[发明专利]一种高性能太阳能选择性吸收涂层及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种高性能太阳能选择性吸收涂层及其制备方法与应用。所述高性能太阳能选择性吸收涂层，包括在基体上依次设置的TiAlN层、TiAlON层、TiAlSiON层、TiAlSiO层和AlSiO层。本发明提供的高性能太阳能选择性吸收涂层具有较高的吸收率和较低的发射率，在高温环境下能够保持良好的光学性能，具有优良的高温稳定性，使用寿命较长。

技术领域

本发明涉及太阳能吸收涂层技术领域，更具体地，涉及一种高性能太阳能选择性吸收涂层及其制备方法与应用。

背景技术

太阳能是一种取之不尽用之不竭的清洁能源，对于太阳能的有效利用是提高国民经济具有庞大的推动力。但太阳能也是一种低品质，低能量密度的能源，效率转化成为太阳能利用的一道屏障。因此，随着研究的推动，太阳能选择性吸收涂层应运而生。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，可分为低温选择性吸收涂层，中温选择性吸收涂层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。

由于在实际应用中，虽然大部分的研究者们可研究出高吸收率的太阳能选择性吸收涂层，但该涂层在高温环境下光学性能有限，使用寿命不长。

因此，需要制备一种在高温环境下具有良好光学性能的太阳能选择性吸收涂层。

发明内容

本发明为克服上述现有技术所述的太阳能选择性吸收涂层在高温环境下的光学性能有限的缺陷，提供一种高性能太阳能选择性吸收涂层。该高性能太阳能选择性吸收涂层具有较高的吸收率和较低的发射率，在高温环境下能够保持良好的光学性能，具有优良的高温稳定性，使用寿命较长。

本发明的另一目的在于提供上述高性能太阳能选择性吸收涂层的制备方法。

本发明的还一目的在于提供上述高性能太阳能选择性吸收涂层在制备太阳能热水器或太阳能发电装置中的应用。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种高性能太阳能选择性吸收涂层，包括在基体上依次设置TiAlN层、TiAlON层、TiAlSiON层、TiAlSiO层和AlSiO层；

所述TiAlN层含有如下原子百分比的组分：Ti 28～36％，Al 22～29％，N 38～45％；

所述TiAlON层含有如下原子百分比的组分：Ti 20～31％，Al 20～26％，O 15～25％，N 25～35％；

所述TiAlSiON层含有如下原子百分比的组分：Ti 20～26％，Al 15～20％，Si 10～15％，O 15～20％，N 25～30％；

所述TiAlSiO层含有如下原子百分比的组分：Ti 18～27％，Al 15～20％，Si 25～30％，O 25～35％；

所述AlSiO层含有如下原子百分比的组分：Al 30～40％，Si 24～33％，O 35～44％；

所述TiAlN层、TiAlON层、TiAlSiON层、TiAlSiO层和AlSiO层中金属的原子百分比依次减小。