[发明专利]高温太阳光谱选择性吸收涂层及其制备方法

权利要求书

1.一种高温太阳能光谱选择性吸收涂层，包括吸热基底，其特征在于，所述吸热基底表面设有高温太阳能光谱选择性吸收涂层，所述高温太阳能光谱选择性吸收涂层由三层膜结构组成，所述三层膜结构由底部到顶部依次为红外反射层、复合吸收层和减反射层；

所述红外反射层由金属薄膜组成，所述红外反射层的膜层厚度为100～250nm；

所述复合吸收层由NiSi合金靶在氩气环境中、在氮气气氛及氮气和氧气混合气氛中溅射而成，所述复合吸收层由高吸收亚层和低吸收亚层组成，所述高吸收亚层的吸收特效高于所述低吸收亚层，所述高吸收亚层为NiSiN膜层，NiSiN膜层厚度为30～150nm，所述低吸收亚层为NiSiON膜层，NiSiON膜层厚度为40～150nm；

所述减反射层为NiSiO膜层，所述NiSiO膜层厚度为30～150nm。

2.根据权利要求1所述的高温太阳能光谱选择性吸收涂层，其特征在于，所述吸热基底为不锈钢材料。

3.根据权利要求1所述的高温太阳能光谱选择性吸收涂层，其特征在于，所述红外反射层由Mo、Ta、Al或W金属膜中的一种构成。

4.根据权利要求1所述的高温太阳能光谱选择性吸收涂层，其特征在于，所述NiSi合金靶的Ni质量含量为70％-90％，Si质量含量为10％-30％。

5.一种制备高温太阳能光谱选择性吸收涂层的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：将不锈钢基底在丙酮和乙醇中分别超声清洗30min，将清洗后的不锈钢基底放入去离子水中超声清洗40min，对清洗后的不锈钢基底进行烘干，将烘干后的不锈钢基底放入磁控溅射腔体中处理；

S2：在不锈钢基底上制备红外反射层，采用Mo、Ta、Al或W为金属靶材，直流电源电压调整到100-150V，通过中频或直流反应磁控溅射的方法，以氩气为溅射气体制备红外反射层；

S3：在红外反射层上制备复合吸收层，采用NiSi合金靶，氩气为溅射气体，使用氮气作为反应气体，将直流电源电压调整到150-180V，利用中频或直流反应磁控溅射方式制备高吸收亚层NiSiN膜层；使用NiSi合金靶，氩气为溅射气体，使用氮气和氧气的混合气体作为反应气体，将直流电源的溅射电压调整到180-200V，使用直流反应磁控溅射方式制备低吸收NiSiON膜层；

S4：在复合吸收层上制备减反射层，采用NiSi合金靶，以氩气为溅射气体，氧气为反应气体，使用中频、直流或射频反应溅射方式制备NiSi氧气减反射层，溅射功率为150W。

6.根据权利要求5所述的一种制备高温太阳能光谱选择性吸收涂层的方法，其特征在于，所述S2中所述红外反射层的厚度为100～250nm。

7.根据权利要求5所述的一种制备高温太阳能光谱选择性吸收涂层的方法，其特征在于，所述S3中高吸收亚层NiSiN膜层厚度为30～150nm，低吸收亚层的膜层厚度为40～150nm。

8.根据权利要求5所述的一种制备高温太阳能光谱选择性吸收涂层的方法，其特征在于，所述S4中减反射层的膜层厚度为30～150nm。

9.根据权利要求5所述的一种制备高温太阳能光谱选择性吸收涂层的方法，其特征在于，所述NiSi合金靶材Ni质量含量为70％-90％，Si质量含量为10％-30％。

10.根据权利要求5所述的一种制备高温太阳能光谱选择性吸收涂层的方法，其特征在于，所述S3中氮气和氧气混合气体中，氮气和氧气的体积比为4:1。