双吸收层光谱选择性吸收涂层及其制备方法技术

本发明专利技术是关于一种双吸收层光谱选择性吸收涂层及其制备方法，其双吸收层光谱选择性吸收涂层包括：基层；红外反射层，附着在所述的基层上；双吸收层，包括第一吸收亚层和第二吸收亚层；其中第一吸收亚层附着在所述的红外反射层上；第二吸收亚层附着在所述的第一吸收亚层上；减反层，附着在所述的第二吸收亚层上。本发明专利技术有效降低了太阳光在涂层内部的层间反射与涂层使用过程中的层间应力，实现了对太阳光的有效吸收，且具有良好的高低温循环稳定性与层间结合力。

Selective absorption coating of double absorption layer and its preparation method

The present invention relates to a dual absorption spectral selective absorbing coating and preparation method thereof, the double layer absorption spectral selective absorbing coating comprises a substrate; the infrared reflective layer attached to the substrate; double absorption layer includes a first layer and the second sub sub absorption absorption layer; wherein the first absorption layer is attached to the sub the infrared reflection absorption layer; second sub layer attached to the first sub absorption layer; antireflection layer, attached to the second sub absorption layer. The invention effectively reduces the interlayer stress between sunlight and inner coating, and achieves the effective absorption of sunlight, and has good high and low temperature cycle stability and interlaminar bonding force.

【技术实现步骤摘要】
双吸收层光谱选择性吸收涂层及其制备方法
本专利技术涉及一种吸收涂层及其制备方法，特别是涉及一种双吸收层光谱选择性吸收涂层及其制备方法。
技术介绍
光谱选择性吸收涂层是实现太阳能光热转换的核心材料，它在太阳光波段(0.3μm-2.5μm)具有高的吸收率α，吸收太阳光能量将其转换为热能，同时在红外热辐射波段(2.5μm-48μm)具有低的辐射率ε(T)，有效抑制辐射散热。衡量涂层光谱选择性的重要指标之一，是太阳光谱吸收率α与红外辐射率ε(T)之比，α/ε值越大越适合100℃以上的中高温应用。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于，提供一种新型的双吸收层光谱选择性吸收涂层及其制备方法，所要解决的技术问题是使其有效降低太阳光在涂层内部的层间反射与涂层使用过程中的层间应力，实现了对太阳光的有效吸收，从而更加适于实用。本专利技术的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本专利技术提出的一种双吸收层光谱选择性吸收涂层，其包括：基层；红外反射层，附着在所述的基层上；双吸收层，包括第一吸收亚层和第二吸收亚层；其中第一吸收亚层附着在所述的红外反射层上；第二吸收亚层附着在所述的第一吸收亚层上；减反层，附着在所述的第二吸收亚层上。本专利技术的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。优选的，前述的双吸收层光谱选择性吸收涂层，其中所述的基层的材料为玻璃、铝、铜或不锈钢，厚度为0.2-10mm。优选的，前述的双吸收层光谱选择性吸收涂层，其中所述的红外反射层的材料为铜、金、银、铝、镍或铬，厚度为80-150nm。优选的，前述的双吸收层光谱选择性吸收涂层，其中所述的第一吸收亚层为xCrN-Cr2O3复合材料；其中x为6.0-9.0。优选的，前述的双吸收层光谱选择性吸收涂层，其中所述的第一吸收亚层的厚度为25-50nm，在300-2500nm的折射率为2.21-4.67，消光系数为0.45-1.76。优选的，前述的双吸收层光谱选择性吸收涂层，其中所述的第二吸收亚层为yCrN-Cr2O3复合材料；其中y为0.1-0.2。优选的，前述的双吸收层光谱选择性吸收涂层，其中所述的第二吸收亚层的厚度为25-50nm，在300-2500nm的折射率为2.14-2.74，消光系数为0.002-0.6。优选的，前述的双吸收层光谱选择性吸收涂层，其中所述的减反层为SiO2、Al2O3、ThO2、Dy2O3、Eu2O3、Gd2O3、Y2O3、La2O3、MgO或Sm2O3，厚度为50-100nm，在300-2500nm的折射率为1.40-1.50，消光系数小于0.05。本专利技术的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。依据本专利技术提出的一种双吸收层光谱选择性吸收涂层的制备方法，其包括：对基片进行清洗；利用磁控溅射铝靶在所述的基片上制备红外反射层；利用磁控溅射铬靶在所述的红外反射层上制备第一吸收亚层；利用磁控溅射铬靶在所述的第一吸收亚层上制备第二吸收亚层；利用磁控溅射硅铝靶在所述的第二吸收亚层上制备减反层，得到所述的双吸收层光谱选择性吸收涂层。本专利技术的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。优选的，前述的双吸收层光谱选择性吸收涂层的制备方法，其中，对基片进行清洗包括超声清洗和二次清洗，所述的二次清洗的参数为射频电源溅射功率为100-200W，工作气体Ar，流量为40-50sccm，工作气压为9-10×10-2mTorr，溅射时间为300-400s；所述的制备红外反射层的条件为：脉冲直流电源溅射功率为1000-1500W，工作气压小于6mTorr，工作气体Ar，流量为40-50sccm，基片传输速率为0.3-0.5m/min；所述的制备第一吸收亚层的条件为：脉冲直流电源溅射功率为1000-1500W，工作气压小于6mTorr，工作气体为氩气、氮气和氧气，其中Ar流量为40-50sccm，N2流量为40-50sccm，O2流量为1-5sccm，基片传输速度为1-1.5m/min；所述的制备第二吸收亚层的条件为：脉冲直流电源溅射功率为1000-1500W，工作气压小于6mTorr，工作气体为氩气、氮气和氧气，其中Ar流量为40-50sccm，N2流量为40-50sccm，O2流量为5-10sccm，基片传输速度为0.3-0.5m/min；所述的制备减反层的条件为：脉冲直流电源溅射功率为1500-2000W，工作气压小于6mTorr，工作气体为氩气和氧气，其中Ar流量为30-40sccm，O2流量为10-15sccm，基片传输速度为0.5-1m/min。借由上述技术方案，本专利技术双吸收层光谱选择性吸收涂层及其制备方法至少具有下列优点：1)本专利技术的双吸收层光谱选择性吸收涂层的双吸收层由具有不同成分比例的CrN和Cr2O3复合材料组成，通过调节复合材料中两组分的比例形成不同折射率与消光系数的吸收亚层，由内而外第一吸收亚层，第二吸收亚层及减反层，折射率与消光系数依次逐渐降低，热膨胀系数依次逐渐降低，有效降低了太阳光在涂层内部的层间反射与涂层使用过程中的层间应力，实现了对太阳光的有效吸收，吸收率达91％，且具有良好的高低温循环稳定性与层间结合力。2)本专利技术的双吸收层光谱选择性吸收涂层，吸收-反射过渡区陡峭；在太阳能光谱范围(0.3-2.5微米)具有较高的吸收率α，在红外热辐射区域(2-48微米)具有极低的辐射率ε，α/ε高于现有的商业产品，适合于低倍聚焦的中高温太阳能集热器；并且制备工艺简单、镀膜设备要求低，适用于大规模低成本生产。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本专利技术的较佳实施例并配合附图详细说明如后。附图说明图1是本专利技术双吸收层光谱选择性吸收涂层的结构示意图。图2是本专利技术实施例1与对比例1在300-2500nm范围内的反射光谱。具体实施方式为更进一步阐述本专利技术为达成预定专利技术目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本专利技术提出的双吸收层光谱选择性吸收涂层及其制备方法其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。如图1所示，本专利技术的一个实施例提出的一种双吸收层光谱选择性吸收涂层，其包括：基层1；红外反射层2，附着在所述的基层1上；双吸收层3，包括第一吸收亚层31和第二吸收亚层32；其中第一吸收亚层31附着在所述的红外反射层2上；第二吸收亚层32附着在所述的第一吸收亚层31上；减反层4，附着在所述的第二吸收亚层32上。优选的，基层的材料为玻璃、铝、铜或不锈钢，厚度为0.2-10mm。优选的，红外反射层的材料为铜、金、银、铝、镍或铬，厚度为80-150nm。优选的，第一吸收亚层为xCrN-Cr2O3复合材料；其中x为6.0-9.0，即复合材料中CrN和Cr2O3的摩尔比为6.0-9.0:1。第一吸收亚层的厚度为25-50nm，在300-2500nm的折射率为2.21-4.67，消光系数为0.45-1.76。优选的，第二吸收亚层为yCrN-Cr2O3复合材料；其中y为0.1-0.2，即复合材料中CrN和Cr2O3的摩尔比为0本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双吸收层光谱选择性吸收涂层，其特征在于，其包括：基层；红外反射层，附着在所述的基层上；双吸收层，包括第一吸收亚层和第二吸收亚层；其中第一吸收亚层附着在所述的红外反射层上；第二吸收亚层附着在所述的第一吸收亚层上；减反层，附着在所述的第二吸收亚层上。

【技术特征摘要】
1.一种双吸收层光谱选择性吸收涂层，其特征在于，其包括：基层；红外反射层，附着在所述的基层上；双吸收层，包括第一吸收亚层和第二吸收亚层；其中第一吸收亚层附着在所述的红外反射层上；第二吸收亚层附着在所述的第一吸收亚层上；减反层，附着在所述的第二吸收亚层上。2.根据权利要求1所述的双吸收层光谱选择性吸收涂层，其特征在于，所述的基层的材料为玻璃、铝、铜或不锈钢，厚度为0.2-10mm。3.根据权利要求1所述的双吸收层光谱选择性吸收涂层，其特征在于，所述的红外反射层的材料为铜、金、银、铝、镍或铬，厚度为80-150nm。4.根据权利要求1所述的双吸收层光谱选择性吸收涂层，其特征在于，所述的第一吸收亚层为xCrN-Cr2O3复合材料；其中x为6.0-9.0。5.根据权利要求4所述的双吸收层光谱选择性吸收涂层，其特征在于，所述的第一吸收亚层的厚度为25-50nm，在300-2500nm的折射率为2.21-4.67，消光系数为0.45-1.76。6.根据权利要求1所述的双吸收层光谱选择性吸收涂层，其特征在于，所述的第二吸收亚层为yCrN-Cr2O3复合材料；其中y为0.1-0.2。7.根据权利要求6所述的双吸收层光谱选择性吸收涂层，其特征在于，所述的第二吸收亚层的厚度为25-50nm，在300-2500nm的折射率为2.14-2.74，消光系数为0.002-0.6。8.根据权利要求1所述的双吸收层光谱选择性吸收涂层，其特征在于，所述的减反层为SiO2、Al2O3、ThO2、Dy2O3、Eu2O3、Gd2O3、Y2O3、La2O3、MgO或Sm2O3，厚度为50-100nm，在300-2500nm的折射率为1.40-1.50，消光系数小于0.05。9.一种双吸收层光谱选择性吸收涂层的制备方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙志强，刘静，杨中周，汪洪，
申请(专利权)人：中国建筑材料科学研究总院，
类型：发明
国别省市：北京,11