[发明专利]一种防扩散型高温太阳能选择性吸收涂层及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及槽式太阳能高温热发电技术领域，特别是涉及一种防扩散型高温太阳能选择性吸收涂层及其制备方法。

背景技术

槽式太阳能热发电产业中的关键技术就是高温选择性吸收涂层，而现有的高温选择性吸收涂层主要从材料本身的高温性能考虑，一般包括金属基底层、红外反射层、中间吸收层和表层减反射层，通过选择能耐高温的材料，红外反射层采用Mo膜，表层减反层采用SiO₂膜。但高温环境下金属原子之间的相互扩散也是影响涂层高温稳定性能，影响涂层使用寿命主要的因素。

发明内容

基于此，有必要针对现有技术问题，提供一种防扩散型高温太阳能选择性吸收涂层及其制备方法，提高吸收涂层的高温稳定性能和使用寿命。

为解决现有技术问题，本发明公开了一种防扩散型高温太阳能选择性吸收涂层，包括金属基底层，所述金属基底层上依次设置有红外反射层、中间吸收层和表层减反射层，所述红外反射层为Mo膜，所述表层减反层为SiO₂膜，所述金属基底层靠近所述红外反射层的一面经热处理后形成一层致密的氧化防扩散层，所述红外反射层与中间吸收层之间设有SiO₂防扩散层。

进一步地，所述热处理的温度为500-600℃。

进一步地，所述热处理的处理时间为2～4小时。

进一步地，所述金属基底层由不锈钢制成。

进一步地，所述氧化防扩散层为不锈钢氧化层。

进一步地，所述氧化防扩散层的厚度为20～40nm。

进一步地，所述氧化防扩散层和SiO₂防扩散层的厚度均为30nm。

本发明还公开了一种防扩散型高温太阳能选择性吸收涂层的制备方法，其包括如下步骤：

（1）对金属基底层进行表面清洗、抛光表面处理，然后经过热处理形成一层致密的氧化防扩散层；

（2）采用金属Mo靶通过中频磁控溅射或直流磁控在Ar气中反应溅射制备Mo膜，形成红外发射层；

（3）采用SiO₂在上述红外反射层上沉积一层SiO₂防扩散层；

（4）采用共溅射方式，在对金属Mo靶进行溅射的同时，采用石英靶射频磁控溅射方法溅射沉积SiO₂，形成由Mo-SiO₂膜组成的中间吸收层；

（5）停止中频或直流磁控溅射Mo膜，继续射频溅射SiO₂膜，形成由SiO₂膜组成的表层减反射层；

进一步地，所述热处理的温度为500-600℃，所述热处理的处理时间为2～4小时。

综上所述，本发明通过在金属基底层靠近红外反射层的一面经热处理后形成一层致密的氧化防扩散层，能有效地阻挡金属基底层和红外发射层之间的相互扩散，而且直接利用金属基底层进行热处理氧化，形成致密氧化层，降低了制造防扩散层工艺的复杂性，降低了生产成本；红外反射层与中间吸收层之间设有SiO₂防扩散层，SiO₂防扩散层和中间吸收层采用相同材料SiO₂制成，粘合性好，不需要另外制备复杂的防扩散层，简化了制造工艺，降低了生产成本。

附图说明

图1为本发明防扩散型高温太阳能选择性吸收涂层的结构示意图；

附图标记说明如下：

10、金属基底层，20、红外反射层，30、中间吸收层，31、第一亚层，32、第二亚层，40、表层减反射层，50、氧化防扩散层，60、SiO₂防扩散层。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的特征、技术手段以及所达到的具体目的、功能，下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

请参阅图1，一种防扩散型高温太阳能选择性吸收涂层，包括金属基底层10，所述金属基底层10上依次设置有红外反射层20、中间吸收层30和表层减反射层40。所述红外反射层20为Mo膜，所述表层减反层为SiO₂膜。所述金属基底层10靠近所述红外反射层20的一面经热处理后形成一层致密的氧化防扩散层50，所述红外反射层20与中间吸收层30之间设有SiO2防扩散层60。