[发明专利]暗绿色太阳能光谱选择性吸收涂层及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能光热利用技术领域，特别是一种暗绿色太阳能光谱选择性吸收涂层及其制备方法和应用。

背景技术

氮化铝中掺杂Al、不锈钢等金属作为太阳光谱选择性吸收材料已被广泛应用于真空管式太阳能集热器中，为中低温下使用的太阳能集热器的发展做出了巨大的贡献。然而，此类吸收材料在大气中的热稳定性不佳，仅限于真空环境中使用。随着太阳能集热方式多元化的发展，平板式太阳能集热器的优势已逐步显现，被认为是未来建筑中采用的重要集热方式。平板式集热器中采用的太阳光谱选择性吸收涂层需直接面对大气，以往真空管式太阳能集热器中采用的材料体系不能应用其中，开发新型热稳定性强、成本低廉的吸热材料对平板式太阳能集热器的发展至关重要。

此外，现代建筑风格与外观结构更加多样，太阳能一体化建筑也成为发展趋势，如何使太阳能集热器在外观上更加适应建筑物的美观要求已越来越得到重视。然而，现阶段适用于平板式集热器的吸收材料颜色为蓝色，颜色较为单一，影响到建筑物的整体美观，不适应当前太阳能一体化建筑也成为发展趋势，其应用受到限制。如何在不牺牲涂层其它性能的基础上丰富涂层的颜色将有助于提升涂层产品的竞争力，并对推动太阳能集热器的发展也有重要的积极作用。

由此可见，上述现有的太阳能光谱选择性吸收涂层在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。本发明人积极加以研究创新，以期创设一种新颖的暗绿色太阳能光谱选择性吸收涂层，使其更具有实用性。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种对太阳光谱的高效吸收,热稳定性高的暗绿色太阳能光谱选择性吸收涂层。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：

暗绿色太阳能光谱选择性吸收涂层，包括：

基底层；

红外反射层，设于基底层的顶面；

吸收层，设于红外反射层的顶面，包括内吸收层、中吸收层和外吸收层，其中

内吸收层，设于红外反射层的顶面，由TiN_x1O_y1制成，1.10＞x1＞0.90,0.70＞y1＞0.50；

中吸收层，设于内吸收层的顶面，由TiN_x2O_y2制成，0.60＞x2＞0.50,1.30＞y2＞1.10；

外吸收层，设于中吸收层的顶面，由TiN_x3O_y3制成，0.50＞x3＞0.40,1.40＞y3＞1.30；

减反射层，设于吸收层的顶面。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

优选的，前述的吸收涂层，其中所述吸收层的厚度为30nm-130nm；其中内吸收层的厚度为10nm-30nm，中吸收层的厚度为10nm-50nm，外吸收层的厚度为10nm-50nm。

优选的，前述的吸收涂层，其中所述基底层由铝制成。

优选的，前述的吸收涂层，其中所述基底层的厚度为0.2-10mm。

优选的，前述的吸收涂层，其中所述的红外反射层的厚度为90-500nm。

优选的，前述的吸收涂层，其中所述减反射层的厚度为80-100nm。

优选的，前述的吸收涂层，其中所述减反射层的材质为二氧化硅。

本发明的另一目的为提供一种上述吸收涂层的制备方法，本发明方法具有工艺简单、易实现的特点。实现该目的技术方案如下：

上述任一种暗绿色太阳能光谱选择性吸收涂层的制备方法，包括如下步骤：

1）将基底层置于真空清洗室中，通入一定量的氩气，进行射频氩离子清洗；

2）在仅通入流量为50sccm氩气的条件下，以纯铝为靶材，采用磁控溅射法在上述清洗后的基底层上制备铝红外反射层；

3）将上述制得的红外反射层置于钛靶下，向真空室中通入流量为50sccm的氩气和8sccm的氮气，采用磁控溅射法在上述的红外反射层上制备内吸收层；然后通入流量为2-3sccm的氧气，继续以金属钛为靶材通过反应磁控溅射法在上述内吸收层上制备中吸收层；最后，将氩气和氮气分别增加至原来的两倍，并增加氧气流量至3-4sccm，继续以金属钛为靶材通过反应磁控溅射法在上述中吸收层上制备外吸收层；

4）将步骤3）得到的产品置于硅靶前，通入流量为50sccm氩气和15-30sccm的氧气，采用反应磁控溅射法在上述外吸收层上制备减反射层。