[發明專利]一種中低溫太陽能選擇吸收薄膜及其制備方法

有效

• 申請號: 201210098042.4
• 申請日: 2012-04-06
• 公開（公告）號: CN102620456A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發明（設計）人: 劉志敏;曹鴻濤;吳亮;梁凌燕;孫喜蓮
• 申請（專利權）人: 中國科學院寧波材料技術與工程研究所
• 主分類號: F24J2/48
• 分類號: F24J2/48;C23C14/35;C23C14/06;C23C14/08;C23C14/14;B32B9/04;B32B15/00
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 劉誠午

1.一種中低溫太陽能選擇吸收薄膜，其特征在于，該薄膜主要包括依次沉積在具有紅外反射功能的襯底上的擴散阻擋層、吸收層和減反射層；或者主要包括依次沉積在襯底上的紅外反射層、擴散阻擋層、吸收層和減反射層。

2.根據權利要求1所述的中低溫太陽能選擇吸收薄膜，其特征在于，所述的具有紅外反射功能的襯底的材料為Cu；

所述的紅外反射層的成分為Cu、Mo或Ag；

所述的擴散阻擋層的成分為鉻-氮復合成分；

所述的吸收層由鉻單質-氧化鉻多元相、鉻單質-氮氧化鉻多元相中的一種或兩種組成；

所述的減反射層為SiO₂陶瓷薄膜。

3.根據權利要求1或2所述的中低溫太陽能選擇吸收薄膜，其特征在于，所述的擴散阻擋層的成分為CrN_x，其中0.5≤x≤1。

4.根據權利要求1或2所述的中低溫太陽能選擇吸收薄膜，其特征在于，所述的吸收層為由上涂層和下涂層組成的雙層復合吸收涂層；

所述的下涂層沉積在擴散阻擋層上，由Cr-CrO_mN_n多元相組成，其中Cr單質體積分數為30％-50％，0＜m≤1.5，0≤n＜1；

所述的上涂層沉積在下涂層上，由Cr-CrO_yN_z多元相組成，其中Cr單質體積分數為10％-30％，0＜y≤1.5，0≤z＜1；

y值與m值相同或不同，和/或z值與n值相同或不同。

5.根據權利要求4所述的中低溫太陽能選擇吸收薄膜，其特征在于，y值與m值不同和/或z值與n值不同。

6.根據權利要求1或2所述的中低溫太陽能選擇吸收薄膜，其特征在于，所述的紅外反射層的厚度為100nm-200nm；所述的擴散阻擋層的厚度為30nm-50nm；所述的吸收層的厚度為40nm-100nm；所述的減反射層的厚度為80nm-120nm。

7.根據權利要求1至6任一項所述的中低溫太陽能選擇吸收薄膜的制備方法，包括步驟：

(a)基片的預處理：將具有紅外反射功能的襯底依次以去污劑、去離子水、丙酮和酒精超聲清洗處理，并進行烘烤除氣及等離子體清洗處理，得到預處理后的基片；

(b)擴散阻擋層的制備：使用Cr靶，在真空腔體中通入氬氣和氮氣，利用反應磁控濺射方法于15℃-35℃在預處理后的基片上制備鉻-氮復合成分的擴散阻擋層，制備過程中需施加襯底負偏壓；

(c)吸收層的制備：使用Cr靶，在真空腔體中通入氬氣、氮氣和氧氣，利用反應磁控濺射方法于15℃-35℃在擴散阻擋層上制備由鉻單質-氧化鉻多元相、鉻單質-氮氧化鉻多元相中的一種或兩種組成的吸收層，制備過程中需施加襯底負偏壓；

(d)減反射層的制備：使用Si靶反應濺射、SiO₂陶瓷靶材中頻濺射或SiO₂陶瓷靶材射頻濺射方法，在吸收層上于15℃-35℃沉積SiO₂減反射層，完成中低溫太陽能選擇吸收薄膜的制備；

或者，包括步驟：

(1)基片的預處理：將襯底依次以去污劑、去離子水、丙酮和酒精超聲清洗處理，并進行烘烤除氣及等離子體清洗處理，得到預處理后的基片；

(2)紅外反射層的制備：選取Cu、Mo或Ag金屬靶材，在真空腔體中通入氬氣，采用直流磁控濺射方法于15℃-35℃在預處理后的基片上制備金屬紅外反射層，制備過程中需施加襯底負偏壓；

(3)擴散阻擋層的制備：使用Cr靶，在真空腔體中通入氬氣和氮氣，利用反應磁控濺射方法于15℃-35℃在紅外反射層上制備鉻-氮復合成分的擴散阻擋層，制備過程中需施加襯底負偏壓；

(4)吸收層的制備：使用Cr靶，在真空腔體中通入氬氣、氮氣和氧氣，利用反應磁控濺射方法于15℃-35℃在擴散阻擋層上制備由鉻單質-氧化鉻多元相、鉻單質-氮氧化鉻多元相中的一種或兩種組成的吸收層，制備過程中需施加襯底負偏壓；

(5)減反射層的制備：使用Si靶反應濺射、SiO₂陶瓷靶材中頻濺射或SiO₂陶瓷靶材射頻濺射方法，在吸收層上于15℃-35℃沉積SiO₂減反射層，完成中低溫太陽能選擇吸收薄膜的制備。