[实用新型]一种真空玻璃集热管溅射太阳光谱选择性吸收涂层

说明书

技术领域

本实用新型属于太阳能热利用的技术领域，特别是涉及一种真空玻璃集热管溅射太阳光谱选择性吸收涂层。

背景技术

真空玻璃集热管溅射太阳光谱选择性吸收涂层是高效利用太阳能的光热转换材料，可以广泛用于真空玻璃集热管或平板的太阳集热器中。

该涂层是在集热管的内管或金属翅片的外表面由内向外依次分布，相互附着在一起的反射层、吸收层、及减反层组成。反射层由溅射的金属层构成；当内管或平板本体采用对红外波具有高反射的金属材料制作时，它可以由本体的外表面直接构成，吸收层由金属粒子与非金属粒子组成的介电质层构成，减反层由非金属或金属粒子与非金属粒子组成的介电质层构成。其结构形式可用通式：减反层／吸收层／反射层表示。

在太阳能热利用技术领域中，现有的溅射太阳光谱选择性吸收涂层，如：用单阴极磁控溅射镀膜设备镀制的铝氮／铝（中国发明专利CN8510014）、铝氮氧／铝（中国发明专利CN1056199A、中国发明专利公开号CN1323858A）；用三阴极镀膜设备镀制的铝氮／不锈钢—铝氮／铜（中国发明专利公开号CN1159553A）。它们的吸收层是由两层或者多层的渐变层构成，由内向外的金属性逐渐降低，介电性逐渐增高，在表面都有一层由铝氮或者铝氮氧构成的高介电性的减反层，即由金属层到表面的介电质层,一般称这类涂层的结构为MD结构。它们的主要缺点是镀膜时的沉积时间长，生产效率低,，因此膜层质量不易保证，耗电、耗气多。

中国发明专利（CN1108749A）；“真空”杂志，2001，6，p29,是用单阴极磁控溅射镀膜设备镀制的碳／铝氮／铝膜（ｄ-C:H／AlN／Al），也属于MD结构。由于采用了ｄ-C:H做减反层而明显地缩短了镀膜时间，但是多用了一种碳氢化合物的反应溅射气体，因此有一定的安全问题，且对设备有污染，影响抽真空的速度，增加了设备清理残留膜的次数。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种沉积率高、结构简单、不用碳氢化合物反应溅射气体，仍然生产效率高、光学和热学性能好的溅射太阳光谱选择性吸收涂层。

本实用新型的技术方案是这样的：一种真空玻璃集热管溅射太阳光谱选择性吸收涂层，由自内向外的反射层、吸收层、及减反层组成，反射层由低发射率的金属层构成，其特征是吸收层是由沉积在反射层上的介电质层D及其外面的金属富集的介电质层M构成，减反层由外表面的介电质层D构成，即DMD结构。

吸收层中沉积在反射层上的介电质层、金属富集的介电质层中的介电质，及减反层的介电质层，在同一个选择性吸收涂层中是同一种成分，所述介电质是铝金属介电质，该铝金属介电质为铝氮或铝氮氧，铝金属为纯铝或合金铝。

本实用新型所述一种真空玻璃集热管溅射太阳光谱选择性吸收涂层，根据磁控溅射镀膜设备的阴极数量和种类不同，可制作出以下特征的太阳光谱选择性吸收涂层：

1.金属富集的介电质层M是由单独的铝金属介电质的层构成，用铝单阴极的镀膜设备生产：

（1）铝氮1/ 铝氮2/ 铝氮1/ 铝  即：(AlN)1／(AlN)2／(AlN)1／Al。

（2）铝氮氧1/ 铝氮氧2/ 铝氮氧1/ 铝  即：  (AlNO)1／(AlNO)2／(AlNO)1／Al。

这种单一金属制得的涂层结构最简单，生产效率最高，成本最低，且能保持涂层的光学和热学性能。

2．金属富集的介电质层M是由不锈钢与铝金属介电质形成的层构成，用铜、不锈钢和铝三阴极的镀膜设备生产：

（1）铝氮1/ 不锈钢—铝氮2/ 铝氮1/ 铜  即：  (AlN)1／SS—(AlN)2／(AlN)1／Cu。

（2）铝氮氧1/不锈钢—铝氮氧2 /铝氮氧1/ 铜  即：  (AlNO)1／SS—(AlNO)2／(AlNO)1／Cu。

该新的结构涂层，使其生产效率提高，产品成本降低。

上述不同溅射太阳光谱选择性吸收涂层，其中(AlN)1和 (AlNO)1是吸收层中沉积在反射层上的介电质层及减反层的介电质层；(AlN)2和AlNO)2是金属富集的介电质层中的介电质。本实用新型上述不同溅射阴极的磁控溅射镀膜设备，是直流磁控溅射镀膜的设备，也适用于交流磁控溅射镀膜的设备。