DE10058931A1

DE10058931A1 - Patterned radiant energy converter

Info

Publication number: DE10058931A1
Application number: DE10058931A
Authority: DE
Inventors: Isabella Mayer; Miladin Lazarov; Reinhard Dasbach
Original assignee: TINOX GES fur ENERGIEFORSCHUN
Current assignee: TINOX GMBH ENTWICKLUNG UND PRODUKTION SOLARER ENER
Priority date: 2000-11-28
Filing date: 2000-11-28
Publication date: 2002-06-20
Also published as: WO2002044629A1; EP1340026A1; AU2002221894A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen gemusterten Strahlungsenergie-Wandler zur Umwandlung von Strahlungsenergie in Wärmeenergie, der ein Substrat aufweist, das mit einer oder mehreren Schichten wenigstens teilweise überzogen ist, von denen wenigstens eine als Strahlung absorbierende Schicht ausgebildet ist, wobei sich die Dicke und/oder chemische Zusammensetzung von wenigstens einer der Schichten parallel zur Oberfläche des Substrats periodisch ändert. Weiter beschrieben wird ein Verfahren zur Herstellung des gemusterten Strahlungsenergie-Wandlers sowie dessen Verwendung in Sonnenkollektoren.The invention relates to a patterned radiation energy converter for converting radiation energy into thermal energy, which has a substrate which is at least partially coated with one or more layers, at least one of which is designed as a radiation-absorbing layer, the thickness and / or chemical The composition of at least one of the layers changes periodically parallel to the surface of the substrate. A method for producing the patterned radiation energy converter and its use in solar collectors is further described.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen gemusterten Strahlungsenergie-Wandler zur Umwandlung von Strahlungsenergie in Wärmenergie, ein Verfahren zu seiner Herstellung sowie seine Verwendung.The present invention relates to a patterned radiation energy converter for converting radiant energy into thermal energy, a process for its Manufacture as well as its use.

Die CH-Patentschrift 581 812 offenbart einen Sonnenkollektor, dessen sonnenbe strahlbare Kollektorfläche Erhöhungen aufweist, wobei es sich um Erhöhungen des Substrats handelt, auf die die sonnenbestrahlbare Kollektorfläche aufgebracht ist.The CH patent 581 812 discloses a solar collector, the sunbe radiant collector surface has elevations, which are elevations of the substrate, to which the sun-irradiable collector surface is applied is.

Aus der WO-A-9 726 488 sind farbige, in Sonnenkollektoren einsetzbare Strah lungsenergie-Wandler (Absorber) bekannt, bei denen eine Strahlung absorbieren de Schicht auf ein Substrat wie ein Blech aufgebracht ist. Jedoch kommt es auf grund der allgemein hohen Anforderungen an einen perfekten optischen Eindruck wegen Fehlern bei der Beschichtung von Blechen mit der Strahlung absorbieren den Schicht oder bei der Weiterverarbeitung der beschichteten Bleche zu einem hohen Ausschuß. Auch kann es vorkommen, daß sich durch die Art der Weiter verarbeitung Wellen im beschichteten Blech nicht vermeiden lassen, die dann als unschön oder wertmindernd empfunden werden. Insbesondere bei der Weiterver arbeitung von Blechen, auf die eine selektiv absorbierende Schicht wie in WO-A- 9 726 488 offenbart, aufgebracht wurde, gibt es immer wieder Ausschuß durch Oberflächenfehler, die schon bei der Beschichtung oder bei der Weiterverarbei tung in die Oberfläche eingebracht worden sind.WO-A-9 726 488 discloses colored beams which can be used in solar collectors tion energy converters (absorbers) are known in which absorb radiation de layer is applied to a substrate such as a sheet. However, it does come up due to the generally high requirements for a perfect visual impression due to defects in the coating of metal sheets with the radiation the layer or in the further processing of the coated sheets into one high committee. It can also happen that the nature of the next Processing Do not avoid waves in the coated sheet, which are then used as are perceived as unattractive or impairing value. Especially with the further processing of sheets on which a selectively absorbing layer as in WO-A- 9 726 488 was disclosed, upheld, there are always committee Surface defects that are already in the coating or during further processing tion have been introduced into the surface.

Üblicherweise wird bei Sonnenkollektoren die über den Stahlungsenergie- Wandler umgewandelte Wärme über ein Rohrsystem abtransportiert, das eine Wärmetauscherflüssigkeit aufweist. Beim Auflöten oder Aufschweißen des Rohr systems an den Absorber kommt es jedoch immer wieder zu Flecken auf der Ab sorberfläche und Wellen und Beulen im Blech. Ein Ausschuß in diesem Ferti gungsstadium ist mit hohen Kosten verbunden.With solar collectors, the Transducted converted heat is transported away via a pipe system, the one Has heat exchanger liquid. When soldering or welding the pipe systems on the absorber, there are always spots on the down sorber surface and waves and dents in the sheet. A committee in this ferti stage is associated with high costs.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestand nun darin, einen Strahlungs energie-Wandler zu schaffen, der auch bei leichten Produktionsfehlern hohen äs thetischen und technischen Anforderungen gerecht wird, so daß sich der Aus schuß verringert.The object of the present invention was now a radiation To create energy converters that have high levels even with slight production errors meets theoretical and technical requirements, so that the end shot reduced.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein gemusteter Strahlungsenergie-Wandler (Ab sorber) vorgeschlagen, der ein Substrat aufweist, das mit einer oder mehreren Schichten überzogen ist, wobei sich die Dicke und/oder chemische Zusammenset zung von wenigstens einer der Schichten parallel zur Oberfläche des Substrats periodisch verändert. Durch diese periodische Veränderung der Schichtparameter wird eine periodische Änderung der Helligkeit und/oder des Farbeindrucks der Oberfläche des Strahlungsenergie-Wandlers hervorgerufen. Wenigstens eine der Schichten, mit denen das Substrat überzogen ist, ist als Strahlung absorbierende Schicht ausgebildet.To solve this problem, a patterned radiation energy converter (Ab sorber) proposed, which has a substrate with one or more Layers is coated, the thickness and / or chemical composition development of at least one of the layers parallel to the surface of the substrate changed periodically. Through this periodic change in the layer parameters is a periodic change in the brightness and / or color impression of the Surface of the radiation energy converter caused. At least one of the Layers with which the substrate is coated is radiation-absorbing Layer formed.

Zwar wurde von den Erfindern festgestellt, daß je nach Gestaltung der Schicht ein Verlust an Wirkungsgrad auftreten kann, jedoch ist für den Niedrigtemperaturbe reich dieser Verlust tolerabel, da die Minderleistung durch eine geringfügige Er höhung der Kollektorfläche kompensiert werden kann. Diese Mehrkosten durch den größeren Materialeinsatz können aber um ein Vielfaches durch eine Verringe rung des Ausschusses aufgewogen werden.It was found by the inventors that, depending on the design of the layer Loss of efficiency can occur, however, is for the low temperature this loss is tolerable because the underperformance is caused by a Height of the collector surface can be compensated. This extra cost through the greater use of materials can, however, be multiplied by a reduction of the committee.

Somit betrifft die Erfindung einen gemusterten Strahlungsenergie-Wandler (Ab sorber) zur Umwandlung von Strahlungsenergie in Wärmeenergie, der ein Sub strat umfaßt, das mit einer oder mehreren Schichten wenigstens teilweise überzo gen ist, von denen wenigstens eine als Strahlung absorbierende Schicht ausgebildet ist, wobei der Strahlungsenergie-Wandler dadurch gekennzeichnet ist, daß sich die Dicke und/oder die chemische Zusammensetzung wenigstens einer der Schichten parallel zur Oberfläche des Substrats periodisch ändert. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung des Strahlungsenergie- Wandlers, das dadurch gekennzeichnet ist, daß eine oder mehrere Schichten, von denen wenigstens eine als Strahlung absorbierende Schicht ausgebildet wird, mit tels eines Vakuumbeschichtungsverfahrens oder eines naßchemischen Verfahrens derart auf ein Substrat aufgebracht werden, daß sich die Dicke und/oder die che mische Zusammensetzung von wenigstens einer der Schichten parallel zur Ober fläche des Substrats periodisch ändert. Außerdem betrifft die Erfindung die Ver wendung des Strahlungsenergie-Wandlers in einem Sonnenkollektor und/oder als dekorative Schicht. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung, den Figuren und den Unteransprüchen beschrieben.The invention thus relates to a patterned radiation energy converter (Ab sorber) for converting radiant energy into thermal energy, which is a sub strat, which is at least partially covered with one or more layers gene, of which at least one is formed as a radiation absorbing layer is, wherein the radiation energy converter is characterized in that the thickness and / or the chemical composition of at least one of the Layers changes periodically parallel to the surface of the substrate. Furthermore The invention relates to a method for producing the radiation energy Transducer, characterized in that one or more layers of with which at least one layer is formed as a radiation absorbing layer means of a vacuum coating process or a wet chemical process be applied to a substrate such that the thickness and / or the che mix composition of at least one of the layers parallel to the top surface of the substrate changes periodically. In addition, the invention relates to the Ver application of the radiation energy converter in a solar collector and / or as decorative layer. Preferred embodiments of the invention are in the following description, the figures and the subclaims.

Bei den Figuren zeigen:The figures show:

Fig. 1a eine schematische Darstellung einer Apparatur zur Herstellung eines er findungsgemäß bevorzugten Strahlungsenergie-Wandlers mit einem Streifenmuster; Fig. 1a is a schematic representation of an apparatus for producing a preferred radiant energy converter according to the invention with a stripe pattern;

Fig. 1b eine schematische Darstellung der in Fig. 1a verwendeten Maske; FIG. 1b is a schematic illustration of the mask in FIG 1a used.

Fig. 1c einen Querschnitt durch einen erfindungsgemäß bevorzugten Strahlungs energie-Wandler, bei dem die Schichtdicke der Antireflexschicht (Schicht 2) periodisch variiert wird;1c shows a cross section through a preferred according to the invention ray energy converter, wherein the layer thickness of the antireflection layer (layer 2) is periodically varied.

Fig. 1d einen Querschnitt durch einen erfindungsgemäß bevorzugten Strahlungs energie-Wandler, bei dem die Änderung der Schichtdicke stetig erfolgt;1d shows a cross section through a preferred according to the invention ray energy converter, wherein, the change of the thickness constantly.

Fig. 1e eine schematische Darstellung einer wellenförmigen Maske zur Erzeu gung einer stetigen Schichtdickenänderung; Figure 1e is a schematic representation of a wavy mask for generating a constant change in layer thickness.

Fig. 1f einen Querschnitt durch einen erfindungsgemäß bevorzugten Strahlungs energie-Wandler, bei dem die Schichtdicke der Absorberschicht (Schicht 1) periodisch variiert wird; Fig. A cross-section is varied by a inventively preferred radiant energy converter, wherein the layer thickness of the absorber layer (layer 1) periodically 1f;

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Apparatur zur Herstellung eines er findungsgemäß bevorzugten Strahlungsenergie-Wandlers mit einem Streifenmuster, wobei die Position der verwendeten Gasdüsen relativ zum zu beschichtenden Band (Substrat) angedeutet ist; Fig. 2 is a schematic representation of an apparatus for producing a preferred radiation energy converter according to the invention with a stripe pattern, wherein the position of the gas nozzles used is indicated relative to the strip (substrate) to be coated;

Fig. 3a eine schematische Darstellung einer Apparatur zur Herstellung eines Strahlungsenergie-Wandlers mit einem Karomuster; und Figure 3a is a schematic representation of an apparatus for producing a radiant energy converter with a check pattern. and

Fig. 3b eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäß bevorzugten Strahlungsenergie-Wandlers mit einem Karomuster. FIG. 3b is a perspective view of a preferred according to radiant energy converter with a check pattern.

Vorliegend soll durch den Begriff "gemusterter Strahlungsenergie-Wandler" aus gedrückt werden, daß es sich um Strahlungsenergie-Wandler oder Absorber han delt, die nicht homogen mit einer einfarbigen Schicht überzogen sind. Des weite ren bedeutet vorliegend der Begriff "periodisch" regelmäßig auftretend oder re gelmäßig wiederkehrend.In the present case, the term "patterned radiation energy converter" is intended to be used be pressed that it is radiation energy converter or absorber delt that are not homogeneously covered with a single-colored layer. The far In the present case, ren means the term "periodically" occurring regularly or re recurrently.

Die Oberfläche des Substrats ist wenigstens teilweise, vorzugsweise vollständig, mit einer oder mehreren Schichten überzogen, wobei sich die Dicke und/oder chemische Zusammensetzung von wenigstens einer der Schichten parallel zur Oberfläche des Substrats periodisch ändert. Im folgenden bezieht sich der Begriff "die variierende Schicht" auf die Schicht, bei der sich erfindungsgemäß die Dicke und/oder chemische Zusammensetzung periodisch parallel zur Oberfläche des Substrats ändert. Vorzugsweise erfolgt diese Änderung in einem für das Auge wahrnehmbaren Abstand. Damit ist nicht eine kolumnare Mikrostruktur gemeint, wie sie in der WO-A-9 517 533 offenbart ist. Diese kolumnare Mikrostruktur ent steht beim Aufwachsen einer Schicht auf ein Substrat. Hierbei auftretende Unregelmäßigkeiten in der Schichtdicke liegen im Mikrobereich und sind für das Auge nicht wahrnehmbar. Vorzugsweise ändert sich die Dicke und/oder chemische Zu sammensetzung der variierenden Schicht in einem periodischen Abstand im Be reich von 1 bis 40 cm, vorzugsweise von 3 bis 9 cm, stärker bevorzugt von 4 bis 7 cm. Bevorzugt treten wenigstens 3, stärker bevorzugt 10 bis 30, noch stärker be vorzugt 12 oder 15, periodische Änderungen der Dicke oder der chemischen Zu sammensetzung der variierenden Schicht auf einer Strecke von einem Meter auf. In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung verläuft die periodische Ände rung in einer Gerade, also längs oder quer zu den Kanten des Strahlungsenergie- Wandlers, so daß ein Streifenmuster entsteht. Sie kann aber auch in beliebigen anderen geometrischen Formen verlaufen, beispielsweise karoförmig, wabenför mig, rautenförmig, kreisförmig, ellipsenförmig, schneckenförmig oder in Form eines Penrose-Musters. Ein Beispiel für einen Strahlungsenergie-Wandler mit einer periodischen Änderung der Schichtdicke ist schematisch in Fig. 1c, 1d, 1f und 3b gezeigt.The surface of the substrate is at least partially, preferably completely, covered with one or more layers, the thickness and / or chemical composition of at least one of the layers changing periodically parallel to the surface of the substrate. In the following, the term “the varying layer” refers to the layer in which, according to the invention, the thickness and / or chemical composition changes periodically parallel to the surface of the substrate. This change preferably takes place at a distance perceptible to the eye. This does not mean a columnar microstructure as disclosed in WO-A-9 517 533. This columnar microstructure arises when a layer is grown on a substrate. Irregularities in the layer thickness that occur here are in the micro range and are imperceptible to the eye. Preferably, the thickness and / or chemical composition of the varying layer changes at a periodic distance in the range from 1 to 40 cm, preferably from 3 to 9 cm, more preferably from 4 to 7 cm. Preferably, at least 3, more preferably 10 to 30, even more preferably 12 or 15, periodic changes in the thickness or the chemical composition of the varying layer occur over a distance of one meter. In a preferred embodiment of the invention, the periodic change takes place in a straight line, that is to say along or across the edges of the radiation energy converter, so that a stripe pattern is produced. But it can also run in any other geometric shapes, for example checkered, honeycomb-shaped, diamond-shaped, circular, elliptical, helical or in the form of a Penrose pattern. An example of a radiation energy converter with a periodic change in the layer thickness is shown schematically in FIGS. 1c, 1d, 1f and 3b.

Durch die erfindungsgemäße periodische Änderung der Dicke und/oder chemi schen Zusammensetzung der variierenden Schicht parallel zur Oberfläche des Substrats entsteht für einen Betrachter bei Draufsicht auf den Strahlungsenergie- Wandler der Eindruck eines Musters, beispielsweise eines Streifen-, Wellblech-, Karo-, Waben-, Rauten- oder Penrose-Musters. Dieses Muster lenkt den Betrach ter von Fehlern in der Beschichtung des Strahlungsenergie-Wandlers ab und er möglicht somit eine Verrringerung des Ausschusses. Das menschliche Gehirn nimmt Strukturen durch Kontraste mit dem Hintergrund wahr. Durch das erfin dungsgemäß erzielte Muster wird auf dem Strahlungsenergie-Wandler der Hinter grund nun durch einen Helldunkel- oder einen Farbkontrast strukturiert, so daß sich der Kontrast zu einem Fehler auf der Oberfläche des Strahlungsenergie- Wandlers, wie beispielsweise einer Welle oder Beule, fließend oder willkürlich ändert. Da der Kontrast nicht mehr eindeutig zuordenbar ist, wird das Erkennen des Fehlers erschwert. Außerdem können mit dem Muster architektonisch interes sante Gestaltungseffekte erzielt werden. Due to the periodic change in thickness and / or chemi The composition of the varying layer parallel to the surface of the Substrate is created for a viewer when looking at the radiation energy Converter the impression of a pattern, for example a strip, corrugated iron, Check, honeycomb, diamond or Penrose patterns. This pattern directs the viewer ter of defects in the coating of the radiation energy converter and he thus reducing the size of the committee. The human brain perceives structures through contrasts with the background. By inventing pattern obtained according to the invention is on the radiation energy converter of the rear now structured by a light-dark or a color contrast, so that the contrast to an error on the surface of the radiation energy Transducers, such as a wave or bump, flowing or arbitrary changes. Since the contrast can no longer be clearly assigned, the recognition becomes of the error complicated. In addition, the pattern can be of architectural interest sant design effects can be achieved.

Vorteilhafterweise ist der Strahlungsenergie-Wandler an jedem Punkt seiner Oberfläche bezüglich Schichtdicke und chemischer Zusammensetzung gleich wie am Punkt ' mit
The radiation energy converter is advantageously the same at every point on its surface with respect to the layer thickness and chemical composition as at the point '

' = + n₁ ₁ + ₁ + n₂ ₂ + ₂,
'= + n ₁ ₁ + ₁ + n ₂ ₂ + ₂ ,

wobei ₁ und ₂ fundamentale Translationsvektoren sind, ₁ und ₂ Differenz vektoren sind und n₁ und n₂ beliebige ganze Zahlen sind, wobei gilt:
where ₁ and _{2 are} fundamental translation vectors, ₁ and _{2 are} difference vectors and n ₁ and n _{2 are} any integers, where:

||/|| ≦ 25%.|| / || ≦ 25%.

Vorzugsweise enthält die variierende Schicht wenigstens ein Metall der Neben gruppenelemente des Periodensystems oder eine Verbindung des Metalls mit Stickstoff und/oder Sauerstoff und/oder Kohlenstoff oder eine Legierung des Metalls mit einem oder mehreren anderen Metallen. Bei dem Metall handelt es sich vorzugsweise um ein Metall der Gruppe IVA, VA oder VIA des Periodensy stems, besonders bevorzugt um ein Metall der Gruppe NA des Periodensystems, vorzugsweise um Titan. Daneben ist auch eine Verbindung oder Legierung von Titan bevorzugt. Bevorzugte Verbindungen, insbesondere keramische Verbindun gen, haben die Formel MC_xN_yO_z, wobei M = Ti, Zr und/oder Hf; x, y, z = 0 bis 2,1; x + y + z = 0,01 bis 4, insbesondere x + y + z = 0,01 bis 2. Dabei liegt das Verhältnis von Metall zu Kohlenstoff zu Stickstoff zu Sauerstoff von 1 : (0 bis 2,1) : (0 bis 2,1) : (0 bis 2,1), bevorzugt von 1 : (0 bis 1,0) : (0 bis 1,0) : (0 bis 2,0), besonders bevorzugt von 1 : (0 bis 0,5) : (0 bis 0,5) : (0 bis 1,5) vor. Die obi gen Verhältnisse beziehen sich auf die Teilchenanzahl bzw. Molverhältnisse. Als zusätzliche Metalle kann die variierende Schicht neben Titan, Zirkonium und/oder Hafnium auch Niob, Tantal, Wolfram, Molybdän oder deren Legierungen enthal ten, was sich vorteilhaft auf die Korrosionsbeständigkeit der Schicht auswirkt. Ferner können solche Legierungen günstige mechanische Eigenschaften aufwei sen. Als Material für die Schicht eignen sich auch Materialien wie sie in WO-A- 9 726 488, DE-C-43 44 258 und DE-A-195 06 188 beschrieben sind. Besonders bevorzugt ist eine Schicht aus Titanoxycarbonitrid oder Titanoxynitrid, insbeson dere aus Titanoxycarbonitrid.The varying layer preferably contains at least one metal from the sub-group elements of the periodic table or a compound of the metal with nitrogen and / or oxygen and / or carbon or an alloy of the metal with one or more other metals. The metal is preferably a metal from group IVA, VA or VIA of the periodic table, particularly preferably a metal from group NA of the periodic table, preferably titanium. In addition, a compound or alloy of titanium is preferred. Preferred compounds, in particular ceramic compounds, have the formula MC _x _Ny o _z , where M = Ti, Zr and / or Hf; x, y, z = 0 to 2.1; x + y + z = 0.01 to 4, in particular x + y + z = 0.01 to 2. The ratio of metal to carbon to nitrogen to oxygen is from 1: (0 to 2.1): (0 to 2.1): (0 to 2.1), preferably from 1: (0 to 1.0): (0 to 1.0): (0 to 2.0), particularly preferably from 1: (0 to 0.5): (0 to 0.5): (0 to 1.5) before. The above ratios relate to the number of particles or molar ratios. In addition to titanium, zirconium and / or hafnium, the varying layer can also contain niobium, tantalum, tungsten, molybdenum or their alloys as additional metals, which has an advantageous effect on the corrosion resistance of the layer. Furthermore, such alloys can have favorable mechanical properties. Materials as described in WO-A-9 726 488, DE-C-43 44 258 and DE-A-195 06 188 are also suitable as material for the layer. A layer of titanium oxycarbonitride or titanium oxynitride, in particular of titanium oxycarbonitride, is particularly preferred.

Der Mittelwert der Dicke der variierenden Schicht liegt vorzugsweise im Bereich von 10 bis 10000 nm, bevorzugt von 30 bis 4000 nm, ganz bevorzugt von 50 bis 2000 nm. Die Abweichung vom Mittelwert durch Schichtdickenänderung liegt hierbei im Bereich von (±) 1 bis 60%, insbesondere 2 bis 30%, stärker bevorzugt 3 bis 15%. Die genannte Schichtdicke sorgt dafür, daß auch Biegungen des Strahlungsenergie-Wandlers ohne Beschädigung toleriert werden können.The mean value of the thickness of the varying layer is preferably in the range from 10 to 10000 nm, preferably from 30 to 4000 nm, very preferably from 50 to 2000 nm. There is a deviation from the mean value due to a change in layer thickness more preferred in the range from (±) 1 to 60%, in particular 2 to 30% 3 to 15%. The layer thickness mentioned ensures that bends of the Radiant energy converters can be tolerated without damage.

Eine Änderung der chemischen Zusammensetzung der variierenden Schicht kann vom Fachmann im Rahmen fachüblicher Versuche erreicht werden. In einer be vorzugten Ausführungsform wird diese Änderung bei Schichten aus Metallver bindungen über eine Änderung des Anteils an wenigstens einer Komponente, aus gewählt aus Stickstoff, Sauerstoff und Kohlenstoff, erreicht. In einer anderen be vorzugten Ausführungsform ist bei Schichten aus wenigstens zwei verschiedenen Metallen der Anteil der Metalle zueinander verändert. Bei einer Änderung in der chemischen Zusammensetzung kann der Anteil einer Komponente um 1 bis 100 Atom-%, bevorzugt um 10 bis Atom-30%, bezogen auf das Metall, variieren.A change in the chemical composition of the varying layer can can be achieved by a specialist in the context of customary tests. In a be preferred embodiment, this change is in layers of Metallver commitments about a change in the proportion of at least one component selected from nitrogen, oxygen and carbon. In another be preferred embodiment is for layers of at least two different ones Metals changed the proportion of metals to each other. If there is a change in the chemical composition, the proportion of a component can range from 1 to 100 Atom%, preferably vary by 10 to 30% atom, based on the metal.

Der Strahlungsenergie-Wandler kann neben der die Strahlung absorbierenden Schicht eine oder mehrere zusätzliche Schichten, vorzugsweise eine zusätzliche Schicht, umfassen. Dabei kann die Strahlung absorbierende Schicht mit dieser zusätzlichen Schicht oder diesen zusätzlichen Schichten überzogen sein. Es be steht auch die Möglichkeit, daß eine oder mehrere dieser zusätzlichen Schichten zwischen dem Substrat und der Strahlung absorbierenden Schicht liegen. Von den zusätzlichen Schichten können eine oder mehrere dieser Schichten in einem Wel lenlängenbereich oder verschiedenen Wellenlängenbereichen optisch transparent sein. Derartige Schichten bestehen aus dielektrischen Verbindungen oder Gläsern. The radiation energy converter can be used in addition to the radiation absorbing Layer one or more additional layers, preferably an additional one Layer. The radiation-absorbing layer can be used with this additional layer or these additional layers may be coated. It be there is also the possibility that one or more of these additional layers lie between the substrate and the radiation-absorbing layer. Of the Additional layers can include one or more of these layers in a world lenlength range or different wavelength ranges optically transparent his. Such layers consist of dielectric connections or glasses.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung handelt es sich bei der variierenden Schicht um die die Strahlung absorbierende Schicht, die ins besondere so ausgestaltet ist, wie es oben bei der Beschreibung der variierenden Schicht beschrieben wurde.In a particularly preferred embodiment of the invention for the varying layer around the radiation absorbing layer, which ins is specially designed as described above in the description of the varying Layer was described.

In einer anderen bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Schicht als An tireflexschicht ausgebildet, wie sie beispielsweise beschrieben ist in Goetzberger, B. Voß, J. Knobloch; Sonnenenergie: Photovoltaik; S. 125-127; B. G. Teubner, Stuttgart 1994. Bevorzugt besteht eine derartige Schicht aus einem Silizium- haltigen Glas, Siliziumdioxid oder einem Dielektrikum, beispielsweise ZrO₂, HfO₂, Y₂O₃, TiO₂, SiO₂, Al₂O₃, SnO₂ oder Si₃N₄, insbesondere besteht die Antire flexschicht aus einem Silizium-haltigen Glas, das Li₂O, B₂O₃, F, Na₂O, Al₂O₃, SiO₂, K₂O, Fe₂O₃, Sb₂O₃ und/oder BaO enthält. Die Schichtdicke der Antireflex schicht beträgt vorzugsweise 70 bis 120 nm. Es besteht auch die Möglichkeit, daß eine periodische Änderung der Schichtdicke und/oder chemischen Zusammenset zung sowohl bei der die Strahlung absorbierenden Schicht als auch bei der Antire flexschicht vorliegt. In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ändert sich der solare Absorptionsgrad durch die Änderung der Schichtdicke der Antireflex schicht nicht um mehr als ±2%. Der durchschnittliche Absorptionsgrad, über die gesamte Fläche gemittelt, ist größer als 90%.In another preferred embodiment of the invention, the layer is designed as an anti-reflective layer, as described for example in Goetzberger, B. Voß, J. Knobloch; Solar energy: photovoltaics; Pp. 125-127; BG Teubner, Stuttgart 1994. Such a layer preferably consists of a silicon-containing glass, silicon dioxide or a dielectric, for example ZrO ₂ , HfO ₂ , Y ₂ O ₃ , TiO ₂ , SiO ₂ , Al ₂ O ₃ , SnO ₂ or Si ₃ N ₄ , in particular the anti-flex layer consists of a silicon-containing glass, the Li ₂ O, B ₂ O ₃ , F, Na ₂ O, Al ₂ O ₃ , SiO ₂ , K ₂ O, Fe ₂ O ₃ , Sb ₂ O ₃ and / or BaO contains. The layer thickness of the anti-reflective layer is preferably 70 to 120 nm. There is also the possibility that there is a periodic change in the layer thickness and / or chemical composition both in the radiation-absorbing layer and in the anti-reflective layer. In a preferred embodiment of the invention, the degree of solar absorption does not change by changing the layer thickness of the antireflection layer by more than ± 2%. The average degree of absorption, averaged over the entire area, is greater than 90%.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die variierende Schicht des Strahlungsenergie-Wandlers durch ein Vakuum-Beschichtungsverfahren, bei spielsweise PVD, PECVD oder CVD, oder durch ein naßchemisches Verfahren auf ein Substrat aufgebracht worden. Geeignete Substrate sind aus einem Metall, wie Kupfer, Aluminium, Molybdän, Silber, Gold, Wolfram, Nickel, Chrom, Zir konium, Titan, Hafnium, Tantal, Niob, Vanadium, Eisen oder deren Legierungen, wie z. B. Edelstahl. Andere geeignete Substrate bestehen aus einer Keramik, Glas, Kunststoff, kohlenstofffaserhaltigen Werkstoffen oder Verbundwerkstoffen. Be vorzugt besteht das Substrat aus Kupfer, Aluminium oder Edelstahl. In a preferred embodiment of the invention, the varying layer of Radiant energy converter through a vacuum coating process, at for example PVD, PECVD or CVD, or by a wet chemical process has been applied to a substrate. Suitable substrates are made of a metal, such as copper, aluminum, molybdenum, silver, gold, tungsten, nickel, chrome, zir conium, titanium, hafnium, tantalum, niobium, vanadium, iron or their alloys, such as B. stainless steel. Other suitable substrates consist of a ceramic, glass, Plastic, carbon fiber-containing materials or composite materials. Be the substrate is preferably made of copper, aluminum or stainless steel.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der Strahlungse nergie-Wandler als selektiver Absorber ausgebildet. Insbesondere handelt es sich hierbei um ein Absorber-Reflektor-Tandern mit einer zusätzlichen Antireflex schicht.In a particularly preferred embodiment of the invention, the radiation is Energy converter designed as a selective absorber. In particular it is an absorber-reflector tandem with an additional anti-reflection layer.

Zur Herstellung des erfindungsgemäßen Strahlungsenergie-Wandlers wird die variierende Schicht mittels eines Vakuum-Beschichtungsverfahrens oder eines naßchemischen Verfahrens auf das Substrat aufgebracht, wobei Vakuum- Beschichtungsverfahren besonders bevorzugt sind. Zweckmäßigerweise handelt es sich hierbei um PVD (physical vapour deposition), CVD (chemical vapour deposition), PECVD (plasma enhanced chemical vapour deposition) oder Ionen plattieren, insbesondere PVD-Verfahren, wie reaktives Aufdampfen, Sputtern, reaktive Plasmaprozesse, oder das in DE-A-195 06 188 oder WO-A-9 726 488 beschriebene Verfahren. Allgemein wird zur Aufbringung der Schicht auf das Substrat insbesondere wie folgt verfahren: Zunächst einmal wird das Substrat in einer Vakuumkammer positioniert und auf 20 bis 500°C, bevorzugt auf 100 bis 400°C, besonders bevorzugt auf 200 bis 350°C erwärmt. Zur Beschichtung wird in der Kammer mittels Verdampfung, vorzugsweise Elektronenstrahl- Verdampfung, bei einem Vakuum von 10^-5 bis 10^-2 mbar, bevorzugt von 10^-4 bis 10^-2 mbar, besonders bevorzugt von 10^-4 bis 5.10^-3 mbar das Metall oder die Le gierung, wie oben definiert, verdampft. Sollen Metallverbindungen aufgebracht werden, werden zusätzlich entsprechende Prozeßgase, wie Sauerstoff, Stickstoff und/oder Kohlenstoff-haltige Gase, wie z. B. Kohlendioxid, Methan oder Ethin, in die Vakuumkammer eingeleitet.To produce the radiation energy converter according to the invention, the varying layer is applied to the substrate by means of a vacuum coating process or a wet chemical process, with vacuum coating processes being particularly preferred. Expediently, these are PVD (physical vapor deposition), CVD (chemical vapor deposition), PECVD (plasma enhanced chemical vapor deposition) or ion plating, in particular PVD processes such as reactive vapor deposition, sputtering, reactive plasma processes, or that in DE -A-195 06 188 or WO-A-9 726 488. In general, the procedure for applying the layer to the substrate is as follows: First of all, the substrate is positioned in a vacuum chamber and heated to 20 to 500 ° C., preferably to 100 to 400 ° C., particularly preferably to 200 to 350 ° C. For coating in the chamber by means of evaporation, preferably electron beam evaporation, at a vacuum of 10 ^-5 to 10 ^-2 mbar, preferably from 10 ^-4 to 10 ^-2 mbar, particularly preferably from 10 ^-4 to 5.10 ^-3 mbar Metal or the alloy, as defined above, evaporates. If metal compounds are to be applied, appropriate process gases, such as oxygen, nitrogen and / or carbon-containing gases, such as, for. B. carbon dioxide, methane or ethine, introduced into the vacuum chamber.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird ein reaktives PVD- Verfahren eingesetzt, bei dem wenigstens ein Metall mittels einer Verdampfer quelle verdampft wird. In Abhängigkeit vom Material der variierenden Schicht wird zweckmäßigerweise wenigstens ein Prozeßgas eingeleitet, das mit dem ver dampften Metall auf dem Substrat zu der die variierenden Schicht bildenden Ver bindung reagiert. Zur Erzielung der erfindungsgemäßen Änderung der Dicke und/oder chemischen Zusammensetzung der variierenden Schicht sind verschie dene Vorgehensweisen möglich, die im folgenden näher beschrieben werden.In a preferred embodiment of the invention, a reactive PVD Process used in which at least one metal by means of an evaporator source is evaporated. Depending on the material of the varying layer is expediently introduced at least one process gas which ver vaporized metal on the substrate to the ver forming the varying layer bond responds. To achieve the change in thickness according to the invention and / or chemical composition of the varying layer are different possible procedures, which are described in more detail below.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird das Substrat relativ zu wenigstens einer Verdampferquelle bewegt. Dabei wird zwischen wenigstens einer Verdamp ferquelle und dem Substrat wenigstens eine Maske eingebracht, deren geometri sche Anordnung ggf. während des Aufbringungsverfahrens periodisch geändert wird. Bei der Maske kann es sich beispielsweise um eine kamm- oder rechenför mige Maske oder wellenförmige Maske handeln. Fig. 1a zeigt schematisch die Durchführung eines Verfahrens zur Erzeugung eines Streifenmusters über die Änderung der Schichtdicke mittels einer Maske. Hierbei wird durch Einbringen einer kammförmigen Maske (Grundkamm) zwischen die Verdampfer und dem sich mit konstanter Geschwindigkeit darüber hinwegbewegenden, zu beschichten den Band (Substrat) die Länge der Strecke variiert, auf der verdampftes Material auf dem Band kondensiert. Dabei kann die Maske periodisch über die Bandbreite bewegt werden. Bei einer geeigneten Maske liegt die Breite der Zinken und der Abstände dazwischen im Bereich von 1 bis 40 cm, vorzugsweise von 3 bis 9 cm. Wie in Fig. 1b gezeigt, wird dabei die maximale Beschichtungsbreite L₂, auf der ohne Maske Verdampfermaterial auf dem Band kondensieren kann, durch die Maske mit Zinken der Länge L₁ um maximal 60%, vorzugsweise um 1 bis 20% reduziert. Abhängig von der Verdampfungscharakteristik der eingesetzten Ver dampfer wird dadurch die Schichtdicke an den Stellen, an denen die Maske ein wirkt, um den Betrag verkleinert, um die die maximal bedampfbare Strecke redu ziert wird. So zeigt Fig. 1c einen Querschnitt durch ein gemäß Fig. 1a beschich tetes Band, das einen bevorzugten Strahlungsenergie-Wandler mit einer die Strahlung absorbierenden Schicht 1 und einer Antireflexschicht 2 darstellt. Wäh rend die Schicht 1 eine konstante Dicke aufweist, ändert sich die Dicke der Schicht 2 um 1 bis 60%. Abhängig vom Abstand h der Maske zum zu beschich tenden Band kann auch ein fließender Übergang zwischen den Streifen erzeugt werden. Je größer der Abstand ist, desto weicher ist der Übergang. So ändert sich bei dem Strahlungsenergie-Wandler von Fig. 1d die Dicke der Schicht 2 stetig, so daß ein fließender Übergang im Farbeindruck oder in der Helligkeit entsteht. Die ser Effekt kann auch durch die Verwendung einer wellenförmigen Maske erzielt werden, wie in Fig. 1e gezeigt.In a preferred embodiment, the substrate is moved relative to at least one evaporator source. At least one mask is introduced between at least one evaporator source and the substrate, the geometric arrangement of which may be changed periodically during the application process. The mask can, for example, be a comb-shaped or rake-shaped mask or a wavy mask. FIG. 1a schematically illustrates the implementation of a method for generating a fringe pattern of the change of the layer thickness by means of a mask. By inserting a comb-shaped mask (basic comb) between the evaporators and the strip (substrate) moving over them at a constant speed, the length of the path is varied on which evaporated material condenses on the strip. The mask can be moved periodically across the bandwidth. In the case of a suitable mask, the width of the tines and the distances between them are in the range from 1 to 40 cm, preferably from 3 to 9 cm. As shown in FIG. 1b, the maximum coating width L ₂ on which evaporator material can condense on the belt without a mask is reduced by the mask with tines of length L ₁ by a maximum of 60%, preferably by 1 to 20%. Depending on the evaporation characteristics of the evaporators used, the layer thickness at the points at which the mask acts is reduced by the amount by which the maximum vaporisable distance is reduced. 1c as shown in FIG. A cross section through a according to Fig. 1a beschich tetes band representing a preferred radiant energy converter with a radiation absorbing layer 1 and an antireflection layer 2. While layer 1 has a constant thickness, the thickness of layer 2 changes by 1 to 60%. Depending on the distance h between the mask and the strip to be coated, a smooth transition between the strips can also be generated. The larger the distance, the softer the transition. Thus, in the radiation energy converter of FIG. 1d, the thickness of the layer 2 changes continuously, so that there is a smooth transition in the color impression or in the brightness. This effect can also be achieved by using a wavy mask, as shown in Fig. 1e.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird auf eine Strahlung absorbierende Schicht als variierende Schicht eine Antireflexschicht aufgebracht, wobei die Maske nur beim Aufbringen dieser Schicht eingeführt wird. Dadurch verschiebt sich die Wellenlänge, bei der die maximale Reflexionsminderung auf tritt, in den kurzwelligeren Bereich, so daß ein anderer Farbeindruck entsteht. Dies wird eingehend in WO-A-9 726 488 beschrieben. Auf diese Weise wird ein Strahlungsenergie-Wandler erzeugt, der für das Auge ein Streifenmuster entlang der Bewegungsrichtung des Substrats zeigt. Beispielsweise lassen sich dadurch bei einem selektiven Absorber Streifen von abwechselnd blau (Reflexionsmini mum bei 600 nm) und hellblau (Reflexionsminimum bei 650 nm) oder zum Bei spiel blau (Reflexionsminimum bei 600 nm) und rotviolett (Reflexionsminimum bei 550 nm) erzeugen.In a preferred embodiment of the invention, radiation is applied absorbing layer applied as a varying layer an anti-reflective layer, the mask being inserted only when this layer is applied. Thereby shifts the wavelength at which the maximum reflection reduction on occurs in the short-wave range, so that a different color impression is created. This is described in detail in WO-A-9 726 488. This way, a Radiant energy converter creates a stripe pattern for the eye shows the direction of movement of the substrate. For example, in the case of a selective absorber, stripes alternately blue (reflection mini mum at 600 nm) and light blue (reflection minimum at 650 nm) or at game blue (minimum reflection at 600 nm) and red-violet (minimum reflection at 550 nm).

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform besteht das Substrat aus Kup fer oder Aluminium mit einer Dicke von 0,12 bis 0,6 mm, die Absorberschicht besteht aus einer Titancarboxynitrid-Schicht oder Titanoxynitrid-Schicht mit einer Dicke von 30 bis 120 nm und die Antireflexschicht besteht aus SiO₂ mit einer Dicke von 30 bis 200 nm. Dabei wird sowohl die Absorberschicht wie auch die Antireflexschicht im Roll-Coating-Aufdampfverfahren mittels Elektronenstrahl verdampfern bei einer Substrattemperatur zwischen 20°C und 400°C aufgebracht. Der Abstand zwischen Verdampfern und Substrat beträgt zwischen 0,3 m und 0,9 m. Die Länge L₂ des maximalen Beschichtungsbereichs (vgl. Fig. 1b oder 1e) liegt zwischen 0,3 m und 2 m. Das Verhältnis der Zinkenlänge L₁ zur Länge L₂ des Beschichtungsbereichs L₁/L₂ (vgl. Fig. 1b oder 1e) liegt zwischen 10 und 40%. Der Abstand h zwischen Maske und Substrat beträgt zwischen 0,01 m und 0,2 m. In a particularly preferred embodiment, the substrate consists of copper or aluminum with a thickness of 0.12 to 0.6 mm, the absorber layer consists of a titanium carboxynitride layer or titanium oxynitride layer with a thickness of 30 to 120 nm and the antireflection layer made of SiO ₂ with a thickness of 30 to 200 nm. Both the absorber layer and the antireflection layer are applied in a roll-coating vapor deposition process using an electron beam evaporator at a substrate temperature between 20 ° C. and 400 ° C. The distance between the evaporators and the substrate is between 0.3 m and 0.9 m. The length L _{2 of} the maximum coating area (see. Fig. 1b or 1e) is between 0.3 m and 2 m. The ratio of the tine length L ₁ to the length L _{2 of} the coating area L ₁ / L ₂ (see FIG. 1b or 1e) is between 10 and 40%. The distance h between the mask and the substrate is between 0.01 m and 0.2 m.

Bei Verwendung einer Maske mit verschieden langen Zinken lassen sich auch Streifen mit mehr als 2 verschiedenen Farben erzeugen.When using a mask with prongs of different lengths, you can also Create stripes with more than 2 different colors.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird nicht die Schichtdicke der Antireflexschicht, sondern die Schichtdicke der Absorberschicht periodisch vari iert, wie in Fig. 1f gezeigt anhand Schicht 1 (Absorberschicht) und Schicht 2 (Antireflexschicht). Dabei wird die Maske nur beim Aufbringen der Absorber schicht eingeführt: Aus so lassen sich verschiedenfarbige Streifen erzeugen, da das optische System des Reflektor-Absorber-Tandems hier periodisch variiert.In a further preferred embodiment, it is not the layer thickness of the antireflection layer, but rather the layer thickness of the absorber layer which is varied periodically, as shown in FIG. 1f using layer 1 (absorber layer) and layer 2 (antireflection layer). The mask is only inserted when the absorber layer is applied: stripes of different colors can be created from this, since the optical system of the reflector-absorber tandem varies here periodically.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird sowohl die Schichtdicke der Antireflexschicht als auch der Absorberschicht variiert, wobei die Variation der Schichtdicke auch unterschiedliche Perioden und Phasenlagen aufweisen kann.In a further preferred embodiment, both the layer thickness Antireflection layer and the absorber layer varies, the variation of Layer thickness can also have different periods and phase positions.

In weiteren bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung wird die gewünschte Änderung der Schichtdicke und/oder chemischen Zusammensetzung über die geometrische Anordnung von wenigstens zwei Verdampferquellen erreicht, deren geometrische Anordnung ggf. periodisch geändert werden kann. Insbesondere kann auch die Aufdampfrate von wenigstens einem verdampften Metall peri odisch geändert werden. In einer alternativen bevorzugten Ausgestaltung der Er findung, bei der wenigstens ein Prozeßgas eingeleitet wird, wird die gewünschte Änderung der Schichtdicke und/oder chemischen Zusammensetzung der variie renden Schicht über die geometrische Anordnung von wenigstens zwei Gasdüsen zur Einleitung von Prozeßgasen erreicht, wobei deren geometrische Anordnung ggf. wiederum periodisch geändert werden kann. Es besteht auch die Möglichkeit, daß hier der Gasfluß von wenigstens einem Prozeßgas periodisch geändert wird oder daß bei Einleiten von wenigstens zwei unterschiedlichen Prozeßgasen die Gaszusammensetzung periodisch geändert wird. Auf diese Weise wird eine Ände rung der chemischen Zusammensetzung der variierenden Schicht erzielt. In further preferred embodiments of the invention, the desired one Change in layer thickness and / or chemical composition over the Geometric arrangement of at least two evaporator sources achieved, the geometric arrangement can be changed periodically if necessary. In particular can also peri the evaporation rate of at least one vaporized metal be changed odically. In an alternative preferred embodiment of the Er invention, in which at least one process gas is introduced, the desired Change in layer thickness and / or chemical composition of the variie layer over the geometric arrangement of at least two gas nozzles achieved for the introduction of process gases, their geometric arrangement can be changed periodically if necessary. There is also the possibility that the gas flow of at least one process gas is changed periodically or that the introduction of at least two different process gases Gas composition is changed periodically. In this way, a change achieved chemical composition of the varying layer.

Fig. 2 zeigt ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel, bei dem ein Strah lungsenergie-Wandler mit einem Streifenmuster über periodisch angebrachte Gasdüsen erzeugt wird. Aus Rother/Vetter, Plasma-Beschichtungsverfahren und Hartstoffschichten, S. 188, Leipzig 1992, ist bekannt, daß der Farbeindruck von Titancarbonitridschichten von der Zusammensetzung der Schicht abhängig ist wie folgt:
Fig. 2 shows another preferred embodiment in which a radiation energy converter with a stripe pattern is generated by periodically attached gas nozzles. From Rother / Vetter, Plasma Coating Processes and Hard Material Layers, p. 188, Leipzig 1992, it is known that the color impression of titanium carbonitride layers depends on the composition of the layer as follows:

So wird in Fig. 2 ein Rechen aus Gasdüsen zwischen dem Substrat und den Ver dampfern eingebracht, bei dem abwechselnd aus einer Düse Stickstoff (Gas 1) und aus der nächsten Düse Methan (Gas 2) eingeleitet wird. Es ist auch möglich, unterschiedliche Gasgemische einzuleiten. Dadurch ändert sich die Gasverteilung über dem Substrat periodisch und bei der Reaktion mit dem verdampften Metall entstehen Verbindungen unterschiedlicher chemischer Zusammensetzung, was bei Draufsicht den Eindruck eines Streifenmusters vermittelt. Hierbei kann z. B. ein Muster aus silbernen und goldenen Streifen erzeugt werden.In Fig. 2, a rake is introduced from gas nozzles between the substrate and the evaporators, in which nitrogen (gas 1) and methane (gas 2) are alternately introduced from one nozzle. It is also possible to introduce different gas mixtures. As a result, the gas distribution over the substrate changes periodically and when reacting with the vaporized metal, compounds of different chemical compositions are formed, which gives the impression of a stripe pattern when viewed from above. Here, for. B. create a pattern of silver and gold stripes.

Fig. 3a zeigt eine Apparatur zur Herstellung eines Strahlungsenergie-Wandlers mit Karomuster mittels Masken. Wie in Fig. 1a wird auch in Fig. 3a eine kamm förmige Maske verwendet. Zusätzlich dazu werden senkrecht zu den Zinken des Kammes Metallstreifen mit derselben Geschwindigkeit wie das zu beschichtende Band (Substrat) bewegt. Auf dem Rückweg der Metallstreifen klappen diese durch die Schwerkraft nach unten, so daß sie die Bedampfung nicht beeinflussen. Daher bezeichnet man dieses Bauteil auch als Klappkamm. Ist der Weg der Me tallstreifen gleich dem der Länge des Zinken des Kamms, so entsteht ein Karomu ster mit nur zwei Farbschattierungen, vgl. Fig. 3b. Ist der Weg dagegen ungleich dem der Zinken des Kamms, so entsteht ein Muster mit drei verschiedenen Far beindrücken. Mit Hilfe eines Klappkammes ist es auch möglich, beliebige Muster auf das Substrat aufzubringen, wie z. B. Schriftzüge. Dabei wird in die Klappen eine Öffnung in Form des gewünschten Musters eingebracht. Fig. 3a shows an apparatus for producing a radiant energy converter with check pattern using masks. As in Fig. 1a, a comb-shaped mask is used in Fig. 3a. In addition, metal strips are moved perpendicular to the teeth of the comb at the same speed as the strip (substrate) to be coated. On the way back, the metal strips fold down due to the force of gravity so that they do not influence the vapor deposition. This component is therefore also known as a folding comb. If the path of the metal strips is equal to that of the length of the teeth of the comb, a check pattern is created with only two shades of color, cf. Fig. 3b. If, on the other hand, the path is not the same as that of the teeth of the comb, a pattern with three different colors will appear. With the help of a folding comb, it is also possible to apply any pattern to the substrate, such as. B. Lettering. An opening in the shape of the desired pattern is made in the flaps.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird bevorzugt als In-Line- oder Roll-Coating- Verfahren durchgeführt.The method according to the invention is preferably used as an in-line or roll coating Procedure carried out.

Die erfindungsgemäßen Strahlungsenergie-Wandler finden Verwendung in Son nenkollektoren und/oder als dekorative Schicht. Insbesondere eignen sie sich in Sonnenkollektoren, beispielsweise als Dach- und Fassadenverkleidungen für Häu ser und andere Bauobjekte, insbesondere Hochhäuser und Bürohäuser. Der erfin dungsgemäße Strahlungsenergie-Wandler kann auch in ein Fensterelement inte griert sein, das aneinandergereiht oder flächig kombiniert werden können. Auch auf öffentlichen Plätzen oder in Schwimmbädern kann er eingesetzt werden. Hier bei wird der gewünschte dekorative Effekt mit gleichzeitiger Energiegewinnung kombiniert. Der erfindungsgemäße Strahlungsenergie-Wandler ist natürlich in jeder Art von Kollektoren einsetzbar, insbesondere für Vakuum-, Flach- oder Röhrenkollektoren.The radiation energy converters according to the invention are used in Son Collectors and / or as a decorative layer. They are particularly suitable in Solar panels, for example as roof and facade cladding for hay water and other construction objects, in particular high-rise buildings and office buildings. The inventor Radiation energy converter according to the invention can also be integrated into a window element be bordered, which can be strung together or combined over a large area. Also It can be used in public places or in swimming pools. here at is the desired decorative effect with simultaneous energy generation combined. The radiation energy converter according to the invention is of course in any kind of collectors can be used, especially for vacuum, flat or Tube collectors.

Anders als bei der CH-Patentschrift 581 812, bei der Erhöhungen im Substrat vorliegen, handelt es sich erfindungsgemäß um Änderungen in der Dicke oder Zusammensetzung einer Schicht, also - im Sinne der CH 581 812 - um Änderun gen in der Dicke oder chemischen Zusammensetzung einer Schicht der sonnenbe strahlbaren Kollektorfläche.In contrast to the Swiss patent 581 812, in the elevations in the substrate are present, changes in the thickness or Composition of a layer, i.e. - in the sense of CH 581 812 - by changes conditions in the thickness or chemical composition of a layer of the sun radiant collector surface.

Claims

1. Patterned radiation energy converter for converting radiation energy into thermal energy, which has a substrate which is at least partially coated with one or more layers, of which at least one is designed as a radiation-absorbing layer, characterized in that the thickness and / or the chemical composition of at least one of the layers changes periodically parallel to the surface of the substrate.

2. Radiant energy converter according to claim 1, characterized in that the thickness and / or chemical composition of the little at least one layer at a periodic interval in the range from 1 to 40 cm changes.

3. Radiant energy converter according to claim 1 or 2, characterized in that it is the same at each point of its surface with respect to layer thickness and chemical composition as at the point '
'= + n ₁ ₁ + ₁ + n ₂ ₂ + ₂ ,
where ₁ and _{2 are} fundamental translation vectors, ₁ and ₂ are difference vectors, and n ₁ and n _{2 are} any integers, where:
|| / || ≦ 25%.

4. Radiant energy converter according to one of claims 1 to 3, characterized characterized in that the at least one layer is a Anti-reflective layer acts.

5. Radiant energy converter according to claim 4, characterized in that the anti-reflective layer made of a silicon-containing glass, silicon oxide or a dielectric selected from ZrO ₂ , HfO ₂ , Y ₂ O ₃ , TiO ₂ , SiO ₂ , Al ₂ O ₃ , SnO ₂ or Si ₃ N ₄ consists, in particular, of a silicon-containing glass which contains Li ₂ O, B ₂ O ₃ , F, Na ₂ O, Al ₂ O ₃ , SiO ₂ , K ₂ O, Fe ₂ O ₃ , Sb ₂ O ₃ and / or BaO contains.

6. Radiant energy converter according to one of claims 1 to 3, characterized characterized in that the at least one layer is a Radiation absorbing layer is concerned.

7. Radiant energy converter according to claim 6, characterized in that the radiation absorbing layer connects between one or more metals of the subgroup elements of the period contains systems with nitrogen and / or oxygen and / or carbon, in particular that it has titanium oxycarbonitride or titanium oxynitride.

8. Radiant energy converter according to one of the preceding claims, characterized in that the average of the thickness of the at least egg NEN layer is in the range of 10 to 10000 nm, the periodi the change from the mean value in the range of (±) 1 up to 60%.

9. Radiant energy converter according to one of the preceding claims, characterized in that one or more of the layers by one Vacuum coating process or wet chemical process on the Substrate have been applied.

10. Radiant energy converter according to claim 9, characterized in that the substrate is made of a metal, a metal alloy, a ceramic, Glass, plastic, a carbon fiber containing material or Composite material exists.

11. Radiant energy converter according to one of the preceding claims, characterized in that it is designed as a selective absorber.

12. A method for producing a radiation energy converter according to a of the preceding claims, characterized in that one or several layers, at least one of which absorbs as radiation rende layer is formed by means of a vacuum coating ver driving or wet chemical process so applied to a substrate be brought that the layer thickness and / or the chemical Zu composition of at least one of the layers parallel to the surface surface of the substrate changes periodically.

13. The method according to claim 12, characterized in that as a vacuum coating process, a reactive PVD process is used for which evaporates at least one metal by means of an evaporator source becomes.

14. The method according to claim 13, characterized in that the substrate is moved relative to at least one of the evaporator sources.

15. The method according to claim 13 or 14, characterized in that between little at least one of the evaporator sources and the substrate at least one mask is inserted, the geometric arrangement of which may is changed periodically.

16. The method according to any one of claims 13 to 15, characterized in that the periodic change in layer thickness and / or chemical addition composition about the geometric arrangement of at least two Evaporator sources is reached, the geometric arrangement of which is changed periodically.

17. The method according to any one of claims 13 to 16, characterized in that that the deposition rate of at least one vaporized metal peri is changed odically.

18. The method according to any one of claims 13 to 17, characterized in that that at least one process gas is introduced, which is vaporized with the Metal reacts on the substrate to form the layer forming compound giert, the periodic change in layer thickness and / or chemi composition about the geometric arrangement of little at least two gas nozzles for introducing process gases is reached, the geometric arrangement may be changed periodically.

19. The method according to any one of claims 13 to 18, characterized in that at least one process gas is introduced, which is vaporized with the Metal reacts on the substrate to form the layer forming compound yawed, the gas flow from at least one process gas periodically is changed or that when introducing at least two different Chen process gases the gas composition is changed periodically.

20. Use of a radiation energy converter according to one of the claims che 1 to 11 or produced according to one of claims 12 to 19, in a solar panel and / or as a decorative layer.