[發明專利]一種耐高溫太陽能選擇性吸收涂層及其制備方法

有效

• 申請號: 201810570793.9
• 申請日: 2018-06-05
• 公開（公告）號: CN108468033B
• 公開（公告）日: 2023-08-22
• 發明（設計）人: 楊勇;姚婷婷;金克武;李剛;沈洪雪;彭賽奧;王天齊;楊揚;金良茂;馬立云
• 申請（專利權）人: 中建材玻璃新材料研究院集團有限公司
• 主分類號: C23C14/35
• 分類號: C23C14/35;C23C14/16;C23C14/06;C23C14/08;C23C14/10;F24S70/225;F24S70/30
• 代理公司: 安徽省蚌埠博源專利商標事務所(普通合伙) 34113
• 代理人: 楊晉弘

1.一種耐高溫太陽能選擇性吸收涂層，包括現有金屬基底，其特征在于：在金屬基底上，從下到上還分別有三層：高紅外反射層、吸收層和減反射層；

所述高紅外反射層為Ti涂層，厚度為20-40nm；

所述吸收層自下而上依次包括高折射率吸收層TiCrN膜和低折射率吸收層TiCrNxOy膜，其中TiCrN膜的厚度為70-100nm，TiCrNxOy膜的厚度為80-100nm；所述減反射層自下而上依次包括Cr₂O₃膜和SiO₂膜，其中Cr₂O₃膜的厚度為10-20nm，SiO₂膜的厚度為20-30nm；

在300-2500nm范圍內，TiCrN膜的折射率為2.66-3.53，TiCrNxOy膜折射率為1.76-2.44；在300-2500nm范圍內，TiCrN膜的消光系數為0.65-3.57，TiCrNxOy膜的消光系數為0.05-1.34；

所述選擇性吸收涂層的中高溫200℃?-400℃發射率ε＜4％，吸收率α＞90％。

2.一種耐高溫太陽能選擇性吸收涂層制備方法，采用磁控濺射法為鍍膜方法，其特征在于包括以下步驟：

a.選擇厚度為0.15-10mm的鋁、銅或不銹鋼基片材料；

b.選用靶材為鋁靶、金靶、銀靶或鎳靶，工作氣體為惰性氣體氬氣（Ar），控制脈沖直流電源濺射功率為2000-3000w，工作氣壓為2.2-2.5mTorr，工作氣體Ar流量為150-200sccm，控制步驟a中基片傳輸速率為0.5～1.6m/min，基片在靶下往返運動10-15次，即可得涂覆有高紅外反射層的基片；

c.選用靶材為鈦鉻合金靶，工作氣體為惰性氣體氬氣（Ar）、氮氣和氧氣,控制脈沖直流電源濺射功率為2000-3000w，工作氣壓為2.2-2.6mTorr，工作氣體Ar流量為150-200sccm，反應氣體N₂流量為10-40sccm，控制步驟b制得的基片傳輸速率為0.5～1.6m/min，基片在靶下往返運動20-40次，可得涂覆有高折射率吸收層TiCrN膜的基片；

d.控制脈沖直流電源濺射功率為2000-3000w，工作氣壓為2.2-2.6mTorr，工作氣體Ar流量為150-200sccm，反應氣體N₂流量為10-40sccm，反應氣體O₂流量為5-15sccm，步驟c制得的基片傳輸速率為0.5～1.6m/min，基片在靶下往返運動15-25次，可得涂覆有低折射率吸收層TiCrNxOy膜的基片；

e.選用靶材為硅靶和鉻靶，工作氣體為惰性氣體氬氣（Ar）和氧氣,控制脈沖直流電源濺射功率為2000-3000w，工作氣壓為2.2-2.5mTorr，工作氣體Ar流量為150-200sccm，反應氣體O₂流量為5-15sccm，步驟d制得的基片傳輸速率為0.5～1.6m/min，基片在靶下往返運動10-20次，可制得涂覆反射層Cr₂O₃的基片；

f.控制射頻電源濺射功率為2000-3000w，工作氣壓為4.0-6.0mTorr，?工作氣體流量為150-200sccm，反應氣體O₂流量為30-45sccm，步驟e制得的基片傳輸速率為0.5～1.6m/min，基片在靶下往返運動10-20次，可制得涂覆反射層SiO₂的基片即得到一種耐高溫太陽能選擇性吸收涂層；

在300-2500nm范圍內，TiCrN膜的折射率為2.66-3.53，TiCrNxOy膜折射率為1.76-2.44；在300-2500nm范圍內，TiCrN膜的消光系數為0.65-3.57，TiCrNxOy膜的消光系數為0.05-1.34；

所述選擇性吸收涂層的中高溫200℃?-400℃發射率ε＜4％，吸收率α＞90％。