[发明专利]中高温太阳能选择性吸收镀层的膜系结构及其制备方法

权利要求书

1.一种中高温太阳能选择性吸收镀层的膜系结构，包括基底（1），其特征在于，在基底（1）的表面有与基底（1）互为一体的离子刻蚀层（2），在离子刻蚀层（2）的表面，由内之外依次有铝红外反射膜层（3），氮化钛热扩散阻挡膜层（4），高金属含量的氮氧化钛选择性吸收膜层（5），低金属含量的氮氧化钛选择性吸收膜层（6），四氮化三硅减反射膜层（7），和二氧化硅减反射膜层（8）。

2.根据权利要求1所述的膜系结构，其特征在于，所述的基底（1），是不锈钢或铜或铝金属基底，或者是玻璃基底。

3.根据权利要求1所述的膜系结构，其特征在于，所述铝红外反射膜层（3）的厚度在85~95nm范围内，氮化钛热扩散阻挡膜层的厚度在15~25nm范围内，高金属含量的氮氧化钛选择性吸收膜层（5）的厚度在55~65nm范围内，低金属含量的氮氧化钛选择性吸收膜层（6）的厚度在50~60nm范围内，四氮化三硅减反射膜层（7）的厚度在60~70nm范围内，二氧化硅减反射膜层（8）的厚度在85~95nm范围内。

4.一种制备如权利要求1所述的基底是金属基底的膜系结构的方法，以金属基底（1）为出发料，以中频真空磁控溅射镀膜机为加工设备，其特征在于，其制备方法的步骤依次是：

一，金属基底（1）的前处理：

金属基底（1）经碱酸清洁处理后，采用化学方法，使金属基底（1）表面形成粗糙度，然后再经烘干后放置在所述镀膜机的真空室内，在200℃下，保温8~12min；接着在真空室的本底真空度在5.5~6.0E^-3范围内的工况下，用线性离子源对金属基底（1）表面实施离子轰击刻蚀，形成离子刻蚀层（2）；

二，膜层的镀制，依次是：

（a），镀制铝红外反射膜层（3）

采用铝靶直流阴极溅射方式，在离子刻蚀层（2）表面，镀制铝红外反射层（3）

其工艺策略是，本底真空度＜6.0E^-3，通入真空室的氩气流量在135~145sccm范围内，工艺压强在2.6~3.0E^-1范围内，直流电源的溅射电压在480~500v范围内，电流在40~45A范围内，实施铝红外反射膜层（3）的镀制，直至达到其所需的设计厚度；

（b），镀制氮化钛热扩散阻挡膜层（4）

采用孪生钛靶中频反应溅射，在铝红外反射膜层（3）表面，镀制氮化钛热扩散阻挡膜层（4）；

其工艺策略是，通入真空室的氩气流量在155~165sccm范围内，氮气流量在55~65sccm范围内，工艺压强在2.8~3.2E^-1范围内，中频电源溅射电压在580~590V范围内，电流在55~60A范围内，实施氮化钛热扩散阻挡膜层（4）的镀制，直至达到其所需的设计厚度；

（c），镀制高金属含量的氮氧化钛选择性吸收膜层（5）

采用孪生钛靶中频反应溅射，在氮化钛热扩散阻挡膜层（4）表面，镀制高金属含量的氮氧化钛选择性吸收膜层（5）；

其工艺策略是：通入真空室的氩气流量在135~145sccm范围内，氮气流量在35~45sccm范围内，氧气流量在8~12sccm范围内，工艺真空度在3.2~3.3E^-1范围内；中频电源溅射电压在580~590V范围内，电流在54~56A范围内；且在溅射过程中，对溅射反应实施监控，使溅射反应处于金属态和中毒态之间接近中毒态的迟滞回线过渡阶段，实施高金属含量的氮氧化钛选择性吸收膜层（5）的镀制，直至达到其所需的设计厚度；

（d）镀制低金属含量的氮氧化钛选择性吸收膜层（6）；

采用孪生钛靶中频反应溅射，在高金属含量的氮氧化钛选择性吸收膜层（5）的表面，镀制低金属含量的氮氧化钛选择性吸收膜层（6）；

其工艺策略是，通入真空室的氩气流量在135~145sccm范围内，氮气流量在60~70sccm范围内，氧气流量在12~18sccm范围内，工艺压强在3.8~4.0E^-1范围内；中频电源溅射电压在540~550V范围内，电流在35~38A范围内；且在溅射过程中，对溅射反应实施监控，使溅射反应处于金属态和中毒态之间接近中毒态的迟滞回线的过渡阶段，实施低金属含量的氮氧化钛选择性吸收膜层（6）的镀制，直至达到其所需的设计厚度；

（e）镀制四氮化三硅减反射膜层（7）

采用孪生硅靶中频反应溅射，在低金属含量的氮氧化钛选择性吸收膜层（6）表面，镀制四氮化三硅减反射膜层（7）；

其工艺策略是，通入真空室的氩气流量在125~135sccm范围内，氮气流量在30~40sccm范围内，中频电源溅射电压在580~600V范围内，电流在29~32A范围内；实施四氮化三硅减反射膜层（7）的镀制，直至达到其所需设计厚度；

（f）镀制二氧化硅减反射膜层（8）

采用孪生硅靶中频反应溅射，在四氮化三硅减反射膜层（7）的表面，镀制二氧化硅减反射膜层（8）；

其工艺策略是，通入真空室的氩气流量在125~135sccm范围内，氧气流量在35~45sccm范围内，中频电源溅射电压在540~550V范围内，电流在24~26A范围内；实施二氧化硅减反射膜层（8）的镀制，直至达到其所需的设计厚度。

5.根据权利要求4所述的膜系机构的制备方法，其特征在于，所述铝靶、钛靶和硅靶三种靶材，均是空心圆柱靶；靶材内磁芯磁场布置为非平衡磁场的定向溅射；且靶心固定，靶体转动，工作磁场面向金属基底（1），所述三种靶材与金属基底（1）之间的距离，保持在8~12cm范围内。