[发明专利]太阳光谱选择性吸收涂层及其制备方法以及应用

权利要求书

1.一种太阳光谱选择性吸收涂层，其特征在于，依次包括：基底层、红外反射层、吸收层和减反层；所述的吸收层由三层渐变太阳光谱吸收层组成，依次为外吸收层、中吸收层和内吸收层，所述内吸收层的材质为TiN_x1O_y1(1.10＞x1＞0.90,0.70＞y1＞0.50)，所述中吸收层的材质为TiN_x2O_y2(0.80＞x2＞0.70,1.15＞y2＞1.05)，所述外吸收层的材质为TiN_x3O_y3(0.55＞x3＞0.45,1.30＞y3＞1.10)。

2.根据权利要求1所述的太阳光谱选择性吸收层，其特征在于，其中所述的外吸收层的厚度为10nm-50nm，中吸收层的厚度为10nm-50nm，内吸收层的厚度为20nm-50nm。

3.一种太阳光谱选择性吸收涂层的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1，采用Al、Cu或玻璃作为基底层材料，将基底层材料置于真空清洗室中，通入一定量的氩气，进行射频氩离子清洗；

步骤2，采用磁控溅射铝靶、铜靶或银靶在上述的基底层上制备红外反射层；

步骤3，在通入氩气和氮气的条件下，将上述的红外反射层置于钛靶下，采用磁控溅射法在上述的红外反射层上制备内吸收层；最后通入一定量的氧气，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；然后增加氧气流量，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；

步骤4，将步骤3得到的产品置于硅靶前，通入氩气和氧气，采用反应磁控溅射法在上述外吸收层上制备氧化硅层作为减反层。

4.根据权利要求3所述方法制备的太阳光谱选择性吸收涂层，其特征在于，所述的基底层的厚度为0.2-10mm；所述的红外反射层的厚度为90-500nm；所述的内吸收层、中吸收层和外吸收层的总厚度为40-150nm，所述的减反层的厚度为80-100nm。

5.根据权利要求3所述方法制备的太阳光谱选择性吸收涂层，其特征在于，所述内吸收层的材质为TiN_x1O_y1，在波长为400nm-600nm范围内，折射率处于1.9-2.5之间，消光系数处于0.6-1.2之间；在波长为900nm-1100nm范围内，折射率处于2.2-2.8，消光系数处于2.1-2.5；在波长为2000nm-2300nm范围内，折射率处于3.8-4.1，消光系数处于2.8-3.0。

6.根据权利要求3所述方法制备的太阳光谱选择性吸收涂层，其特征在于，所述中吸收层的材质为TiN_x2O_y2，在波长为400nm-600nm范围内，折射率处于2.0-2.4之间，消光系数处于0.5-0.9之间；在波长处于900nm-1100nm范围内，折射率处于2.7-3.1，消光系数处于至1.3-1.5；在波长为2000nm-2300nm范围内，折射率处于3.6-3.8，消光系数处于1.0-1.2。

7.根据权利要求3所述方法制备的太阳光谱选择性吸收涂层，其特征在于，所述外吸收层的材质为TiN_x3O_y3，在波长为400nm-600nm范围内，折射率处于2.2-2.5之间，消光系数处于0.3-0.5之间；此类材料在波长为900nm-1100nm范围内，折射率处于2.6-2.9，消光系数为0.4-0.6；在波长为2000nm-2300nm范围内，折射率处于2.8-3.0，消光系数处于0.2-0.3。

8.一种太阳能集热器，其特征在于，包括权利要求1或2所述的太阳光谱选择性吸收涂层。

9.权利要求1或2所述的太阳光谱选择性吸收涂层在太阳能集热器中的应用。