[发明专利]一种柔性广角宽谱高效吸收体及制作方法

说明书

本发明属于高效电磁波吸收体领域，具体是一种柔性广角宽谱高效吸收体及其制备方法。一种柔性的广角宽谱高效吸收体，柔性聚合物制作的衬底的上表面上均匀分布有周期性排列的类似飞蛾眼睛上微纳凸起的结构即蛾眼结构，蛾眼结构从顶点到底部的高度为210‑230 nm，相邻蛾眼结构之间的距离为390‑410 nm，蛾眼结构上依次沉积有金属反射层、介质层、金属纳米颗粒层，金属反射层的金属为反射率高的金属，金属纳米颗粒层的金属为贵金属。本发明提出一种简单经济的方法在图案化衬底上制备了柔性宽谱高效吸收体。

技术领域

本发明属于高效电磁波吸收体领域，具体是一种柔性广角宽谱高效吸收体及其制备方法。

背景技术

电磁波吸收体（吸收体）在太阳能电池、军事雷达隐身、红外探测、以及热辐射仪等领域有着广泛的应用。窄带吸收体可用于选择性热辐射器和生物传感等领域，而在太阳能捕获、海水淡化及军事隐身等领域，则需要吸收体能在宽谱范围内有很好的吸波性能。目前，人们已设计并制备出了很多宽带吸收体，然而很多宽带吸收体的制备依赖昂贵的制作工艺，如电子束光刻、聚焦离子束刻蚀等，不易大面积制备且十分耗时。因此，基于简单工艺制备的宽带吸收体极具发展潜力。图案化衬底由于可以增加光程及激发各种光学模式在太阳能电池中用作底部反射层和表面减反层，可以达到增加光吸收的效果。如果将吸收体制备在图案化衬底上将会达到更优的吸波效果。另外，如果宽带吸收体能够制备在柔性衬底上，将会使吸收体应用于光伏建筑一体化、便携式电源等领域。基于此，本发明提出一种简单经济的方法在图案化衬底上制备了柔性宽谱高效吸收体。

发明内容

本发明所解决的技术问题是：如何利用简单经济的方法制备出柔性广角宽谱高效吸收体。

本发明所采用的的技术方案是：一种柔性的广角宽谱高效吸收体，柔性聚合物制作的衬底的上表面上均匀分布有周期性排列的类似飞蛾眼睛上微纳凸起的结构即蛾眼结构，蛾眼结构从顶点到底部的高度为210-230 nm，相邻蛾眼结构之间的距离为390-410 nm，蛾眼结构上依次沉积有金属反射层、介质层、金属纳米颗粒层，金属反射层的金属为反射率高的金属，金属纳米颗粒层的金属为贵金属。

作为一种优选方式：柔性聚合物为聚二甲基硅氧烷、聚对苯二甲酸乙二酯、乙烯-四氟乙烯共聚物中的一种。

作为一种优选方式：金属反射层的金属为Au、Ag或Al等，金属纳米颗粒层的金属为Ag或者Au，金属反射层的厚度为300 nm，介质层为SiO₂、Al₂O₃、MoO₃中的一种，介质层的厚度为96 nm，金属纳米颗粒层的名义厚度为5.4 nm，金属纳米颗粒层为未形成纳米薄膜的纳米颗粒层，金属纳米颗粒的粒径为8-9 nm，名义厚度是沉积速率乘以沉积时间所计算的厚度。

一种制作柔性广角宽谱高效吸收体的方法，按照如下步骤进行

步骤一、衬底的制备，以带周期性排列的竖直方向过中心线的截面为U型的孔的多孔氧化铝U-AAO作为模板，首先用全氟辛基三氯硅烷在150℃温度下对模板打带孔面进行抗粘处理两个小时，然后在旋涂机中，将柔性聚合物旋涂于U-AAO抗粘处理面上，然后水平放置于60℃烘箱中固化半小时，然后将柔性聚合物浇注于涂有柔性聚合物的表面上，放置于水平位置处静置15分钟后，水平置于60℃烘箱中固化三个小时，将固化好的柔性聚合物从模板上揭取下来，形成衬底；

步骤二、沉积金属层、介质层、金属纳米颗粒层，在衬底依次溅射金属层、介质层、金属纳米颗粒层。

作为一种优选方式：溅射在常温下真空度为5.0×10^-4 Pa下进行。

作为一种优选方式：金属层和金属纳米颗粒层的溅射速率为0.12 nm/s，介质层的溅射速率为0.038 nm/s。

作为一种优选方式：柔性聚合物为聚二甲基硅氧烷、聚对苯二甲酸乙二酯、乙烯-四氟乙烯共聚物中的一种。