專利名稱：低溫太陽能選擇性吸收涂層及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種太陽能利用技術(shù)，特別是一種低溫太陽能選擇性 吸收涂層，本發(fā)明還涉及該涂層的一種制備方法。
背景技術(shù)：
1985年清華大學(xué)殷志強(qiáng)教授發(fā)明了一種太陽能選擇性吸收涂層 (ZL85100142)，真空管太陽能熱水器在中國(guó)得到迅速普及，2006年 中國(guó)的太陽能熱水器安裝量為1800萬m2，保有量為9000萬m2， 2005 年的安裝量為全世界的75.8%，使中國(guó)成為名副其實(shí)的太陽能熱利用 大國(guó)，其中占中國(guó)市場(chǎng)90%以上的是真空管集熱器。但在國(guó)際市場(chǎng) 上(除中國(guó)以外)，占市場(chǎng)90%的集熱器卻是平板集熱器，對(duì)比國(guó)內(nèi) 外市場(chǎng)可以發(fā)現(xiàn)，中國(guó)的真空管太陽能集熱器主要用來產(chǎn)生生活熱 水。每戶1 2m2，配一個(gè)水箱，但在國(guó)外，大部分是熱水采暖復(fù)合 系統(tǒng)，每戶約需十幾到二十幾個(gè)n^的集熱器，以滿足冬季采暖的要 求，但到夏季，無采暖需求，光照又好，整個(gè)系統(tǒng)能得到的能量高于 所需的能量，如果用真空管集熱器，真空管的吸收率高，如殷教授的 發(fā)明a^0.93，發(fā)射率低e "0.06 (100°C)，整個(gè)系統(tǒng)極易過熱，對(duì) 使用者以及系統(tǒng)的安全造成極大的隱患。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種防 止系統(tǒng)過熱的低溫太陽能選擇性吸收涂層，當(dāng)溫度過高時(shí)，膜層的發(fā) 射比會(huì)快速上升，增加集熱器熱損，防止系統(tǒng)過熱。
本發(fā)明另一要解決的技術(shù)問題是提出了該涂層的一種制備方法。 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的， 一種低 溫太陽能選擇性吸收涂層，其特點(diǎn)是包括在玻璃表面制備厚度
0.02 0.06xl0'6m的Al或Cu作為基層、在此基層上沉積厚度 0.03xl(T6m~0.15xl(y6m的Ge-C作為紅外增透層、在紅外增透層的上 面再制備Al-N復(fù)合吸收材料層。
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題還可以通過以下技術(shù)方案來進(jìn)一步實(shí) 現(xiàn)，所述的A1-N復(fù)合吸收材料層包括吸收層和減反層。
本發(fā)明另一要解決的技術(shù)問題是公開了該涂層的一種制備方法， 其特點(diǎn)是采用Al作為基層時(shí)，利用兩靶磁控濺射技術(shù)，在一個(gè)濺 射真空室中安裝了Ge和Al兩只靶電極，兩靶之間有隔離屏，1、首 先制作A1基層，在純氬氣Ar環(huán)境下，在玻璃管外壁沉積一層Al基 層；2、然后通過通氣管通入CO或C2H2氣體，流量為30 50sccm， C和鍺Ge沉積在Al基層上形成Ge-C紅外增透層；3、然后停止通 CO或C2H2 ，再通入N2并逐漸改變N2流量，在紅外增透層上形 成A1-N復(fù)合吸收材料層。
本發(fā)明以多靶磁控濺射技術(shù)制備的新型太陽能吸收涂層，增加了 紅外增透層，與現(xiàn)有技術(shù)相比，該涂層具有對(duì)波長(zhǎng)為0.3 2.5pm范 圍內(nèi)的太陽長(zhǎng)譜優(yōu)異的吸收特性，更重要的是該吸收涂層的基層具有
高的吸收率，對(duì)8um以上的遠(yuǎn)紅外有很好反射作用，但對(duì)8um以 下的遠(yuǎn)紅外有很高的透過性，即當(dāng)真空管內(nèi)的溫度升高到卯。C 1(K) "C時(shí)，該吸收涂層的發(fā)射比會(huì)快速上升，增加集熱器熱損，防止系統(tǒng) 過熱。


圖1為本發(fā)明的涂層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。 圖2為兩耙磁控濺射的示意圖。
具體實(shí)施例方式
一種低溫太陽能選擇性吸收涂層，包括在玻璃表面制備厚度 0.02~0.06xl(T6m的Al或Cu作為基層、在此基層上沉積厚度 0.03xl(r6m~0.15xl(T6m的Ge-C作為紅外增透層、在紅外增透層的上 面再制備鋁氮(Al-N)復(fù)合吸收材料層。鋁氮(Al-N)復(fù)合吸收材料 層包括吸收層和減反層。
附圖中1、玻璃內(nèi)管，2、鍺靶，3、 CO或C2H2通氣管，4、真 空室，5、 Ar和N2氣管，6、鋁靶，7、隔離屏，8、減反層，9、吸 收層，10、紅外增透層，11、鋁基層，12、玻璃。
該涂層的一種制備方法是采用Al作為基層時(shí)，利用兩靶磁控 濺射技術(shù)，在一個(gè)濺射真空室中安裝了 Ge和Al兩只靶電極，兩靶之 間有隔離屏，1、首先制作A1基層，在純氬氣環(huán)境下，濺射真空室室 內(nèi)的壓力10—2 10_3Pa，給A1靶加300V的電壓，在玻璃管外壁沉積 一層Al基層；2、然后通過通氣管通入CO或C2H2氣體，流量為30 50 sccm (標(biāo)準(zhǔn)毫升每分鐘)，C和鍺Ge沉積在Al基層上形成Ge-C
紅外增透層；3、然后停止通CO或C2H2 ，再通入N2并逐漸改變N2
流量，形成A1-N/A1選擇性吸收涂層，厚度為60 120nm，最后在純 N2條件下形成Al-N減反層，厚度為30 80nm。
權(quán)利要求
1.一種低溫太陽能選擇性吸收涂層，其特征在于包括在玻璃表面制備厚度0.02～0.06×10-6m的Al或Cu作為基層、在此基層上沉積厚度0.03×10-6m～0.15×10-6m的Ge-C作為紅外增透層、在紅外增透層的上面再制備Al-N復(fù)合吸收材料層。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫太陽能選擇性吸收涂層，其特征在于 所述的Al-N復(fù)合吸收材料層包括吸收層和減反層。
3. 權(quán)利要求1所述的低溫太陽能選擇性吸收涂層的一種制備方法， 其特征在于采用A1作為基層時(shí)，利用兩靶磁控濺射技術(shù)，在一 個(gè)濺射真空室中安裝了 Ge和Al兩只耙電極，兩耙之間有隔離屏， 1、首先制作A1基層，在純氬氣環(huán)境下，在玻璃管外壁沉積一層 Al基層；2、然后通過通氣管通入CO或C2H2氣體，C和Ge沉 積在Al基層上形成Ge-C紅外增透層；3、然后停止通CO或C2H2 ， 再通入N2并逐漸改變N2流量，在紅外增透層上形成Al-N復(fù)合吸 收材料層。
全文摘要
一種低溫太陽能選擇性吸收涂層，包括在玻璃表面制備厚度0.02～0.06×10^-6m的Al或Cu作為基層、在此基層上沉積厚度0.03×10^-6m～0.15×10^-6m的Ge-C作為紅外增透層、在紅外增透層的上面再制備Al-N復(fù)合吸收材料層。本發(fā)明以多靶磁控濺射技術(shù)制備的新型太陽能吸收涂層，增加了紅外增透層，該涂層具有對(duì)波長(zhǎng)為0.3～2.5μm范圍內(nèi)的太陽長(zhǎng)譜優(yōu)異的吸收特性，更重要的是該吸收涂層的基層具有高的吸收率，對(duì)8μm以上的遠(yuǎn)紅外有很好反射作用，但對(duì)8μm以下的遠(yuǎn)紅外有很高的透過性，即當(dāng)真空管內(nèi)的溫度升高到90℃～100℃時(shí)，膜層的發(fā)射比會(huì)快速上升，增加集熱器熱損，防止系統(tǒng)過熱。
文檔編號(hào)C03C17/36GK101182132SQ20071019048
公開日2008年5月21日 申請(qǐng)日期2007年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月27日
發(fā)明者焦青太 申請(qǐng)人:江蘇太陽雨太陽能有限公司