[發明專利]一種選擇性太陽能光熱吸收涂層

無效

• 申請號: 200810241893.3
• 申請日: 2008-12-30
• 公開（公告）號: CN101769648A
• 公開（公告）日: 2010-07-07
• 發明（設計）人: 丘仁政;陳漢文;羅賓
• 申請（專利權）人: 深圳市鵬桑普太陽能股份有限公司
• 主分類號: F24J2/48
• 分類號: F24J2/48;B32B15/04;C23C14/34
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

【技術領域】

本發明屬于太陽能設備領域，尤其涉及一種使用在平板式太陽能集熱器表面，用于吸收利用太陽能的選擇性吸收涂層。

【背景技術】

太陽能熱水器就是吸收太陽的輻射熱能，。它是我國太陽能熱利用中最為成熟和最為先進的產品。為百姓提供環保、安全、節能、衛生的新型熱水器產品。最常見的太陽能熱水器有三種：悶曬式太陽能熱水器、平板式太陽能熱水器和真空管太陽能熱水器。悶曬式太陽熱水器的集熱器和水箱合為一體。結構簡單、價格低廉。但是保溫差，不能過夜使用，冬季更不能使用。平板式太陽能熱水器由平板太陽集熱器、蓄水箱、循環管、支架組成。吸熱體有銅鋁復合管板式、全銅管板式、不銹鋼沖壓成型焊接而成的扁盒式等結構型式。而太陽能集熱器，其中的關鍵部件就是太陽能集熱器板芯，現在大多采用銅鋁復合的板狀材料制成。太陽光譜選擇性吸收涂層應用于太陽能集熱器集熱表面，主要由紅外高反射層、吸收層和減反射層構成，其中減反射層的作用是降低物體表面對入射光的反射，增加物體表面對光的吸收，增加吸收效率；紅外高反射層減少集熱器內部向外輻射，降低熱損失；吸收層用于吸收太陽光，給集熱器提供熱源。在太陽能的光熱轉換中，選擇性吸收涂層的吸收層中的介質的折射率要盡可能低，減反射層的折射率也要盡可能低，這樣才能獲得光熱轉換效率較高的太陽能選擇性吸收涂層，但同時也要注重介質的沉積速率不能過低，以免影響生產效率。而在涂層的制備過程中，采用磁控反應濺射或射頻反應及中頻反應濺射方法，利用金屬或非金屬靶材，由于靶中毒，造成減反射層的沉積速率非常低，使生產效率大大降低。由于減反射層的生產效率低，目前在市場上的絕大多數太陽能集熱器都不采用設有減反射層的太陽光選擇性吸收涂層。對于在真空環境低溫范圍使用的太陽能選擇性吸收涂層目前已研究和廣泛應用了選擇性吸收涂層，這種膜系和工藝方法的優點是，Al單靶直流磁控濺射鍍膜工作，設備操作簡單，膜層吸收率較高，對在低溫范圍使用全玻璃真空管的比較適用，但對于中溫及高溫使用由于其紅外發射率隨溫度上升明顯升高，造成集熱器熱損增大，熱效率明顯下降。為了提高高溫使用范圍選擇性吸收涂層的熱穩定性，降低紅外發射率，已研究和發展了高溫穩定金屬雙靶共濺射淀積技術，這種涂層具有多層膜層的結構、使在高溫范圍內熱性能穩定，吸收/發射比較小。但是；這種涂層和工藝方法的關鍵是必須采用高溫穩定金屬如W、MO、SS，而且必須采用雙電極靶共濺射；造成沉積速率低，生產周期長、工藝復雜、靶材稀貴、成本高。所以現在需要一種吸收率很高，發射率很低，而且熱穩定性很好的選擇性吸收涂層及制備技術。但是至今行業中沒有出現可以克服以上缺點的技術解決方案。

【發明內容】

本發明的目的是提供一種具有優良的太陽能選擇性吸收特性，且膜層牢固的選擇性吸收膜層，該膜層具有較高的結合強度和良好的耐候性，同時在生產是具有較高的生產效率。

為了達到上述的技術目的，本發明采用的技術解決方案包括以下技術內容：一種選擇性太陽能光熱吸收涂層，該涂層由多層金屬與非金屬復合而成，上述的選擇性太陽能附著在金屬平板上，其特征在于：所述的涂層在金屬平板上附著的次序依次為底層-氮化鋁復合層-氮化鋁復合層-三氧化二鋁(這個中的第二層鋁與N₂等反應氣體之后，是否生成新的氮化鋁復合物質)

所述的底層為不銹鋼、鉬或者鎳中的一種。

所述的底層-氮化鋁復合層-氮化鋁復合層-三氧化二鋁的厚度為80nm-120nm。

所述的底層-氮化鋁復合層-氮化鋁復合層-三氧化二鋁各層的厚度為，底層15nm-25nm；氮化鋁復合層25nm-35nm；氮化鋁復合層25nm-35nm；三氧化二鋁15nm-25nm。

所述的底層-氮化鋁復合層-氮化鋁復合層-三氧化二鋁各層的最佳厚度為，底層20nm；氮化鋁復合層30nm；氮化鋁復合層30nm；三氧化二鋁20nm。

所述的氮化鋁復合層涂層在進行發應濺射時需要在真空室中加入氮氣，氮氣的加入量為20sccm-40sccm帕。

所述的不銹鋼為用SUS304不銹鋼。