[发明专利]一种选择性太阳能吸收膜的连续制备方法

说明书

技术领域

本发明属于太阳能设备领域，尤其是涉及一种以磁控溅射技术连续大 规模制备太阳能光热转换的集热片选择性吸收复合膜层的方法。

背景技术

太阳能利用最直接有效的途径就是把太阳能转换成热能加以利用，而 太阳能集热器效率的高低主要由两个因素决定，一是集热器对太阳辐 射的吸收能力；二是集热器的散热损失程度。提高其效率的总的原则 是要尽可能地吸收太阳辐射能并尽量地减小热损失，而光谱选择性吸 收薄膜就是对太阳的短波辐射具有良好的吸收性能而本身只有少量热 辐射的表面，因而，使用太阳能光谱选择性吸收薄膜便是提高集热器 效率的最为有效的措施之一。要实现最佳的太阳能光热转换，所采用 的集热材料就必须满足以下两个条件：在太阳光谱范围内有尽量高的 吸收率；在热辐射波长范围内有尽可能低的辐射损失，即有尽可能低 的发射率。具备这一特性的涂层材料即被称为光谱选择性吸收涂层。 对于太阳能集热器，要获得满意的光热转换效率，高效的选择性吸收 材料是必要条件，是一个关键的技术环节。使用太阳能热水器是目前 解决我国能源与环境问题的一个积极有效的辅助手段。中国2003年的 太阳能吸热材料年产量已经突破1000万平方米／年，产值超过100亿元 人民币，其中三分之一左右是使用平板型太阳能吸热板芯，尤其是在 中国南方等省份，平板型热水器的使用占绝对优势，平板型热水器更 容易与建筑有机地结合起来，发展势头良好，具有很好的市场前景。 研究太阳能光谱选择性吸收薄膜一方面是为提高光热转换的效率，为 制造更好的太阳能集热器准备必要的条件，另一方面也制备色泽不同 的光谱选择性吸收薄膜，使之具有装饰效果，可以直接用于作为功 能建筑材料使用，从而与建筑有机地结合起来，这也是太阳能产业发 展的必然趋势。目前国内的涂层材料的制备方法主要有：喷涂、电化 学法（阳极氧化等）和磁控溅射法等。在国内磁控溅射制备工艺在玻 璃真空管选择性吸收涂层中已有较多应用。但在平板式集热器吸热涂 层的制备中，人们仍大量采用的是喷涂或电镀等方法。喷涂法具有成 本低、工艺简单的优点，但普遍存在涂层附着力差、易剥落、发射率 高等缺点，并与电化学法一样存在污染问题，采用磁控溅射法制备光 谱选择性吸收薄膜，则可以克服这些缺点，提高光热转换效率和涂层 使用寿命。同时磁控溅射工艺方法具有薄膜沉积速度快、膜层均匀致 密、便于大面积成膜和工艺环保等特点，在制备平板型太阳能集热器 板芯涂层时，有利于建设大规模卧式连续自动化生产线，提高生产效 率，进一步降低成本。但是在现有的技术中所采用的利用磁控溅射方 式生产选择性吸收膜层的方法，都是针对单个集热片材进行生产的， 所以其生产效率不高。在行业中至今没有出现可以对整卷的金属薄板 带材进行长时间不间断连续生产上述选择性太阳能吸收膜层的生产技 术。

发明内容

本发明的目的是提供一种针对整体金属薄板卷材，采用磁控溅射技术 进行长时间连续生产太阳能吸收膜层的工艺方法，该方法具有生产效 率高、产品质量稳定的优点。

为了达到上述的技术目的，本发明采用的技术解决方案包括以下技术 内容：一种选择性太阳能吸收膜的连续制备方法,该方法中主要包括基 材的预处理和真空镀制复合膜层，所使用的镀膜基材为金属薄板卷材 ，其特征在于：在所述的金属薄板卷材上进行镀制多层复合膜层的过 程是连续进行的，该金属薄板卷材在收卷设备和放卷设备进行放卷和 收卷的过程中，由设置在上述收卷设备和放卷之间的真空工艺室对通 过真空工艺室中的卷材进行多层复合膜层 的镀制过程，所述的与处理室和多个真空工艺室之间利用隔离装置进 行隔离，使连续金属薄板卷材在连续通过预处理室和多个真空工艺室 的过程中，各室之间形成相对独立且镀制条件不同的空间，具体工艺 过程包括：

（1） 在收卷装置和放卷装置上安放金属薄板卷材，并使上述的卷材 由预处理室和多个真空工艺室中通过；

（2）打开真空泵在上述的预处理室和多个真空工艺室中形成不同的工 艺真空条件：预处理室中真空度为10^-2帕，真空工艺室上下两个独立的 腔体中分别设置一台真空泵，且真空室上部腔体的真空度为0.1-0.9帕 ，下部腔体中真空度为10^-2-10^-3帕；

同时运行将金属薄板带材通过收卷装置带动依次通过预处理室和多个 真空工艺室；