[实用新型]一种区域表面等离子体增强超薄宽带复合吸收膜

说明书

本实用新型公开了一种区域表面等离子体增强超薄宽带复合吸收膜，由上而下依次为Ag+SiO₂纳米层、SiO₂纳米层、Ag纳米层和Si纳米层，其中，所述Ag+SiO₂纳米层中，Ag纳米颗粒随机嵌入电介质SiO₂纳米膜层中，在电介质SiO₂纳米膜层中形成蜂窝状孔隙结构，且孔隙直径为50~100nm，孔隙间距为100~200nm，所述Si纳米层由共聚焦孪生Si靶通过中频电源溅射镀覆在不锈钢基底表面上，形成中频孪生溅射形态。本实用新型利用表面等离子光子学的原理，通过将超薄吸收膜内的强干涉与局部表面等离激元共振结合起来，利用表面特殊的纳米结构可导致局域光电场显著增强，产生奇异的光学特性，在300‑800nm波长范围内吸收率接近100%。

技术领域

本实用新型涉及一种区域表面等离子体增强超薄宽带复合吸收膜，属于光热领域。

背景技术

传统的基于金属陶瓷的选择性太阳能吸收膜因其优异的光吸收性能对正在蓬勃发展的太阳能热发电行业起了至关重要的作用，典型的金属陶瓷吸收膜如Mo-Al₂O₃，W-Al₂O₃等正在被使用于槽式太阳能光热电站的集热管。但是，作为集热管内管的不锈钢管对于太阳光为选择性吸收，在吸热的同时由于光的反射而散热，造成一定的热损失，虽然现有的金属陶瓷吸收膜如Mo-Al₂O₃，W-Al₂O₃由于太阳光的吸收，但是并不能减弱光的反射，从而不能有效减少热损失，一般的金属陶瓷吸收膜如Mo-Al₂O₃，W-Al₂O₃的太阳光吸收率为96%，但是反射率达到13%，影响了太阳光的吸收效率，而且传统的金属陶瓷薄膜较厚，涂覆成本较高，因此造成了一定的资源浪费和生产成本。

实用新型内容

为了克服传统金属陶瓷薄膜的不足，本实用新型提出一种区域表面等离子体增强超薄宽带复合吸收膜，利用表面等离子光子学的原理，通过将超薄吸收膜内的强干涉与局部表面等离激元共振结合起来，利用表面特殊的纳米结构可导致局域光电场显著增强，产生奇异的光学特性，在300-800nm波长范围内吸收率接近100%。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种区域表面等离子体增强超薄宽带复合吸收膜，由上而下依次为Ag+SiO₂纳米层、SiO₂纳米层、Ag纳米层和Si纳米层，其中，所述Ag+SiO₂纳米层中，Ag纳米颗粒随机嵌入电介质SiO₂纳米膜层中，在电介质SiO₂纳米膜层中形成蜂窝状孔隙结构，且孔隙直径为50~100nm，各孔隙间间距为100~200nm，所述Si纳米层由共聚焦孪生Si靶通过中频电源溅射镀覆在不锈钢基底表面上，形成中频孪生溅射形态。

优选地，所述Ag+SiO₂纳米层由Ag靶和SiO₂靶分别通过直流电源和射频电源同时共溅射镀覆在SiO₂纳米层表面，且所述Ag+SiO₂纳米层厚度为10~40nm。

优选地，所述SiO₂纳米层由SiO₂靶通过射频电源溅射镀覆在Ag纳米层表面，且所述SiO₂纳米层的厚度为10~30nm。

优选地，所述Ag纳米层由Ag靶通过直流电源溅射镀覆在Si纳米层表面上，且所述Ag纳米层的厚度为70~110nm。

优选地，所述Si纳米层的厚度为150~200nm。