一种太阳能集热膜制造技术

本发明专利技术属于太阳能集热膜技术领域，公开了一种太阳能集热膜，包括基底，以及覆盖于基底上依次层叠的红外反射层W膜、第一介质减反射层Al2O3膜、第一金属吸收层W膜、第二介质减反射层Al2O3膜、第二金属吸收层W膜以及第三介质减反射层Al2O3膜；本发明专利技术提供的这种太阳能集热膜由Al2O3膜和W膜交替堆叠而成，由于相长干涉的波长受到薄膜各层的厚度影响较大，仅需改变其中某几层薄膜的厚度就可以实现对集热膜表层颜色的调节，可呈现出包括蓝色、绿色、黄绿色、黄色、紫色和桃红色等多种颜色；且该集热膜对300nm～2500nm太阳能集中波段的吸收率达到94％以上，对于2500nm以上波段的反射率达95％以上，在高效吸收太阳能的同时，也降低了热发射带来的能量损失。

A solar collector film

The invention belongs to the technical field of solar collector film and discloses a solar collector film including a substrate, an infrared reflective layer W film, a first dielectric anti-reflective layer Al2O3 film, a first metal absorbing layer W film, a second dielectric anti-reflective layer Al2O3 film, a second metal absorbing layer W film and a third medium which are successively overlapped on the substrate. The solar collector film provided by the invention is composed of Al2O3 film and W film alternately stacked. Because the wavelength of phase-length interference is greatly influenced by the thickness of each layer of the film, the color of the surface layer of the solar collector film can be adjusted only by changing the thickness of some of the films, which can be shown to include blue and green. Color, yellow-green, yellow, purple and peach-red and other colors, and the absorption rate of the collector film to 300 nm ~ 2500 nm solar energy concentrated band reached 94%, for more than 2500 nm band reflectance reached 95%, in the efficient absorption of solar energy, but also reduce the energy loss caused by thermal emission.

【技术实现步骤摘要】
一种太阳能集热膜
本专利技术属于太阳能集热膜
，更具体地，涉及一种耐高温、能显示多种颜色、高效吸收太阳能的集热膜。
技术介绍
太阳能集热膜是一种在紫外、可见光以及近红外具有高吸收率和低反射率的多层薄膜，可以实现对太阳能的较高吸收，同时可减小热辐射，降低能量损失。随着太阳能热应用需求以及技术的发展，太阳能集热膜的应用范围从低温应用(≤100℃)向中温应用(100℃～400℃)和高温应用(>400℃)发展，以满足各个领域的使用要求，对太阳能集热膜的耐高温要求也逐渐提高；相比单色的太阳能集热器，彩色太阳能集热器的应用需求更多，需要在不影响集热膜性能的情况下，实现集热膜颜色的可调性。现有技术公开了譬如Al-AlN复合材料、W/WAlN/WAlON/Al2O3多层膜、金属/介质多层结构颜色可调的太阳光热吸收涂层等颜色可调的太阳能集热膜系。其中Al-AlN复合材料通过Al和N2反应磁控溅射沉积得到，通过控制腔室中N2的浓度得到4种不同的Al-AlN复合材料层，最上层的厚度可调，以此实现对颜色的调节，其余层的厚度固定，该集热膜在某些颜色下的吸收率仅有85％。W/WAlN/WAlON/Al2O3多层膜以W、Al和Al2O3为靶材，使用DC/RF磁控溅射在不锈钢基底上依次镀制W、WAlN、WAlON和Al2O3共4层薄膜，该吸收膜平均吸收率较高，但能够实现的颜色少；金属/介质多层结构颜色可调的太阳光热吸收涂层，使用多种材料如Cu、Ti、Ag、Cr、AlN、Al2O3、SiO2等构成的金属/介质多层薄膜，可以实现多种颜色，但该吸收膜所用的材料较多，并且其高温下性能未知。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求中的至少一点，本专利技术提供了一种太阳能集热膜，其目的在于在满足耐高温需求的同时实现多种颜色的可调性，并提高集热膜对太阳能的吸收率。为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提供了一种太阳能集热膜，包括基底，以及覆盖于基底上依次层叠的红外反射层W膜、第一介质减反射层Al2O3膜、第一金属吸收层W膜、第二介质减反射层Al2O3膜、第二金属吸收层W膜以及第三介质减反射层Al2O3膜。优选的，上述太阳能集热膜，其红外反射层W膜厚度为60nm～150nm；使得太阳能集热膜对于中远红外波段的反射率达到90％以上，降低热辐射带来的能量损失，并对紫外、可见光和近红外的吸收率达到90％以上。优选的，上述太阳能集热膜，其第一介质减反射层Al2O3膜厚度为50nm～100nm，有效减小在300nm～2500nm波段的反射率，使得集热膜保持良好的吸收特性。优选的，上述太阳能集热膜，其第一金属吸收层W膜厚度为8nm～15nm，以增加集热膜对紫外、可见光和近红外波段能量的吸收。优选的，上述太阳能集热膜，其第二介质减反射层Al2O3膜厚度为60nm～80nm，以减小在300nm～2500nm波段的反射率，使得集热膜保持良好的吸收特性。优选的，上述太阳能集热膜，其第二金属吸收层W膜厚度为5nm～6nm，以吸收紫外、可见光和近红外波段能量；其余的能量穿过第二金属吸收层W膜后，在红外反射层与第一金属吸收层W膜之间进行多次往返反射，被第一金属吸收层W膜逐步吸收。优选的，上述太阳能集热膜，其第三介质减反射层Al2O3膜厚度为60nm～95nm，以有效减小在300nm～2500nm波段的反射率，使得集热膜保持良好的吸收特性。本专利技术提供的上述太阳能集热膜，可通过改变介质减反射层、金属吸收层以及金属反射层的厚度来调节集热膜的表层颜色使其发生变化，呈现出如蓝色、绿色、黄绿色、黄色、紫色或桃红色等。总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：(1)本专利技术提供的太阳能集热膜，由Al2O3膜和W膜交替堆叠而成，由于相长干涉的波长受到薄膜各层的厚度影响较大，因此仅需改变其中某几层薄膜的厚度就可以实现对表层颜色的调节，可呈现出包括蓝色、绿色、黄绿色、黄色、紫色和桃红色等多种颜色；(2)本专利技术提供的太阳能集热膜，实测数据表明，对300nm～2500nm太阳能集中波段的吸收率达到94％以上，对于2500nm以上波段的反射率达95％以上，在高效吸收太阳能的同时，尽可能地降低了热发射带来的能量损失。附图说明图1是本专利技术提供的太阳能集热膜的实施例的结构示意图。图2是本专利技术实施例1提供的一种蓝色太阳能集热膜的反射谱图；图3是本专利技术实施例2提供的一种绿色太阳能集热膜的反射谱图；图4是本专利技术实施例3提供的一种黄绿色太阳能集热膜的反射谱图；图5是本专利技术实施例4提供的一种黄色太阳能集热膜的反射谱图；图6是本专利技术实施例5提供的一种紫色太阳能集热膜的反射谱图；图7是本专利技术实施例6提供的一种桃红色太阳能集热膜的反射谱图；在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：A-Al2O3膜，B-W膜，C-基底。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。本专利技术提供的太阳能集热膜的实施例的结构参照图1，包括基底，以及覆盖于基底上依次层叠的红外反射层、第一介质减反射层、第一金属吸收层、第二介质减反射层、第二金属吸收层以及第三介质减反射层。实施例提供的耐高温显色太阳能集热膜的厚度为243nm～446nm，包括介质减反射层采用Al2O3膜、金属吸收层为半透明的W膜，红外反射层为较厚的W膜。红外反射层、第一介质减反射层、第一金属吸收层、第二介质减反射层、第二金属吸收层以及第三介质减反射层厚度范围依次为60nm～150nm，50nm～100nm，8nm～15nm，60nm～80nm，5nm～6nm，60nm～95nm。以下结合具体实施例做进一步阐释：实施例1：实施例1提供的蓝色太阳能集热膜，包括基底，以及自下而上依次层叠于基底上的红外反射层、第一介质减反射层、第一金属吸收层、第二介质减反射层、第二金属吸收层以及第三介质减反射层，总厚度为288.5nm，其中红外反射层W膜厚度为60nm，第一介质减反射层Al2O3膜厚度为90nm，第一金属吸收层W膜厚度为13nm，第二介质减反射层Al2O3膜厚度为60nm，第二金属吸收层W膜厚度为5.5nm，第三介质减反射层Al2O3膜厚度为60nm。图2所示为本专利技术实施例1的蓝色太阳能集热膜的反射谱，该太阳能集热膜的太阳能吸收率为0.95，热发射率为0.04。实施例2：实施例2为一种绿色太阳能集热膜，包括基底，以及自下而上依次层叠于基底上的红外反射层、第一介质减反射层、第一金属吸收层、第二介质减反射层、第二金属吸收层以及第三介质减反射层，总厚度为357nm，其中红外反射层W膜厚度为77nm，第一介质减反射层Al2O3膜厚度为100nm，第一金属吸收层W膜厚度为13nm，第二介质减反射层Al2O3膜厚度为78nm，第二金属吸收层W膜厚度为6nm，第三介质减反射层Al2O3膜厚度为83nm。图3所示为本专利技术实施例2的反射谱，该太阳能集热膜的太阳能吸收率为0.95，热发射率为0.05。实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种太阳能集热膜，其特征在于，包括基底，以及覆盖于基底上依次层叠的红外反射层W膜、第一介质减反射层Al2O3膜、第一金属吸收层W膜、第二介质减反射层Al2O3膜、第二金属吸收层W膜以及第三介质减反射层Al2O3膜。

【技术特征摘要】
1.一种太阳能集热膜，其特征在于，包括基底，以及覆盖于基底上依次层叠的红外反射层W膜、第一介质减反射层Al2O3膜、第一金属吸收层W膜、第二介质减反射层Al2O3膜、第二金属吸收层W膜以及第三介质减反射层Al2O3膜。2.如权利要求1所述的太阳能集热膜，其特征在于，所述红外反射层W膜厚度为60nm～150nm。3.如权利要求1或2所述的太阳能集热膜，其特征在于，所述第一介质减反射层Al2O3膜厚度为50nm～100nm。4.如权利要求3所述的太阳能集热膜，其特征在于，所述第一金属吸收层W膜厚度为8nm～15n...

【专利技术属性】
技术研发人员：王鲜，刘磊，祁冬，李博文，龚荣洲，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42