[发明专利]太阳能选择性吸收涂层及其制备方法

摘要

本发明提供一种中低温可应用于真空或大气环境的太阳能选择性吸收涂层及其制备方法，所述涂层由基体表面从内到外依次设置的粘结层(1)、红外反射层(2)、扩散阻挡层(3)、高金属陶瓷吸收层(4)、低金属陶瓷吸收层(5)和减反层(6)组成。本发明的太阳能选择性吸收涂层具有较好的光学性能，高的吸收率和低的发射率，并具有良好的耐中低温和耐候性能，可应用于中低温真空及大气环境。

主权项

太阳能选择性吸收涂层，其特征在于，所述涂层由基体表面从内到外依次设置的粘结层（1）、红外反射层（2）、扩散阻挡层（3）、高金属陶瓷吸收层（4）、低金属陶瓷吸收层（5）和减反层（6）组成；采用不锈钢SS作为粘结层；采用金属Cu制成红外反射层；采用Si3N4制成扩散阻挡层；采用高不锈钢SS含量的不锈钢SS和Si3N4混合金属陶瓷材料制成高金属陶瓷吸收层，其中，通过调节不锈钢SS靶的电流或功率控制不锈钢SS的体积分数为40‑60%；采用低不锈钢SS含量的不锈钢SS和Si3N4混合金属陶瓷材料制成低金属陶瓷吸收层，其中，通过调节不锈钢SS靶的电流或功率控制不锈钢SS的体积分数为20%‑40%；采用Si3N4和SiO2的混合材料制成减反层；制备涂层采用磁控溅射镀膜机，共四个靶材，分别为不锈钢SS、Cu、两个Si靶；其中，不锈钢SS和Cu采用直流电源，两个Si靶采用中频电源；制备过程：1)基体，抛光不锈钢片、铝片、或玻璃片；2)首先将镀膜室真空抽至5×10‑3Pa以下，以确保镀膜过程和成膜质量；3)通入惰性气体Ar，工作压强0.3~0.4Pa，打开不锈钢SS靶电源，调整电流至功率4kw，镀制不锈钢SS粘结层，制备厚度为10‑30nm；4)关掉不锈钢SS靶电源，工作压强仍为0.3~0.4Pa，打开铜靶电源，调整其电流，功率10~18kw，制备红外反射膜Cu膜，制备厚度为80‑300nm；5)关掉铜靶电源，打开控制双硅靶的中频电源，硅靶功率4~8kw，打开N2，调整通气量，工作压强0.3~0.5Pa，制备Si3N4扩散阻挡层，制备厚度为10‑30nm；6)打开不锈钢SS靶电源与硅靶共溅射，工作压强0.3~0.5Pa，硅靶功率4~8kw，不锈钢SS靶功率5kw，制备不锈钢SS氮化硅高金属陶瓷吸收层，制备厚度为30‑150nm；7)调整不锈钢SS靶电源为2.6kw，制备不锈钢SS氮化硅低金属陶瓷吸收层，制备厚度为30‑150nm；8) 关掉不锈钢SS靶电源，打开O2，调整氮气和氧气比例1‑7:1，工作压强0.3~0.5Pa，制备氮氧化硅，即Si3N4和SiO2的混合物，作为减反层，制备厚度为50‑100nm；9)观察沉积膜层，控制镀膜时间，结束镀膜。