一种中高温太阳能选择性吸收涂层制造技术

本实用新型专利技术公开了一种中高温太阳能选择性吸收涂层，包括了红外反射层、吸收层和减反射层三层结构，红外反射层为铝金属膜；吸收层由四个亚层组成，其第一亚层沉积在红外反射层上，厚度在100～160nm；又该第二亚层沉积在第一亚层上，厚度在70～140nm；再该第三亚层沉积在第二亚层上，厚度在100-160nm；又该第四亚层沉积在第三亚层上，厚度在70～140nm；减反射层为NbN；所述的太阳能吸收涂层采用磁控辅助多弧离子镀沉积技术制备，涂层厚度在500～1000nm，涂层表面粗糙度控制在50～500nm。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于太阳能光热转化利用领域，尤其涉及到一种太阳能集热管表面上的太阳能选择性吸收涂层。
技术介绍
随着太阳能光热利用技术的发展，特别是中高温QOO 500°C)的应用领域中，太阳能集热装置中实现光热转换的太阳能选择性吸收涂层显得尤为重要。太阳能选择性吸收涂层，是指能够将可见光到近红外范围的光(即太阳辐射能主要集中的部分)尽量吸收，而中远红外部分尽量反射，这样的涂层能高效的吸收太阳能并转化为热能，同时减少热辐射损失。大多数的太阳能选择性吸收涂层主要是金属-介电复合物，在低温应用 100°C)已经非常成功，但是在中高温应用时，常出现热稳定性差、成分扩散、涂层脱落等严重情况，同时不可避免的高热辐射损失。如何制备能耐高温工作、良好热稳定性能，同时具有高吸收率和低热发射率的太阳能选择性吸收涂层是当前太阳能光热利用的重大研J Ll ； ^^ O目前在中高温应用领域的太阳能吸收涂层有较大的研究和发展，如Ni_Si02、 A1203/Co-A1203/Ni、Mo-Al203, SS-ALN/SS等材料体系在中高温聚焦型的集热装置上均获得应用。上述涂层基本采用磁控溅射工艺实现成分渐变多层结构或干涉多层膜结构，一定程度上提高了光吸收率，但是热稳定性问题依然存成，同时在高温工作状态下GOO 500°C )，热发射率较大，导致工作热辐射损失过大。涂层采用磁控溅射工艺制备，沉积速率较低，工艺也较复杂，成本较高。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种中高温太阳能选择性吸收涂层，解决上述提到的现有技术难点。本技术在中高温环境下工作，涂层热稳定性能良好，实现高吸收率和低反射率特点。为实现上述目的，本技术采用的技术方案为，一种中高温太阳能选择性吸收涂层，该吸收涂层厚度在500 lOOOnm，涂层表面粗糙度在50 500nm ；其由一主体、一红外反射层、一吸收层和一减反射层构成，其中，所述的太阳能选择性吸收涂层沉积在主体外表面，从主体起依次是红外反射层、吸收层和减反射层，所述的红外反射层是金属铝膜，所述的吸收层由四个亚层构成，其第一亚层沉积在红外反射层上，厚度在100 ieOnm;又该第二亚层沉积在第一亚层上，厚度在70 140nm ；再该第三亚层沉积在第二亚层上，厚度在 100-160nm ；又该第四亚层沉积在第三亚层上，厚度在70 140nm ；所述的减反射层是NbN 层，厚度在80 150nm。本技术的有益效果为，提供一种中高温太阳能选择性吸收涂层，涂层通过表面粗糙度的控制，表面绒化使入射光在粗糙表面上实现多次反射和吸收，增强涂层光吸收3率。本技术采用磁控辅助多弧离子镀沉积技术，缩短了生产周期，降低生产成本。附图说明图1是本技术涂层的各层结构图。具体实施方式请参照图1所示，一种中高温太阳能选择性吸收涂层，其由一主体1、一红外反射层2、一吸收层3和一减反射层构成8 ；其中，该主体1为一不锈钢的集热管；又该红外反射层2覆盖于该主体1的外表面上，其采用磁控溅射方法在主体1的外表面表面沉积一层铝金属膜，厚度在100-200nm ；又该吸收层3覆盖于上述红外反射层2上，其采用磁控和多弧离子镀共溅射沉积而得，其由一第一亚层4、一第二亚层5、一第三亚层6及一第四亚层7四个亚层组成；其中该第一亚层4沉积于该红外反射层上，其厚度在100 160nm ；第二亚层 5沉积于该第一亚层4上，其厚度在70 140nm ；第三亚层6沉积于该第二亚层5上，其厚度在100-160nm ；第四亚层7沉积于该第三亚层6上，其厚度在70 140nm ；再在该吸收层 3上采用多弧离子镀技术沉积NbN减反射层8，厚度在80 150nm。本实验新型采用磁控辅助多弧离子镀沉积技术，通过不同的电弧功率和工作气体流量调控，涂层呈现不同的粗糙表面，上述工艺参数制备的涂层表面粗糙度在50-500nm。通过上述实施方式，本技术的目的已经被完全有效的达到了。熟悉该项技艺的人士应该明白本技术包括但不限于附图和上面具体实施方式中描述的内容。任何不偏离本技术的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求书的范围中。权利要求1. 一种中高温太阳能选择性吸收涂层，其特征在于，该吸收涂层厚度在500 lOOOnm， 涂层表面粗糙度在50 500nm ；其由一主体、一红外反射层、一吸收层和一减反射层构成， 其中，所述的太阳能选择性吸收涂层沉积在主体外表面，从主体起依次是红外反射层、吸收层和减反射层，所述的红外反射层是金属铝膜，所述的吸收层由四个亚层构成，其第一亚层沉积在红外反射层上，厚度在100 ieOnm ；又该第二亚层沉积在第一亚层上，厚度在70 140nm;再该第三亚层沉积在第二亚层上，厚度在100-160nm ；又该第四亚层沉积在第三亚层上，厚度在70 140nm ；所述的减反射层是NbN层，厚度在80 150nm。专利摘要本技术公开了一种中高温太阳能选择性吸收涂层，包括了红外反射层、吸收层和减反射层三层结构，红外反射层为铝金属膜；吸收层由四个亚层组成，其第一亚层沉积在红外反射层上，厚度在100～160nm；又该第二亚层沉积在第一亚层上，厚度在70～140nm；再该第三亚层沉积在第二亚层上，厚度在100-160nm；又该第四亚层沉积在第三亚层上，厚度在70～140nm；减反射层为NbN；所述的太阳能吸收涂层采用磁控辅助多弧离子镀沉积技术制备，涂层厚度在500～1000nm，涂层表面粗糙度控制在50～500nm。文档编号G02B1/10GK202141821SQ201120293010公开日2012年2月8日 申请日期2011年8月4日 优先权日2011年4月26日专利技术者韩培刚 申请人:韩培刚本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种中高温太阳能选择性吸收涂层，其特征在于，该吸收涂层厚度在５００～１０００ｎｍ，涂层表面粗糙度在５０～５００ｎｍ；其由一主体、一红外反射层、一吸收层和一减反射层构成，其中，所述的太阳能选择性吸收涂层沉积在主体外表面，从主体起依次是红外反射层、吸收层和减反射层，所述的红外反射层是金属铝膜，所述的吸收层由四个亚层构成，其第一亚层沉积在红外反射层上，厚度在１００～１６０ｎｍ；又该第二亚层沉积在第一亚层上，厚度在７０～１４０ｎｍ；再该第三亚层沉积在第二亚层上，厚度在１００－１６０ｎｍ；又该第四亚层沉积在第三亚层上，厚度在７０～１４０ｎｍ；所述的减反射层是ＮｂＮ层，厚度在８０～１５０ｎｍ。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：韩培刚，
申请(专利权)人：韩培刚，
类型：实用新型
国别省市：94