本实用新型专利技术涉及一种双吸收层太阳光谱选择性吸收涂层，属于太阳光选择性吸收涂层领域，包括基底层；在基底层自下而上依次排布有红外反射层、双结构吸收层和减反层；所述的双结构吸收层自下而上依次包括高折射率吸收亚层与低折射率吸收亚层；其中：所述红外反射层的材料为导电金属。本实用新型专利技术公开的双吸收层太阳光谱选择性吸收涂层具有优异的光谱选择性，吸收-反射过渡区陡峭，选择性吸收涂层的中高温(200℃-400℃)辐射率ε低于3％，吸收率α较高(约90％)，适用于低倍聚焦的中高温太阳能集热器。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及光谱选择性吸收涂层领域，尤其是一种双吸收层太阳光谱选择性 吸收涂层。
技术介绍
太阳光谱选择性吸收涂层是实现太阳能光热转换的核心材料，一方面，它在太阳 光波段（0.3ym-2. 5ym)具有高的吸收率，吸收太阳光能量将其转换为热能，另一方面，它 在红外热辐射波段（2.5ym-50ym)具有低的辐射率，有效抑制辐射散热。衡量涂层选择性 吸收性能的重要指标之一是太阳光谱吸收率a与红外辐射率e(T)之比，a/e，a/e值 越大越适合200°C以上的中高温应用。目前，太阳能集热器采用的光谱选择性涂层膜系结构一般可以概括为基底/红外 反射层/太阳光谱吸收层/表面减反射层。红外反射层为高导电率金属，对红外光谱有很 高的反射率，是涂层获得低辐射性能的主要原因；表面减反层降低涂层与空气界面处太阳 光的反射，使更多的太阳光能量进入吸收层，增加了太阳光谱吸收率，进而提高集热效率。 目前市场上出现的选择性吸收涂层中吸收层材料主要有Cr203-Cr、A1N-A1 (NiOx、 TiN)、Al(Mo、W、Ni、Co)-Al203、Al203-Mo_Al203、NiCrNx0y，TiNxOy等，其中NiCrNxOy、TiNxOy使 用较多。中国专利公开号CN1584445A中采用成分渐变NiCrNxOy，太阳光谱吸收率最高为 92%，辐射率最低为10%，a/e最大9. 2;中国专利公开号CN101240944A、CN201196495Y 中，通过精确调控氮氧比，获得吸收率96 %，辐射率4%的基于多层梯度TiNxOy吸收的选择 性涂层，a/e(80°C)最大24,主要适合200°C以下的低温应用。Al(Mo、W、Ni、Co、NiOx、 TiN)-Al203、A1203-M〇-A1203等金属陶瓷和薄金属干涉膜系的共同的特点是涂层高的吸收率 和低的辐射率是通过严格控制复合材料成分，金属或金属氮化物颗粒尺寸、形状，或者金 属薄膜生长过程中连续或不连续的岛状或其他形态结构等而获得的，制造工艺复杂，并且 工艺稳定性对涂层性能影响较大，不容易获得性能优异的涂层，导致太阳光谱吸收率a高 的同时（一般高于90% )，红外辐射率e(T)也较高（一般高于5%，80°C)，而且从太阳光 吸收到红外反射的过渡区较宽，红外辐射率e(T)随温度上升较快（中高温区大于10%)， a/e-般小于20。因此当涂层应用于聚焦比较低的集热器，普遍存在工作温度200°C以上 时集热器光热转换效率较低的问题。
技术实现思路
本技术提供了一种双吸收层太阳光谱选择性吸收涂层，该涂层辐射率低，太 阳光谱吸收率a与红外辐射率e(T)之比高，适合200°C以上的中高温应用。 本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。 通过一种双吸收层太阳光谱选择性吸收涂层，包括基底层；在基底层自下而上依 次排布有红外反射层、双结构吸收层和减反层；所述的双结构吸收层自下而上依次包括高 折射率吸收亚层与低折射率吸收亚层；其中：所述红外反射层的材料为导电金属。 上述的双吸收层太阳光谱选择性吸收涂层中，所述高折射率吸收亚层的材料为 CrNx，所述0队在350nm~2500nm的波长范围内折射率为2. 4~4. 4,在350~1250nm的 波长范围内消光系数为1. 76~1. 24,大于2000nm的波长的消光系数小于0. 9。 上述的双吸收层太阳光谱选择性吸收涂层中，所述低折射率吸收亚层的材料为 CrNxOy，所述CrNxOy在350nm-2500nm的波长范围内折射率为2. 2~2. 4,在350~1250nm的 波长范围内消光系数为0. 52~0. 11，大于2000nm的波长的消光系数小于0. 07。 上述的双吸收层太阳光谱选择性吸收涂层中，所述的双结构吸收层的总厚度为 45nm~125nm，其中：所述高折射率吸收亚层的厚度为25nm~55nm，低折射率吸收亚层的 厚度为20nm~70nm。 上述的双吸收层太阳光谱选择性吸收涂层中，所述的基底层的材料为玻璃、铝、 铜或不锈钢。 上述的双吸收层太阳光谱选择性吸收涂层中，所述基底层的厚度为0. 2~10_。 上述的双吸收层太阳光谱选择性吸收涂层中，所述的红外反射层的材料为铝、铜、 金、银、镍或络。 上述的双吸收层太阳光谱选择性吸收涂层中，所述红外反射层的厚度为50~ 200nm〇 上述的双吸收层太阳光谱选择性吸收涂层中，所述减反层的厚度为50~150nm。 上述的双吸收层太阳光谱选择性吸收涂层中，所述减反层的材料为Si02、A1203、 Th02、Dy203、Eu203、Gd203、Y203、La203、MgO或Sm203〇 借由上述技术方案，本技术提出的一种双吸收层太阳光谱选择性吸收涂层至 少具有下列优点： 1)本技术公开的双吸收层太阳光谱选择性吸收涂层具有优异的光谱选择性。 吸收-反射过渡区陡峭，选择性吸收涂层的中高温（200°C-400°C)辐射率e低于3%，吸 收率a较高（约90%)，a/e高于现有商业产品，适用于低倍聚焦的中高温太阳能集热 器。 2)吸收层为内层高折射率吸收亚层与外层低折射率吸收亚层组成的双结构吸收 层，且材料热稳定性良好。由于〇队与CrNx0y具有中高温热稳定性良好的特点，所以本实 用新型中的太阳光谱选择性吸收涂层具有良好的中高温热稳定性。 3)涂层制备工艺简单、镀膜设备所需条件要求低，适用于大规模低成本生产。 4)红外金属反射层的材料选择为铝时，在整个光波波段（太阳光波段和热辐射红 外波段）相比于具有相近红外辐射性能的金、银、铜等金属，具有高折射率和消光系数，实 现选择性吸收涂层在具有低红外辐射率的同时，通过铝参与太阳光波段光谱吸收进一步提 高了涂层的太阳光谱吸收率。 5)在波长大于2000nm时，CrNx、CrNxOy消光系数比红外反射层A1的消光系数（大 于21)小很多，所以对A1红外反射光谱的影响很小，因此涂层的辐射率低。 上述说明仅是本技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本技术的技 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是本技术提出的太阳光谱选择性吸收涂层的结构示意图； 图2是本技术实施例紫外-红外波段吸收光谱图。【具体实施方式】 为更进一步阐述本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，对依据本技术提出的一种双吸收层太阳光谱选择性吸收涂 层，详细说明如后。 如图1所示的一种双吸收层太阳光谱选择性吸收涂层，包括：基底层；在基底层 自下而上依次排布有红外反射层、双结构吸收层和减反层；所述的双结构吸收层自下而上 依次包括高折射率吸收亚层与低折射率吸收亚层；其中：所述红外反射层的材料为导电金 属。 通过红外反射层、双结构吸收层和减反层的共同作用，使太阳光在双结构吸收层 和红外反射层之间实现多次反射与吸收，并且红外反射层也参与部分太阳光谱吸收，从而 使所述双吸收层太阳光谱选择性吸收涂层具有优异的光谱选择性。所述双吸收层太阳光谱 选择性吸收涂层的吸收-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 吸本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种双吸收层太阳光谱选择性吸收涂层，其特征在于：包括 ，基底层；在基底层自下而上依次排布有红外反射层、双结构吸收层和减反层；所述的双结构吸收层自下而上依次包括高折射率吸收亚层与低折射率吸收亚层；其中：所述红外反射层的材料为导电金属。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：孙志强，刘静，汪洪，
申请(专利权)人：中国建筑材料科学研究总院，北京航玻新材料技术有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11
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