[实用新型]多层复合太阳能选择性吸收镀层

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种多层复合太阳能选择性吸收镀层，属于太阳能光热转换技术领域。

背景技术

太阳能光热转换技术，诸如设置在玻璃基体例如玻璃管外表面的太阳能吸收镀(涂)层，用以有效吸收入射的太阳光辐射能，并将其转换为热能，提升存在于玻璃基体管内介质的温度。

当前的太阳能光热利用的多数研究成果，大多是≤100℃的低温应用性成果，如太阳能热水器，太阳能烘干器和太阳能采暖房等等。应用于工作温度＞200℃的太阳能吸收镀层，由于镀层之间和介质的扩散作用加强，所述镀层结构受到破坏，使镀层整体性能发生变化，而严重影响其镀层的吸收率和发射率及其使用寿命。

因而，提供一种中高温太阳能吸收层，是目前太阳能光热利用前沿的研究课题。要求其能耐＞200℃的高温，并能长期稳定工作，在太阳能光谱较大范围内(波长0.3～2.5um)具有较高的吸收比。同时在红外光谱范围内(波长2.5～10um)保持较低的热发射比。

目前国内应用较广的是诸如中国专利85100142、“溅射太阳能选择性吸收涂层”所公开的Al-AlN渐变膜，这种膜系及其制备工艺方法的优点是，采用Al单靶直流磁控溅射技术，设备简单，生产成本较低，膜层吸收率较高，对在低温范围使用全玻璃真空管比较合适；但对于中温及高温使用，由于其红外发射率随温度上升而明显升高，长期使用后会造成涂(镀)膜层结构不稳定，而造成集热器热损增大，热效率明显下降，影响真空集热管的集热效率和使用寿命。

而已有的应用于太阳能光热转换的太阳能选择性吸收镀层，多为两层或三层吸收层的干涉膜结构，因其膜层之间金属成分的配比不同，而发生相互干涉，实现了比上述渐变膜更高的吸收比和更低的发射比，耐高温性能也有较大的提高，但由于普遍采用Al-AlN或SS-AlN或Al₂O₃-Mo-Al₂O₃(AMA)等结构，而对于热扩散作用的影响仍然较大。为此，研发一种较小热扩散的太阳能吸收镀(涂)层，就显然非常必要。

发明内容

本实用新型旨在提供一种热扩散相上对较小的，使用状态下结构相对比较稳定的，使用寿命较长的多层复合太阳能选择性吸收镀(涂)层，以克服已有技术的不足。

本实用新型实现其目的的技术方案是：

一种多层复合太阳能选择性吸收镀层，包括设置在透明玻璃基底表面由内而外依次布置的红外反射层，阻热扩散层、吸收层，其创新点在于，所述红外反射层是金属铝红外反射层；所述阻热扩散层是TiN氮化钛阻热扩散层；所述吸收层是TiNxOy氮氧化钛选择性吸收层。

由以上所给出的技术方案可以明了，本实用新型由于采用了红外反射层和阻热扩散层双层阻热扩散复合结构，无疑有效提高了其对抗热扩散的作用，再加上在所述阻热扩散层的表面，所设置的吸收层是具有很高吸收率的TiNxOy选择性吸收层，因此其吸收率可达≥95％，而发射率可达≤6％。且由于其所述三层复合结构之间，除了最低层为金属铝之外，其它两层均为Ti的氮(氮氧)化物，因而两者的热干涉作用很小，以致本发明镀层的结构稳定，适用于中温或高温条件下长期工作，从而实现了本实用新型的目的。

本实用新型，并不排除所述红外反射层是金属铜层。这是由于金属铜和铝的热反射能力都是很好的。

本实用新型的进一步创新点在于：

还包括减反射保护层；所述减反射保护层，是设置在所述吸收层表面的Al₂O₃三氧化二铝减反射保护层。这一技术方案，由于在吸收层表面设置了减反射保护层，而进一步降低了本实用新型选择性吸收层的反射率，同时有效保护了本实用新型的耐高温和耐侯安全性能，进一步提高了本实用新型的使用寿命。

所述TiNxOy氮氧化钛选择性吸收层，是TiN_0.7～1.0O_1.0～1.4氮氧化钛选择性吸收层，这一技术方案，对于太阳能吸收率的提高，起着特别积极的正面影响。但不局限于此。这是因为所述TiNxOy在其其它氮氧含量条件下，其吸收率仍可达到92％。

所述金属铝红外反射层的厚度，在100～150nm范围内。

所述阻热扩散层的厚度在5～10nm范围内。

所述TiNxOy氮氧化钛选择性吸收层的厚度，在150～200nm范围内。

所述Al₂O₃减反射保护层的厚度，在70～100nm范围内。