的作用，使得该结构反射镜较银层与玻璃直接接触，膜系反射镜的反光率有明显提高，从93%提高到97%。

Description

太阳能反射镜
技术领域
本实用新型涉及太阳能聚光集热技术领域，特别涉及太阳能聚光器用反射镜。
背景技术
太阳能是可再生能源中分布最广泛，几乎遍布全球的每个角落，取用更方便，储量最丰富，可谓是取之不尽用之不竭，一旦它能够被充分有效的利用，将会极大地缓解人类的能源危机，故而太阳能在未来能源结构中将占有重要的地位。
太阳能热利用，尤其是太阳能集热发电工程首先解决的问题是辐射到地面的太阳能能流密度小的问题，利用太阳能反射镜将太阳光汇聚起来增加能流密度是高效利用太阳能的一种技术手段。
作为太阳能聚光器关键部件，太阳能反射镜目前有玻璃基底镜后膜反射镜和金属基底镜前膜反射镜等。其中镜前膜反射镜虽然反射效率高但存在耐风沙腐蚀性能差的缺陷。因此目前规模化应用的太阳能反射镜多采用玻璃基底镜后膜。典型结构为玻璃基底/银/铜/保护漆，其中银反射层多采用传统的化学“湿法”工艺制备。该方法制备的反射镜反射率为93％。由于玻璃/银/铜采用化学反应成膜法，界面之间的附着力较差，长期户外使用存在耐久性缺陷。其次由于采用化学反应镀膜方法，镀膜过程存在环境污染等问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于避免现有技术的不足提供一种太阳能反射镜。本实用新型适用于规模化应用的高反射率太阳能反射镜。
为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：一种太阳能反射镜，包括有在玻璃基板上设有金属反射层，其主要特点在于在玻璃基板与金属反射层之间设有光学过渡层，在金属反射层上设有反射补偿金属过渡层；在反射补偿金属过渡层上设有保护层。
所述的太阳能反射镜，所述的光学过渡层为Si3N4光学过渡层或Al2O3光学过渡层或TixOy光学过渡层。
所述的太阳能反射镜，所述的金属反射层为银反射层或铝反射层。
所述的太阳能反射镜，所述的反射补偿金属过渡层为反射补偿铝过渡层或反射补偿铜过渡层；其厚度为120-150nm。
所述的太阳能反射镜，所述的Si3N4光学过渡层或Al2O3光学过渡层或TixOy光学过渡层的厚度为5-30nm。
所述的太阳能反射镜，所述的银反射层的厚度为80-150nm。
本实用新型的有益效果：本实用新型由于在玻璃与银反射层之间制备了一层光学过渡层，起到了光学增透的作用，使得该结构反射镜较银层与玻璃直接接触膜系反射镜的反光率有明显提高，从93%提高到97%；由于镀银技术采用了真空磁控溅射的方法，在提高膜层附着力，保证膜层性能的同时，消除了制镜过程中的化学污染；常规湿法镀银制镜工艺，在镀完反射层银之后，会在银层之上镀一层铜层，起到保护银层及增强银与油漆附着力的作用。由于铜是重金属元素，在银镜的生产和使用过程中铜的废弃物会对环境产生一定的污染。在该结构中，采用了真空镀铝或铜的方法制备了反射补偿金属过渡层，在降低银消耗降低成本的同时，消除了传统镀银制镜过程中的化学镀铜造成的环境污染。
附图说明
图1是本实用新型的太阳能反射镜结构示意图。
图中：1：玻璃；2、光学过渡层；3、金属反射层；4、反射补偿金属过渡层;5、保护层。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
实施例1：见图1，一种太阳能反射镜，包括有在玻璃基板1上设有金属反射层3，在玻璃基板1与金属反射层3之间设有光学过渡层2，在金属反射层3上设有反射补偿金属过渡层4；在反射补偿金属过渡层4上设有保护层5。
所述的Si3N4光学过渡层2的厚度为10nm；所述的银反射层3的厚度为80nm；所述的反射补偿铝过渡层4的厚度为120nm。油漆的厚度为50um。
上述太阳能反射镜的制备方法，其步骤为：
（1）玻璃基板等离子清洗：
将待镀玻璃基板放入真空室体。预抽真空，当室体真空度为10-4Pa后开始向真空室体通过质量流量计精确充如惰性气体，氮气且将室内压强维持在4~5Pa；开启轰击电源，在真空室体内的一对轰击极板间加500~2500V电压，电流为0.5~3.5A电流，产生稳定的辉光，产生辉光等离子流；在稳定的辉光放电的条件下清洗300~500s；
（2）Si3N4光学过渡层制备；
将高纯硅作为靶材，当真空室体内真空度抽到2×10-4Pa后，向真空室体充入氩气和氮气的混合气体为500sccm：360sccm，当真空度达到0.5~5Pa时，启动磁控溅射电源开始磁控溅射镀膜，电压：400V，电流：50A，镀膜3min，在玻璃基板表面形成10nm厚的Si3N4薄膜；
（3）金属银反射层制备：
将纯银作为靶材，当真空室体内真空度抽到2×10-4Pa后，向真空室体充入氩气，当真空度达到0.1~1Pa时，启动磁控溅射电源开始磁控溅射镀膜，电压：480V，电流：20A，镀膜30s，在玻璃基板表面形成80nm厚银反射层；
（4）铝反射补偿金属过渡层制备：
将纯铝作为靶材，当真空室体内真空度抽到2×10-4Pa后，向真空室体充入氩气，当真空度达到0.1~1Pa时，启动磁控溅射电源开始磁控溅射镀膜，电压：480V，电流：40A，镀膜30s，在玻璃基板表面形成120nm厚金属铝层。
（5）喷淋50um厚保护油漆。
经检测，反射镜在400-2500nm范围内的反射率为96.8%。
实施例2：见图1，一种太阳能反射镜，其结构与实施例1相同。
所述的Al2O3光学过渡层2的厚度为10nm。所述的银反射层3的厚度为80nm。所述的反射补偿铝过渡层4的厚度为120nm。保护层5为油漆。
上述太阳能反射镜的制备方法，其步骤为：
（1）玻璃基板等离子清洗：
将待镀玻璃基板放入真空室体。预抽真空，当室体真空度为10-4Pa后开始向真空室体通过质量流量计精确充如惰性气体，如氮气或氩气且将将室内压强维持在4~5Pa；开启轰击电源，在真空室体内的一对轰击极板间加500~2500V电压，电流为0.5~3.5A电流，产生稳定的辉光，产生辉光等离子流；在稳定的辉光放电的条件下清洗300~500s；
（2）Al2O3光学过渡层制备；
将高纯铝作为靶材，当真空室体内真空度抽到2×10-4Pa后，向真空室体充入氩气和氧气的混合气体500sccm：360sccm，当真空度达到0.5~5Pa时，启动磁控溅射电源开始磁控溅射镀膜，电压：480V，电流：30A，镀膜3min，在玻璃基板表面形成10nm厚的Al2O3薄膜。
（3）金属银反射层制备：
将纯银作为靶材，当真空室体内真空度抽到2×10-4Pa后，向真空室体充入氩气，当真空度达到0.1~1Pa时，启动磁控溅射电源开始磁控溅射镀膜，电压：480V，电流：20A，镀膜30s，在玻璃基板表面形成80nm厚银反射层。
（4）铝反射补偿过渡层制备：
将纯铝作为靶材，当真空室体内真空度抽到2×10-4Pa后，向真空室体充入氩气，当真空度达到0.1~1Pa时，启动磁控溅射电源开始磁控溅射镀膜，电压：480V，电流：40A，镀膜30s，在玻璃基板表面形成120nm厚金属铝层。
（5）喷淋50um厚保护油漆。
经检测，反射镜在400-2500nm范围内的反射率为97.2%。
实施例3：见图1，一种太阳能反射镜，其结构与实施例1相同。
所述的TixOy光学过渡层2的厚度为10nm。所述的银反射层3的厚度为80nm。所述的反射补偿铝过渡层4的厚度为120nm。保护层5为油漆。
上述太阳能反射镜的制备方法，其步骤为：
（1）玻璃基板等离子清洗：
将待镀玻璃基板放入真空室体。预抽真空，当室体真空度为10-4Pa后开始向真空室体通过质量流量计精确充如惰性气体，如氮气或氩气且将将室内压强维持在4~5Pa；开启轰击电源，在真空室体内的一对轰击极板间加500~2500V电压，电流为0.5~3.5A电流，产生稳定的辉光，产生辉光等离子流；在稳定的辉光放电的条件下清洗300~500s；
（2）TixOy光学过渡层制备；
将高纯钛作为靶材，当真空室体内真空度抽到2×10-4Pa后，向真空室体充入氩气和氧气的混合气体，当真空度达到0.5~5Pa时，启动磁控溅射电源开始磁控溅射镀膜，电压：380V，电流：10A，镀膜4min，在玻璃基板表面形成10nm厚的TixOy薄膜。
（3）金属银反射层制备
将纯银作为靶材，当真空室体内真空度抽到2×10-4Pa后，向真空室体充入氩气，当真空度达到0.1～1Pa时，启动磁控溅射电源开始磁控溅射镀膜，电压：480V，电流：20A，镀膜30s，在玻璃基板表面形成80nm厚银反射层。
（4）铝反射补偿（金属过渡层）层制备
将纯铝作为靶材，当真空室体内真空度抽到2×10-4Pa后，向真空室体充入氩气，当真空度达到0.1~1Pa时，启动磁控溅射电源开始磁控溅射镀膜，电压：480V，电流：40A，镀膜30s，在玻璃基板表面形成120nm厚金属铝层。
（5）喷淋60um厚保护油漆。
经检测，反射镜在400-2500nm范围内的反射率为97.8%。
实施例4：见图1，一种太阳能反射镜，其结构与实施例1相同。
所述的TixOy光学过渡层2的厚度为15nm。所述的银反射层3的厚度为120nm。所述的反射补偿铝过渡层4的厚度为120nm。保护层5为油漆。
所述太阳能反射镜中，银反射层通过真空磁控溅射方法制备。
所述金属铝层可通过磁控溅射或真空蒸发制备。
经检测，反射镜在400-2500nm范围内的反射率为96.8%。
实施例5：见图1，一种太阳能反射镜，其结构与实施例1相同。
所述的Al2O3光学过渡层2的厚度为25nm。所述的银反射层3的厚度为100nm。所述的反射补偿铝过渡层4的厚度为100nm。保护层5为油漆。
所述太阳能反射镜中，银反射层通过真空磁控溅射方法制备。
经检测，反射镜在400-2500nm范围内的反射率为97.2%。
实施例6：见图1，一种太阳能反射镜，其结构与实施例1相同。
所述的Si3N4光学过渡层2是的厚度为25nm。所述的银反射层3的厚度为120nm。所述的反射补偿铝过渡层4的厚度为120nm。保护层5为油漆。
所述太阳能反射镜中，银反射层通过真空磁控溅射方法制备。
经检测，反射镜在400-2500nm范围内的反射率为97.8%。
实施例7：见图1，一种太阳能反射镜，其结构与实施例1相同。
所述的Si3N4光学过渡层2的厚度为30nm。所述的银反射层3的厚度为150nm。所述的反射补偿铝过渡层4的厚度为150nm。保护层5为油漆。
所述太阳能反射镜中，银反射层通过真空磁控溅射方法制备。
经检测，反射镜在400-2500nm范围内的反射率为97.8%。
实施例8：见图1，一种太阳能反射镜，其结构与实施例1相同。
所述的Al2O3光学过渡层2的厚度为30nm。所述的银反射层3的厚度为150nm。所述的反射补偿铝过渡层4的厚度为150nm。保护层5为油漆。
所述太阳能反射镜中，银反射层通过真空磁控溅射方法制备。
经检测，反射镜在400-2500nm范围内的反射率为98.4%。
实施例9：见图1，一种太阳能反射镜，其结构与实施例1相同。
所述的TixOy光学过渡层2的厚度为30nm。所述的银反射层3的厚度为150nm。所述的反射补偿铝过渡层4的厚度为150nm。保护层5为油漆。
经检测，反射镜在400-2500nm范围内的反射率为98.2%。
实施例10：见图1，一种太阳能反射镜，其结构与实施例1相同。
所述的TixOy光学过渡层2的厚度为25nm。所述的银反射层3的厚度为80nm。所述的反射补偿铝过渡层4的厚度为150nm。保护层5为油漆。
经检测，反射镜在400-2500nm范围内的反射率为97.5%。
实施例11：见图1，一种太阳能反射镜，其结构与实施例1相同。
所述的Si3N4光学过渡层2厚度为25nm。所述的银金属反射层3的厚度为80nm。所述的反射补偿铝过渡层4的厚度为150nm。保护层5为油漆。
经检测，反射镜在400-2500nm范围内的反射率为97.5%。
实施例12：见图1，一种太阳能反射镜，其结构与实施例1相同。
所述的Al2O3光学过渡层2厚度为10nm。所述的银反射层3的厚度为150nm。所述的反射补偿铝过渡层4的厚度为150nm。保护层5为油漆。
所述太阳能反射镜中，银反射层通过真空磁控溅射方法制备。
经检测，反射镜在400-2500nm范围内的反射率为98.6%。
实施例13：见图1，一种太阳能反射镜，其结构与实施例1相同。
所述的TixOy光学过渡层2厚度为10nm。所述的银金属反射层3的厚度为150nm。所述的反射补偿铝过渡层4的厚度为150nm。保护层5为油漆。
经检测，反射镜在400-2500nm范围内的反射率为98.2%。
实施例14：见图1，一种太阳能反射镜，其结构与实施例1相同。
所述的Al2O3光学过渡层2厚度为25nm。所述的铝反射层3的厚度为120nm。所述的反射补偿铝过渡层4的厚度为100nm。保护层5为油漆。
所述太阳能反射镜中，银反射层通过真空磁控溅射方法制备。
经检测，反射镜在400-2500nm范围内的反射率为93.2%。
实施例15：见图1，一种太阳能反射镜，其结构与实施例1相同。
所述的Al2O3光学过渡层2厚度为10nm。所述的银反射层3的厚度为90nm。所述的反射补偿铜过渡层4的厚度为150nm。保护层5为油漆。
所述太阳能反射镜中，银反射层通过真空磁控溅射方法制备。
经检测，反射镜在400-2500nm范围内的反射率为95.6%。
实施例16：见图1，一种太阳能反射镜，其结构与实施例1相同。
所述的Al2O3光学过渡层2厚度为10nm。所述的铝反射层3的厚度为150nm。所述的反射补偿铜过渡层4的厚度为150nm。保护层5为油漆。
所述太阳能反射镜中，银反射层通过真空磁控溅射方法制备。
经检测，反射镜在400-2500nm范围内的反射率为98.6%。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种太阳能反射镜，包括有在玻璃基板上设有金属反射层，其特征在于在玻璃基板与金属反射层之间设有光学过渡层，在金属反射层上设有反射补偿金属过渡层；在反射补偿金属过渡层上设有保护层。
2.如权利要求1所述的太阳能反射镜，其特征在于所述的光学过渡层为Si3N4光学过渡层或Al2O3光学过渡层或TixOy光学过渡层。
3.如权利要求1所述的太阳能反射镜，其特征在于所述的金属反射层为银反射层或铝反射层。
4.如权利要求1所述的太阳能反射镜，其特征在于所述的反射补偿金属过渡层为反射补偿铝过渡层或反射补偿铜过渡层；其厚度为120-150nm。
5.如权利要求2所述的太阳能反射镜，其特征在于所述的Si3N4光学过渡层或Al2O3光学过渡层或TixOy光学过渡层的厚度为5-30nm。
6.如权利要求3所述的太阳能反射镜，其特征在于所述的银反射层的厚度为80-150nm。
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