專利名稱：具有太陽(yáng)能選擇性吸收性能的涂層的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于太陽(yáng)能熱利用技術(shù)領(lǐng)域，主要涉及具有太陽(yáng)能選擇性吸收性能的涂層，特別是具有太陽(yáng)能選擇性吸收性能的集熱涂層。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有具有太陽(yáng)能選擇性吸收涂層的平板太陽(yáng)能集熱板芯膜系，不是耐候性、耐熱性差，就是連續(xù)自動(dòng)流水線生產(chǎn)制作效率低。目前市場(chǎng)上大部分商品太陽(yáng)能集熱用的吸收涂層多為鋁一氮化鋁摻雜漸變，涂層中含有活性金屬鋁，耐候性、耐熱性不理想，且控制難度大，不適合連續(xù)生產(chǎn)制作，影響了平板型太陽(yáng)能選擇性吸收涂層的推廣應(yīng)用。實(shí)用新型內(nèi)容1、實(shí)用新型目的本實(shí)用新型的目的是為克服現(xiàn)有技術(shù)不足之處，設(shè)計(jì)出一種新型的具有太陽(yáng)能選擇性吸收性能的集熱涂層，具有對(duì)太陽(yáng)光譜優(yōu)良的選擇性吸收特性，適于高效連續(xù)生產(chǎn)，耐候性、耐熱性好，吸收太陽(yáng)能的效率高。2、技術(shù)方案本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的一種具有太陽(yáng)能選擇性吸收性能的涂層，用于涂覆在太陽(yáng)能集熱器芯的基體上， 其特征在于該涂層由高紅外反射的導(dǎo)電膜、摻雜吸收性復(fù)合材料膜層和減反射介質(zhì)膜構(gòu)成，在基體上設(shè)置有高紅外反射的導(dǎo)電膜，在高紅外反射的導(dǎo)電膜上設(shè)置有摻雜吸收性復(fù)合材料膜層，在摻雜吸收性復(fù)合材料膜層上設(shè)置有減反射介質(zhì)膜。所述高紅外反射的導(dǎo)電膜與減反射介質(zhì)膜之間設(shè)有兩層利用鑲嵌式陰極靶材磁控反應(yīng)共濺射同時(shí)沉積氮化硅、氮化鋁類介質(zhì)以及導(dǎo)電金屬或?qū)щ娊饘俚铽@得的摻雜吸收性復(fù)合材料膜層。所述摻雜吸收性復(fù)合材料膜層厚度在50 150nm之間。所述減反射介質(zhì)膜的厚度在3 90nm之間。3、優(yōu)點(diǎn)及效果本實(shí)用新型提出的這種，具有如下優(yōu)點(diǎn)本實(shí)用新型這種具有太陽(yáng)能選擇性吸收性能的涂層，在高紅外反射的導(dǎo)電膜與減反射介質(zhì)膜之間設(shè)有兩層摻雜吸收性復(fù)合材料膜層，摻雜吸收性復(fù)合材料膜層由鑲嵌不同材料陰極靶材共濺射絕緣介質(zhì)氮化物與摻雜的導(dǎo)電填充因子即導(dǎo)電氮化物粒子實(shí)現(xiàn)，工藝穩(wěn)定性好，適合自動(dòng)連續(xù)生產(chǎn)。


圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標(biāo)記說明1、基體；2、導(dǎo)電膜；3、摻雜吸收性復(fù)合材料膜層；4、減反射介質(zhì)膜。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的說明[0023]本實(shí)用新型是一種具有太陽(yáng)能選擇性吸收性能的涂層，用于涂覆在太陽(yáng)能集熱器芯的基體1上，如圖1中所示該涂層由高紅外反射的導(dǎo)電膜2、摻雜吸收性復(fù)合材料膜層3 和減反射介質(zhì)膜4構(gòu)成，在基體1上設(shè)置有高紅外反射的導(dǎo)電膜2，在高紅外反射的導(dǎo)電膜 2上設(shè)置有摻雜吸收性復(fù)合材料膜層3，在摻雜吸收性復(fù)合材料膜層3上設(shè)置有減反射介質(zhì)膜4。所述基體1采用銅、鋁、其它金屬或者合金材料；高紅外反射的導(dǎo)電膜2為金屬或者合金導(dǎo)電膜，可以采用導(dǎo)電好、耐高溫的如NiCr、Ni、Mo等導(dǎo)電膜；所述高紅外反射的導(dǎo)電膜2與減反射介質(zhì)膜4之間設(shè)有兩層摻雜吸收性復(fù)合材料膜層3 ；兩層摻雜吸收性復(fù)合材料膜層3均由鑲嵌不同材料陰極靶材共濺射介質(zhì)氮化物與摻雜的導(dǎo)電填充因子即導(dǎo)電氮化物粒子組成；這兩層摻雜導(dǎo)電填充因子的含量不同，由基體1到減反射介質(zhì)膜4方向，摻雜的導(dǎo)電填充因子由多變少，靠近高紅外反射的導(dǎo)電膜2的摻雜吸收性復(fù)合材料膜層3中摻雜的導(dǎo)電填充因子(導(dǎo)電氮化物粒子)多，靠近減反射介質(zhì)膜4的摻雜吸收性復(fù)合材料膜層3中摻雜的導(dǎo)電填充因子(導(dǎo)電氮化物粒子)少；這樣設(shè)置是為了使涂層的太陽(yáng)能選擇吸收性能達(dá)到最佳效果。所述摻雜吸收性復(fù)合材料膜層3厚度在5(Tl50nm之間，這個(gè)厚度可以最大限度的增加對(duì)太陽(yáng)光的吸收性能。所述減反射介質(zhì)膜4的厚度在3(T90nm之間，這個(gè)厚度可以最大限度的減少太陽(yáng)光在摻雜吸收性復(fù)合材料膜層3表面的反射。本實(shí)用新型這種具有太陽(yáng)能選擇性吸收性能的涂層是在太陽(yáng)能集熱器芯的基體1 上利用磁控濺射沉積技術(shù)涂覆高紅外反射的金屬或合金導(dǎo)電膜2 (如NiCr、Ni、Mo等)；再利用磁控反應(yīng)濺射鑲嵌式陰極靶材同時(shí)沉積氮化硅、氮化鋁類介質(zhì)以及導(dǎo)電金屬或?qū)щ娊饘俚?如CrN、SSTN、TiN, CrN-Ni等)在高紅外反射的導(dǎo)電膜2上涂覆摻雜吸收性復(fù)合材料膜層3 ；最后利用磁控反應(yīng)濺射沉積氮化硅、氮化鋁、氮氧化硅、氮氧化鋁，在摻雜吸收性復(fù)合材料膜層3上涂覆減反射介質(zhì)膜4。由于摻雜吸收性復(fù)合材料膜層3是由鑲嵌不同材料陰極靶材共濺射介質(zhì)氮化物與導(dǎo)電氮化物粒子(摻雜填充因子)而成，且最外層減反射介質(zhì)膜4利用電介質(zhì)的光學(xué)厚度在太陽(yáng)光譜中心波長(zhǎng)附近處實(shí)現(xiàn)相消干涉，能夠降低太陽(yáng)光在摻雜吸收性復(fù)合材料膜層3 表面反射(減反射)以增加吸收，從而獲得性能優(yōu)良的太陽(yáng)光譜選擇性吸收涂層亦稱藍(lán)膜或超級(jí)藍(lán)膜。本實(shí)用新型這種具有太陽(yáng)能選擇性吸收性能的涂層，主要用于太陽(yáng)能集熱器芯， 具有對(duì)太陽(yáng)光譜優(yōu)良的選擇性吸收特性，熱穩(wěn)定性好，耐候性良，便于自動(dòng)連續(xù)生產(chǎn)，對(duì)太陽(yáng)光譜的全色吸收率大于等于90%，黑體總發(fā)射率小于等于8% (室溫 100°C)。實(shí)施例1 一種具有太陽(yáng)能選擇性吸收性能的涂層，用于太陽(yáng)能集熱器芯，涂層結(jié)構(gòu)如圖1 所示，由NiCr合金導(dǎo)電膜2，介質(zhì)氮化物、導(dǎo)電氮化物摻雜吸收性復(fù)合材料膜層3和減反射介質(zhì)膜4構(gòu)成。采用通過包含有鑲嵌式陰極靶材磁控濺射工藝逐層漸變連續(xù)涂覆在作為太陽(yáng)能集熱器芯基體1的銅上獲得。對(duì)采用上述涂層構(gòu)造的太陽(yáng)能集熱器芯在室溫條件下進(jìn)行測(cè)試后，結(jié)果表明用該太陽(yáng)能集熱器芯制作的太陽(yáng)能熱水器選擇性吸收效果為太陽(yáng)光譜的全色吸收率為92%，黑體總發(fā)射率為8%。實(shí)施例2 一種具有太陽(yáng)能選擇性吸收性能的涂層，用于太陽(yáng)能集熱器芯，涂層結(jié)構(gòu)如圖1 所示，由金屬Ni導(dǎo)電膜2，介質(zhì)氮化物、導(dǎo)電氮化物摻雜吸收性復(fù)合材料膜層3和減反射介質(zhì)膜4構(gòu)成。采用通過包含有鑲嵌式陰極靶材磁控濺射工藝逐層漸變連續(xù)涂覆在作為太陽(yáng)能集熱器芯基體1的鋁上獲得。對(duì)采用上述涂層構(gòu)造的太陽(yáng)能集熱器芯在100°C條件下進(jìn)行測(cè)試后，結(jié)果表明用該太陽(yáng)能集熱器芯制作的太陽(yáng)能熱水器選擇性吸收效果為太陽(yáng)光譜的全色吸收率為 93%，黑體總發(fā)射率為7%。實(shí)施例3 一種具有太陽(yáng)能選擇性吸收性能的涂層，用于太陽(yáng)能集熱器芯，涂層結(jié)構(gòu)如圖1 所示，由金屬M(fèi)o導(dǎo)電膜2，介質(zhì)氮化物、導(dǎo)電氮化物摻雜吸收性復(fù)合材料膜層3和減反射介質(zhì)膜4構(gòu)成。采用通過包含有鑲嵌式陰極靶材磁控濺射工藝逐層漸變連續(xù)涂覆在作為太陽(yáng)能集熱器芯基體1的銅鋁合金上獲得。對(duì)采用上述涂層構(gòu)造的太陽(yáng)能集熱器芯在50°C條件下進(jìn)行測(cè)試后，結(jié)果表明用該太陽(yáng)能集熱器芯制作的太陽(yáng)能熱水器選擇性吸收效果為太陽(yáng)光譜的全色吸收率為93%， 黑體總發(fā)射率為5%。
權(quán)利要求1.一種具有太陽(yáng)能選擇性吸收性能的涂層，用于涂覆在太陽(yáng)能集熱器芯的基體(1) 上，其特征在于該涂層由高紅外反射的導(dǎo)電膜(2)、摻雜吸收性復(fù)合材料膜層(3)和減反射介質(zhì)膜(4)構(gòu)成，在基體(1)上設(shè)置有高紅外反射的導(dǎo)電膜(2)，在高紅外反射的導(dǎo)電膜 (2)上設(shè)置有摻雜吸收性復(fù)合材料膜層(3)，在摻雜吸收性復(fù)合材料膜層(3)上設(shè)置有減反射介質(zhì)膜(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有太陽(yáng)能選擇性吸收性能的涂層，其特征在于所述高紅外反射的導(dǎo)電膜(2)與減反射介質(zhì)膜(4)之間設(shè)有兩層摻雜吸收性復(fù)合材料膜層(3)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的具有太陽(yáng)能選擇性吸收性能的涂層，其特征在于所述摻雜吸收性復(fù)合材料膜層(3)厚度在50 150nm之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有太陽(yáng)能選擇性吸收性能的涂層，其特征在于所述減反射介質(zhì)膜(4)的厚度在30 90nm之間。
專利摘要本實(shí)用新型是一種具有太陽(yáng)能選擇性吸收性能的涂層，用于太陽(yáng)能集熱器芯，由金屬或合金導(dǎo)電膜、摻雜吸收性復(fù)合材料膜層和減反射介質(zhì)膜構(gòu)成，采用通過包含有鑲嵌式陰極靶材磁控濺射工藝逐層漸變連續(xù)涂覆在太陽(yáng)能集熱器芯基體上獲得，具有對(duì)太陽(yáng)光譜優(yōu)良的選擇性吸收特性，熱穩(wěn)定性好，耐候性良，便于自動(dòng)連續(xù)生產(chǎn)，且結(jié)構(gòu)合理簡(jiǎn)單，成本低，產(chǎn)品質(zhì)量能夠得到保證，實(shí)施方便，適合工業(yè)應(yīng)用。
文檔編號(hào)F24J2/50GK202119152SQ20112013646
公開日2012年1月18日 申請(qǐng)日期2011年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月4日
發(fā)明者張浙軍, 李智云 申請(qǐng)人:金博新能源技術(shù)(香港)有限公司