[发明专利]低发射比的选择性太阳能热吸收涂层及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于平板太阳能集热器的选择性太阳能热吸收涂层，尤其是指一种低发射比的选择性太阳能热吸收涂层及其制备方法。

背景技术

对于平板太阳能集热器的应用来说，最常见和普遍的一种制备技术就是在金属板材上制备选择性太阳能热吸收涂层。就目前而言，绝大多数的选择性太阳能热吸收涂层是采用真空镀膜的工艺制得。

利用真空镀膜的方法制备选择性太阳能热吸收涂层，这种方法包括了一种多层薄膜的结构，以此形成一个选择性太阳能热吸收涂层的膜系。通常情况下选择性太阳能热吸收涂层包括了一层高反射基底层，此高反射基底层拥有较低的红外发射率。在红外高反射基底层之上堆叠一层或多层的中间亚层，这种中间亚层结构构成了选择性太阳能热吸收涂层的吸收层和干涉阻挡层。顶层是一层或多层用于减少反射的膜层（减反层）。

就目前而言，红外高反射层通常是由直流或中频磁控溅射进行镀制，经过直流或中频磁控溅射所镀的红外高反射层能够帮助降低整个选择性太阳能热吸收涂层的红外发射比。但是为了让沉积率和生产能力能够达到最优的情况，磁控溅射所镀的涂层的厚度是受到限制的。较薄的涂层厚度下涂层的红外发射比相对于较厚的涂层将会受到基材条件更多的限制（例如：基材表面粗糙度和基材表面的纯度），不利于在拥有相对较高的生产能力的情况下进行大规模生产。

发明内容

本发明提供一种低发射比的选择性太阳能热吸收涂层及其制备方法，其主要目的在于克服现有直流或中频磁控溅射所镀的红外高反射层存在的镀膜厚度受限、不利于大规模生产的缺陷。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种低发射比的选择性太阳能热吸收涂层，由上往下依次包括减反层、主吸收性涂层以及高反射基底层，该高反射基底层采用大面积电子束蒸发镀膜工艺制备而成，这种镀膜工艺所使用的蒸发材料为铝、铜或者银。

进一步的，所述高反射基底层的下表面覆盖有一用于提高和改善选择性太阳能热吸收涂层的附着性和/或抗腐蚀性的薄膜涂层。

进一步的，所述薄膜涂层的成分为至少一种金属、至少一种金属氧化物、至少一种金属氮化物、至少一种金属氮氧化物或者以上金属、金属氧化物、金属氮化物和金属氮氧化物的任意组合。

进一步的，所述薄膜涂层采用DC磁控溅射工艺或者AC磁控溅射工艺镀制于所高反射基底层的下表面。

进一步的，该选择性太阳能热吸收涂层被镀制于一金属带基材上。

进一步的，所述金属带基材为铝带、不锈钢带或者铜带。

进一步的，所述高反射基底层的厚度为50nm～1000nm。

一种选择性太阳能热吸收涂层的制备方法，包括以下步骤：步骤1、使用DC磁控溅射工艺或者AC磁控溅射工艺，以铝带、不锈钢带或铜带为金属带基材，在该金属带基材上镀上一层用于提高和改善选择性太阳能热吸收涂层的附着性和/或抗腐蚀性的薄膜涂层，其中该薄膜涂层的成分为至少一种金属、至少一种金属氧化物、至少一种金属氮化物、至少一种金属氮氧化物或者以上金属、金属氧化物、金属氮化物和金属氮氧化物的任意组合；步骤2、采用大面积电子束蒸发镀膜工艺，以铝、铜或者银作为蒸发材料，在步骤1制得的薄膜涂层上镀上一层高反射基底层；步骤3、使用电子束蒸发或者AC磁控溅射工艺，在步骤2获得的高反射基底层上镀上一到多个涂层来建立选择性太阳能热吸收涂层膜系的主吸收性涂层；步骤4、在步骤3获得的主吸收性涂层上镀上一减反层。

进一步的，步骤4包括有步骤4a和步骤4b，其中所述步骤4a为：通过使用DC磁控溅射工艺，以ZnO:Al2O3 (AZO)、ZnO:Ga2O3 (GZO)或In2O3:SnO2 (ITO)作为所述复合TCO靶材，在步骤3获得的主吸收性涂层上镀上一 TCO透明导电氧化物涂层；所述步骤4b为：通过使用电子束蒸发或者AC磁控溅射工艺，在步骤4a获得的TCO透明导电氧化物涂层上镀上一SiO2（SiOx）氧化物涂层。

进一步的，所述高反射基底层的厚度为50nm～1000nm。

和现有技术相比，本发明产生的有益效果在于: