專利名稱：多層復合太陽能選擇性吸收鍍層的制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種多層復合太陽能選擇性吸收鍍層的制備方法，屬于太陽能光熱轉(zhuǎn)換技術裝備的制造技術。
背景技術：
本發(fā)明所述涉及的多層復合太陽能選擇性吸收鍍層，是布置在透明玻璃基底例如 玻璃管外表面上的，用來有效提高太陽能吸收率，降低熱擴散發(fā)射率的鍍層。所述吸收鍍 層包括設置在玻璃基底表面且由內(nèi)而外依次布置的紅外反射層，阻熱擴散層和選擇性吸收 層，由此構(gòu)成三層復合結(jié)構(gòu)。為了進一步降低所述選擇性吸收鍍層的反射率和提高其耐侯 性能，還在所述選擇性吸收層表面，設置Al2O3減反射保護層，由此構(gòu)成四層復合結(jié)構(gòu)。所述多層復合太陽能選擇性吸收鍍層，由于其存在紅反射層，阻熱擴散層和減反 射層，尤其是采用TiNxOy作為選擇性吸收層，因而其太陽能吸收率可達彡96%，而其發(fā)射 率在8%以下，且由于各層間金屬的性能接近，因而所述吸收鍍層的結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定，可在中 溫或高溫(> 40(TC )條件下，長期正常工作，而且使用壽命長。有鑒于上述多層復合太陽能選擇性吸收鍍層，已有本申請人研發(fā)成功，并已申請 了專利。為此，提供一種所述多層復合太陽能選擇性吸收鍍層的制備方法很有必要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種多層復合太陽能選擇性吸收鍍層的制備方法。本發(fā)明的技術方案是—種多層復合太陽能選擇性吸收鍍層的制備方法，所述多層復合太陽能選擇性吸 收鍍層，包括設置在玻璃基底表面由內(nèi)而外依次布置的金屬鋁紅外反射層，TiN氮化鈦阻熱 擴散層，TiNxOy氮氧化鈦選擇性吸收層，其創(chuàng)新點在于，該所述吸收鍍層的制備方法依次包 括如下步驟a、將經(jīng)預處理的玻璃基體置入磁控濺射鍍膜機的真空鍍膜室中，抽真空至 8. 5X ICT3Pa后，通入氬氣令真空鍍膜室內(nèi)壓為0. lPa，啟動金屬Al靶，在玻璃基體表面非反 應濺射沉積金屬鋁紅外反射層；b、啟動Ti靶，且在Ar氣和N氣二者的混合氣體中，在金屬鋁紅外反射層表面，反 應濺射沉積TiN阻熱擴散層；C、啟動Ti靶，且在Ar氣、N氣和0氧氣三者的混合氣體中，在TiN阻熱擴散層表 面，反應濺射沉積TiNxOy選擇性吸收層；所述金屬鋁紅外反射層、TiN阻熱擴散層和TiNxOy選擇性吸收層三者的鍍層厚 度，可通過濺射沉積的時間來掌控；所述TiNxOy選擇性吸收層的TiNxOy中的N氮和0氧含量，可通過所述氬Ar氣、 N氮氣和0氧氣三者的混合氣體中N氮和0氧的含量來掌控。實驗結(jié)果顯示，TiNxOy中0 氧含量的適度增量，可有效提升TiNxOy選擇性吸收層，對太陽能的吸收能力。本發(fā)明優(yōu)選的 TiNxOy 是 TiNa η. QOich14,即 Ti N 0=1 0. 7 1. 0 1. 0 1. 4。所述比例是 Ti、N、0的分子重量比。但并不排除所述Ti、N、0分子重量比之外的TiNxOy氮氧化鈦選擇 性吸收層。這是因為它們的吸收率均可達92%。本發(fā)明還主張，當在所述TiNxOy氮氧化鈦選擇性吸收層表面，反應濺射沉積Al2O3 三氧化二鋁減反射保護層時，所述Al2O3減反射保護層的濺射沉積，是采用中頻孿生雙靶磁 控濺射技術，向真空鍍膜室內(nèi)通入Ar氣和0氣后啟動鋁靶，在TiNxOy選擇性吸收層表面， 反應濺射沉積Al2O3減反射保護層。所述Al2O3減反射保護層的存在，可以進一步降低所述 氮氧化鈦選擇性吸收層的反射率及其耐高溫和耐鹽霧等耐侯性能。本發(fā)明還主張，啟動Al靶和Ti靶的直流電電壓在400 600V范圍內(nèi)，電流在 20 40A范圍內(nèi)。但不局限于此。上述技術方案得以實施后，本發(fā)明所具有的制備方法合理，制成品質(zhì)量好，生產(chǎn)成 本低等特點是顯而易見的。


圖1是本發(fā)明制成品的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中所示BJ為玻璃基底。
具體實施例方式具體實施方式
之一，請參讀附圖1。一種多層復合太陽能選擇性吸收鍍層的制備方法，所述多層復合太陽能選擇性吸 收鍍層，包括設置在透明玻璃基底表面由內(nèi)而外依次布置的金屬鋁紅外反射層1，TiN氮化 鈦阻熱擴散層2，TiNxOy氮氧化鈦選擇性吸收層3，該所述吸收鍍層的制備方法依次包括如 下步驟將經(jīng)預處理的玻璃基體置入磁控濺射鍍膜機的真空鍍膜室中，抽真空至 8. 5X ICT3Pa后，通入氬氣令真空鍍膜室內(nèi)壓為0. lPa，啟動金屬Al靶，在玻璃基體表面非反 應濺射沉積金屬鋁紅外反射層1，厚度為IOOnm ；啟動Ti靶，且在Ar氣和N氣二者的混合氣體中，在金屬鋁紅外反射層1表面，反 應濺射沉積TiN阻熱擴散層2，厚度為IOnm ；啟動Ti靶，且在Ar氣、N氣和0氧氣三者的混合氣體中，且Ar !NiO = 1 0.8 0.1體積比；在TiN阻熱擴散層2表面，反應濺射沉積TiNxOy選擇性吸收層3， 厚度為IOOnm ；本發(fā)明由此構(gòu)成三層結(jié)構(gòu)。所述金屬鋁紅外反射層1、TiN阻熱擴散層2和TiNxOy選擇性吸收層3三者的鍍 層厚度，可通過濺射沉積的時間來掌控；所述TiNxOy選擇性吸收層3的TiNxOy中的N氮和0氧含量，可通過所述Ar氬氣、 N氮氣和0氧氣三者的混合氣體中N氮和0氧的含量來掌控。而啟動Al靶和Ti靶的直流 電電壓在400 600V范圍內(nèi)，電流在20 40A范圍內(nèi)。
具體實施方式
之二，如附圖1所示。一種多層復合太陽能選擇性吸收鍍層的制備方法，所述多層復合太陽能選擇性吸 收鍍層，包括設置在透明玻璃基底表面由內(nèi)而外依次布置的金屬鋁紅外反射層1，TiN氮化 鈦阻熱擴散層2，TiNxOy氮氧化鈦選擇性吸收層3，該所述吸收鍍層的制備方法依次包括如下步驟將經(jīng)預處理的玻璃基體置入磁控濺射鍍膜機的真空鍍膜室中，抽真空至 8. 5X ICT3Pa后，通入氬氣令真空鍍膜室內(nèi)壓為0. lPa，啟動金屬Al靶，在玻璃基體表面非反 應濺射沉積金屬鋁紅外反射層1，厚度為IOOnm ；啟動Ti靶，且在Ar氣和N氣二者的混合氣體中，在金屬鋁紅外反射層1表面，反 應濺射沉積TiN阻熱擴散層2，厚度為IOnm ；
啟動Ti靶，在Ar氣、N氣和0氧氣三者的混合氣體中，且Ar N 0 = 1 0.8 0.1(體積比)，在TiN阻熱擴散層2表面，反應濺射沉積較高吸收率的TiNxOy 選擇性吸收層3-1，厚度為IOOnm ；增加0氧含量，使Ar N 0 = 1 0. 8 0. 5 (體積比)，在較高吸收率的TiNxOy 選擇性吸收層3-1的表面，濺射沉積較低吸收率的TiNxOy選擇性吸收層3-2，其厚度為 70nm ；還包括在所述TiNxOy氮氧化鈦選擇性吸收層3表面，反應濺射沉積Al2O3三氧化 二鋁減反射保護層4時；所述Al2O3減反射抗氧化保護層4的濺射沉積，是采用中頻孿生雙 靶磁控濺射技術，向真空鍍膜室內(nèi)通入Ar氣和0氣，達到Ar 0 = 2 1后啟動鋁靶，在 TiNxOy選擇性吸收層3表面，反應濺射沉積Al2O3減反射保護層4，其厚度為80 75nm ；本 發(fā)明由此構(gòu)成五層結(jié)構(gòu)。啟動Al靶和Ti靶的直流電電壓在400 600V范圍內(nèi)，電流在20 40A范圍內(nèi)。
具體實施方式
之三，參讀附圖1。一種多層復合太陽能選擇性吸收鍍層的制備方法，在所述TiNxOy氮氧化鈦選擇 性吸收層3表面，濺射沉積有Al2O3減反射保護層4，除此之外，其它均如同具體實施方式
之 一。本發(fā)明由此構(gòu)成四層結(jié)構(gòu)。本發(fā)明小試效果是十分理想的，其制成品外表面設有選擇性吸收鍍層的真空玻璃 集熱管的在機小試效果顯示，其吸收率達96%，發(fā)射率< 8%，工作溫度達到> 400°C。1000 小時的例行試驗，其所述吸收鍍層結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，未發(fā)現(xiàn)有受損問題。
權(quán)利要求
一種多層復合太陽能選擇性吸收鍍層的制備方法，所述多層復合太陽能選擇性吸收鍍層，包括設置在玻璃基底表面由內(nèi)而外依次布置的金屬鋁紅外反射層(1)，TiN氮化鈦阻熱擴散層(2)，TiNxOy氮氧化鈦選擇性吸收層(3)，其特征在于，該所述吸收鍍層的制備方法依次包括如下步驟a、將經(jīng)預處理的玻璃基體置入磁控濺射鍍膜機的真空鍍膜室中，抽真空至8.5×10-3Pa后，通入氬氣令真空鍍膜室內(nèi)壓為0.1Pa，啟動金屬Al靶，在玻璃基體表面非反應濺射沉積金屬鋁紅外反射層(1)；b、啟動Ti靶，且在Ar氣和N氣二者的混合氣體中，在金屬鋁紅外反射層(1)表面，反應濺射沉積TiN阻熱擴散層(2)；c、啟動Ti靶，且在Ar氣、N氣和O氧氣三者的混合氣體中，在TiN阻熱擴散層(2)表面，反應濺射沉積TiNxOy選擇性吸收層(3)；所述金屬鋁紅外、反射層(1)、TiN阻熱擴散層(2)和TiNxOy選擇性吸收層(3)三者的鍍層厚度，可通過濺射沉積的時間來掌控；所述TiNxOy選擇性吸收層(3)的TiNxOy中的N氮和O氧含量，可通過所述氬Ar氣、N氮氣和O氧氣三者的混合氣體中N氮和O氧的含量來掌控；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層復合太陽能選擇性吸收涂層的制備方法，其特征在于， 當在所述TiNxOy氮氧化鈦選擇性吸收層(3)表面，反應濺射沉積Al2O3三氧化二鋁減反射 保護層(4)時；所述Al2O3減反射保護層(4)的濺射沉積，是采用中頻孿生雙靶磁控濺射技 術，向真空鍍膜室內(nèi)通入Ar氣和0氣后啟動鋁靶，在TiNxOy選擇性吸收層(3)表面，反應 濺射沉積Al2O3減反射保護層(4)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層復合太陽能選擇性吸收涂層的制備方法，其特征在于， 啟動Al靶和Ti靶的直流電電壓在400 600V范圍內(nèi)，電流在20 40A范圍內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多層復合太陽能選擇性吸收鍍層的制備方法，所述多層復合太陽能選擇性吸收鍍層，包括設置在玻璃基底表面由內(nèi)而外依次布置的金屬鋁紅外反射層(1)，TiN氮化鈦阻熱擴散層(2)，TiNxOy氮氧化鈦選擇性吸收層(3)，以其制備方法依次包括濺射沉積鋁紅外反射層(1)，TiN阻熱擴散層(2)和TiNxOy選擇性吸收層(3)為主要特征，還包括在選擇性吸收層(3)表面反應濺射沉積Al2O3減反射保護層(4)。具有制備方法合理，制成品質(zhì)量好，生產(chǎn)成本低等特點。
文檔編號C23C14/14GK101818328SQ201010161178
公開日2010年9月1日 申請日期2010年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月22日
發(fā)明者夏建業(yè), 范利寧, 郭廷瑋 申請人:常州博士新能源科技有限公司