[发明专利]一种耐高温太阳能选择性吸收涂层及其制备方法

说明书

本发明涉及一种耐高温太阳能选择性吸收涂层及其制备方法，所述耐高温太阳能选择性吸收涂层由基体到涂层表面依次设置有红外反射层、吸收层和减反层，所述吸收层包括高金属体积分数复合层HMVF和低金属体积分数复合层LMVF，所述复合层由MoSi₂层和Si₃N₄层交替沉积而得，所述高金属体积分数复合层HMVF的MoSi₂填充系数为40‑60%，所述低金属体积分数复合层LMVF的MoSi₂填充系数为10‑20%。本发明提供的太阳能选择性吸收涂层在高温的苛刻环境下依然能够保持较好的吸收率和较低的发射率，还具有较长的使用寿命。

技术领域

本发明涉及太阳能选择性吸收涂层领域，具体地，涉及一种耐高温太阳能选择性吸收涂层及其制备方法。

背景技术

能源工业是评价一个国家的国民经济的重要指标，对于社会、人民生活质量的提高有着重要的作用。随着能源工业的兴起，环境污染也随之出现。因此，亟需寻找一种符合时代和环境要求的新型能源。

在当前社会，人们已经寻求到并开始利用的清洁能源有风能、水能、地热能、核能、太阳能等等。由于考虑到核能的安全性存在很大的缺陷，因此核能的利用受到了极大的阻碍。而风能和水能虽然利用广泛，但其也会受天气的影响。太阳能作为一种用之不竭，取之不竭的时代新型能源具有非常大的应用潜能，而且用途适合普通人民的需求，对于推动国民经济具有非常大的作用。据数据分析，全国各地太阳年辖射总量高达3340～8400MJ/m²，虽然地球表面能接受如此客观的能量，但人类对太阳能的利用效率却非常低。因此，提高太阳能的利用效率可以间接性提高国民经济。

太阳能选择性吸收涂层是太阳能集热器的关键部位，选择良好的吸收涂层是提高太阳能利用效率的前提，优化选择性吸收涂层的结构是提高太阳能利用效率的关键。根据温度来分类，太阳能选择性吸收涂层可分为低温、中温、和高温选择性吸收涂层，其中低温选择性吸收涂层应用于太阳能热水器，中温太阳能选择性吸收涂层应用于大型太阳能热水器，高温选择性吸收涂层应用于太阳能发电装置上。

为了提高太阳能的利用效率，亟需研发一种耐高温选择性吸收涂层及其制备方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种耐高温太阳能选择性吸收涂层，本发明提供的太阳能选择性吸收涂层在高温的苛刻环境下依然能够保持较好的吸收率和较低的发射率，还具有较长的使用寿命。

本发明的另一目的在于提供上述涂层的制备方法。

本发明的另一目的在于提供上述耐高温太阳能选择性吸收涂层在太阳能热水器中的应用。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种耐高温太阳能选择性吸收涂层，所述耐高温太阳能选择性吸收涂层由基体到涂层表面依次设置有红外反射层、吸收层和减反层，所述吸收层包括高金属体积分数复合层HMVF和低金属体积分数复合层LMVF，所述复合层由MoSi₂层和Si₃N₄层交替沉积而得，所述高金属体积分数复合层HMVF的MoSi₂填充系数为40~60%，所述低金属体积分数复合层LMVF的MoSi₂填充系数为10~20%。

本发明将吸收层设计为金属渐变型涂层的目的在于提高其对波长的吸收效率，从而提高太阳能的利用效率。

优选地，所述高金属体积分数复合层HMVF中，单层MoSi₂层的厚度为5~15nm，单层Si₃N₄层的厚度为15~25nm。