[發(fā)明專利]一種耐高溫太陽(yáng)能選擇性吸收涂層及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810570793.9
• 申請(qǐng)日: 2018-06-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108468033B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-08-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊勇;姚婷婷;金克武;李剛;沈洪雪;彭賽奧;王天齊;楊揚(yáng);金良茂;馬立云
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中建材玻璃新材料研究院集團(tuán)有限公司
• 主分類號(hào): C23C14/35
• 分類號(hào): 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(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 34113
• 代理人: 楊晉弘

本發(fā)明涉及一種耐高溫太陽(yáng)能選擇性吸收涂層及其制備方法，包括現(xiàn)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Al、Au、Ag、Ti、Cr、Ni任一種金屬的涂層；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；減反射層自下而上依次包括Crsubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;膜和SiOsubgt;2/subgt;膜，采用磁控濺射法進(jìn)行鍍膜。本發(fā)明的有益效果：1.本發(fā)明制得的涂層，具有吸收效率高、發(fā)射率低、熱穩(wěn)定性好的特點(diǎn)；2.太陽(yáng)光譜吸收率α與發(fā)射率ε(T)之比高，適合350℃以上的高溫應(yīng)用；3.制作工藝簡(jiǎn)便。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬太陽(yáng)能光熱轉(zhuǎn)換利用技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種耐高溫太陽(yáng)能選擇性吸收涂層及其制備方法。

背景技術(shù)

太陽(yáng)能選擇性吸收涂層是在可見(jiàn)-近紅外波段（300-2500nm）具有高吸收率，在紅外波段（2500-20000nm）具有低發(fā)射率的功能薄膜，是用于太陽(yáng)能集熱器，提高光熱轉(zhuǎn)換效率的關(guān)鍵。太陽(yáng)能選擇性吸收涂層通常由復(fù)合材料構(gòu)成，通常該復(fù)合材料是在以金屬為基底的承載上涂覆至少一個(gè)吸收層，且在吸收層上具有一個(gè)或多個(gè)減反射層。

隨著太陽(yáng)能熱利用需求和技術(shù)的不斷發(fā)展，太陽(yáng)能集熱器的應(yīng)用范圍從低溫應(yīng)用(≤100℃)向中溫應(yīng)用(100℃-350℃)?和高溫應(yīng)用(≥350℃)發(fā)展，以不斷滿足海水淡化、太陽(yáng)能發(fā)電等中高溫應(yīng)用領(lǐng)域的使用要求。對(duì)于太陽(yáng)能集熱器使用的太陽(yáng)能選擇性吸收涂層也要求具備高溫?zé)岱€(wěn)定性，適應(yīng)中高溫環(huán)境的服役條件。

為了提高中高溫服役條件下選擇性吸收涂層的熱穩(wěn)定性，Mo-Al₂O₃/Cu、SS-AlN/SS等材料體系得到了研究和發(fā)展，采用了雙靶或多靶金屬陶瓷共濺射技術(shù)，其中Mo-Al₂O₃/Cu體系的特點(diǎn)是Mo-Al₂O₃吸收層具有成分漸變的多亞層結(jié)構(gòu)，?SS-AlN/SS體系的特點(diǎn)是吸收層采用了干涉膜結(jié)構(gòu)，使熱穩(wěn)定性提高。以上兩種材料體系雖在中高溫環(huán)境中熱穩(wěn)定性有所提升，但熱效率比依然不高，同時(shí)雙靶或多靶共濺射工藝沉積速率低，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，工藝復(fù)雜，成本高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決Mo-Al₂O₃/Cu、SS-AlN/SS材料體系熱效率比不高且工藝沉積速率低的問(wèn)題，提供一種耐高溫太陽(yáng)能選擇性吸收涂層及其制備方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種耐高溫太陽(yáng)能選擇性吸收涂層，包括現(xiàn)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Al、Au、Ag、Ti、Cr、Ni任一種金屬的涂層，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。

其中，在300-2500nm范圍內(nèi)，所述TiCrN膜的折射率為2.66-3.53，所述TiCrNxOy膜折射率為1.76-2.44；在300-2500nm范圍內(nèi)，所述TiCrN膜的消光系數(shù)為0.65-3.57，所述TiCrNxOy膜的消光系數(shù)為0.05-1.34。

一種耐高溫太陽(yáng)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：