本发明专利技术涉及一种菲涅尔式太阳能热发电用选择性吸收涂层及其制备方法，选取不锈钢作为基体材料，所述涂层从基体至表面依次为阻挡层、红外反射层、吸收层、减反层。所述阻挡层由不锈钢基体热处理生成的氧化物膜构成。所述红外反射层由Mo-Ni-SS合金膜构成。所述吸收层包括均为Ni-SiO2膜的两个亚吸收层结构，依次为第一亚吸收层和第二亚吸收层。所述减反层为双减反层，依次为第一减反层TiO2和第二减反层SiO2。该涂层制备工艺简单，且均选用常规材料，便于选择和控制，靶材利用率高，适于大规模生产。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种太阳能热发电用选择性吸收涂层及其制备方法，尤其是关于一种 菲涅尔式太阳能热发电用选择性吸收涂层及其制备方法，属于太阳能热利用
技术介绍
太阳能是世界公认的潜力巨大的清洁能源，将太阳能作为一种能源和动力加以 利用，人类已经有300多年的历史。近年来，尤其是进入21世纪以来，随着常规化石能源的 日见枯竭，太阳能作为一种清洁无污染而又来源巨大的能源，逐渐成为新能源研发的重点， 世界各国对新能源的开发和利用投入了大量的人力和物力。目前世界上太阳能发电分为光伏发电和聚热发电两种方式。经过世界上各国的持 续研究，光伏发电已经形成成熟技术，而聚热发电还处于起步阶段。但是光伏发电成本高、 转化率低、存储条件苛刻；太阳能热发电就是通过聚光集热器聚焦太阳直射光，将太阳能聚 集起来产生高温热能，加热真空集热管里面的工质，产生高温，再通过换热设备加热水产生 高温高压的蒸汽，驱动汽轮机发电机组发电。目前热发电形式主要有塔式，碟式，槽式三种， 但是这三种形式的太阳能热发电系统都有着不同的缺点(1)塔式太阳能制作成本高，尤 其是跟踪系统对环境的要求比较高，每提高一点的跟踪精度，其成本成倍的提高；(2)碟式 太阳能热发电系统的吸收器容易损坏，寿命短；(3)槽式太阳能热发电系统集热面积小，集 热温度低，很难普及至民用建设。皇明太阳能股份有限公司创造出了一种低成本、高聚光 率、占地小、结构简单的热发电方式一一菲涅尔热发电技术。皇明太阳能股份有限公司CN101660117B公开了一种太阳能选择性吸收涂层及其 制备方法，但其仅适用于中低温度环境；专利技术专利CN1056159A公开了一种AlNxOy选择性吸 收涂层，但该涂层以Al作为吸收层中金属成分，因Al原子容易迁移和发生化学反应，造成 吸收层组分变化，涂层光学性能发生衰变，仅能在真空环境中使用。因此，如何选择耐高温 材料，设计合理的涂层结构，适用非真空环境，成为亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种菲涅尔式太阳能热发电用选择性吸收涂层。本专利技术另一目的是提供菲涅尔式太阳能热发电用选择性吸收涂层的制备方法。为了实现本专利技术的目的，本专利技术提供一种菲涅尔式太阳能热发电用选择性吸收涂 层，选取不锈钢作为基体材料，所述涂层从基体至表面依次为阻挡层、红外反射层、吸收层、 减反层。所述阻挡层是由不锈钢基体经热处理生成的氧化物膜构成，厚度为5(T200nm。所述红外反射层由Mo-N1-SS合金膜构成，其中Mo、N1、SS的质量百分数比为 90%: 5%: 5%, Mo-N1-SS 合金膜的厚度为 50 250nm。所述吸收层包括厚度均为2(Tl00nm的第一亚吸收层和第二亚吸收层；两个亚吸收层结构，均为N1-SiO2膜；所述第一亚吸收层Ni体积百分比为30 70%，第二亚吸收层Ni 体积百分比为20 40% ；所述减反层为厚度均为2(T60nm的双减反层，依次为第一减反层TiO2和第二减反层 Si02。一种菲涅尔式太阳能热发电用选择性吸收涂层的制备方法，包括以下步骤步骤1、将不锈钢基体在空气中热处理后在其表面得到氧化物膜作为阻挡层；步骤2、以Ar气为反应气体，通过Mo-N1-SS合金靶，采用直流磁控溅射法制备红外反射层Mo-N1-SS合金膜；步骤3、以Ar和O2混合气体作为反应气体，通过Ni靶和Si革巴，采用直流磁控溅射法制备第一亚吸收层N1-SiO2薄膜；调整Ni靶电流，采用中频磁控溅射法制备第二亚吸收层N1-SiO2薄膜；步骤4、以Ar和O2混合气体作为反应气体，通过Ni靶，采用直流磁控溅射法制备 TiO2减反膜；通过Si靶，采用直流磁控溅射法，以Ar和O2混合气体作为反应气体，制备SiO2减反膜。所述步骤I中热处理温度为50(T700°C，时间为l(T30min。所述步骤2中溅射前将真空抽至3X10_3Pa以下，Mo N1:SS合金靶的电流为 O. 5 O. 8A，溅射电压为350-450V，溅射气压为1. 5 3. 5 X IO^1Pa0所述步骤3中制备第一亚吸收层N1-SiO2薄膜时，溅射前将真空抽至3X 10_3Pa以下，Ni靶、Si革巴电流分别为O. 6 O. 8Α，0· 5 O. 8Α，溅射电压均为300-400V ；调整Ni靶电流为O. 3^0. 5Α制备第二亚吸收层N1-SiO2薄膜。所述步骤4中制备TiO2减反膜时，溅射前将真空抽至3 X IO-3Pa以下，Ti靶电流为 O. 3 O. 5Α，溅射电压为280-320V，溅射气压为3. 5 4. 5 X KT1Pa ；制备SiO2减反膜时，溅射前将真空抽至3Χ 10_3Pa以下，Ti靶电流为O. 4^0. 7A，溅射电压为290-350V，溅射气压为3. 5 4. 5 X IO^1Pa0本专利技术的有益效果1、氧化物膜作为阻挡层能够防止高温时金属粒子扩散，改变了吸收层的金属体积分数，从而影响了涂层的光学性能。2、采用高熔点的Mo-N1-SS合金膜为红外反射层具有较好的高温稳定性，且由于 Mo-N1-SS合金膜中的Ni与吸收层中Ni粒子，高温下动态平衡，从而可以 阻止由Ni金属粒子的扩散引起吸收层金属体积分数的改变，因此能显著提高涂层的高温稳定性；3、Ti02/Si02双减反层的存在使得该层的水接触角度小于15度，满足了自清洁所要求的角度条件，可以提高材料的自清洁性能，适用于菲涅尔式太阳能热发电镀膜钢管；4、本专利技术所述涂层厚度在500nm以下，在空气中，550°C，热处理200h，涂层的光学性能几乎不变，具有非真空高温稳定性；5、本专利技术所述涂层在太阳能光谱范围内(0.3 2.5μπι)具有高的吸收率a (O. 92 O. 97)，在红外区域(2. 5 50 μ m)有很低的发射率ε (O. 07 O. 14);6、该涂层制备工艺简单，且均选用常规材料，便于选择和控制，靶材利用率高，适于大规模生产。附图说明图1为本专利技术涂层结构示意图中1、阻挡层；2、红外反射层；3、吸收层；31、第一亚吸收层；32、第二亚吸收层；4、减反层；41、第一减反层；42、第二减反层。具体实施方式以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。如图1所示，本专利技术菲涅尔式太阳能热发电用选择性吸收涂层从底层至表面依次 为阻挡层1、红外反射层2、吸收层3、减反层4。所述阻挡层由不锈钢基体热处理生成的氧化物膜构成，厚度为5(T200nm。所述红 外反射层由Mo-N1-SS合金膜构成，其中Mo-N1-SS的质量百分数比为90%:5%:5%，Mo-N1-SS 合金薄膜的厚度为5(T250nm。所述吸收层包括两个亚吸收层结构，依次为第一亚吸收层31 和第二亚吸收层32 ;两个亚吸收层结构，均为N1-SiO2膜。所述第一亚吸收层Ni体积百分 比为30 70%，第二亚吸收层Ni体积百分比为20 40% ;第一亚吸收层和第二亚吸收层的厚度 均为2(Tl00nm。所述减反层为双减反层,依次为第一减反层TiO2和第二减反层SiO2 ;第一 减反层41和第二减反层42的厚度均为2(T60nm。实施例1步骤I阻挡层I的制备将不锈钢基体在空气中600°C热处理20min后在其表面得到一层致密的氧化物 膜，氧化物膜的厚度为IOOnm;步骤2红外反射本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种菲涅尔式太阳能热发电用选择性吸收涂层，其特征在于，选取不锈钢作为基体材料，所述涂层从基体至表面依次为阻挡层、红外反射层、吸收层、减反层。
【技术特征摘要】
1.一种菲涅尔式太阳能热发电用选择性吸收涂层，其特征在于，选取不锈钢作为基体材料，所述涂层从基体至表面依次为阻挡层、红外反射层、吸收层、减反层。2.根据权利要求1所述的涂层，其特征在于，所述阻挡层是由不锈钢基体经热处理生成的氧化物膜构成，厚度为5(T200nm。3.根据权利要求1所述的涂层，其特征在于，所述红外反射层由Mo-N1-SS合金膜构成，其中Mo、N1、SS的质量百分数比为90%:5%:5%，Mo-N1-SS合金膜的厚度为5(T250nm。4.根据权利要求1所述的涂层，其特征在于，所述吸收层包括厚度均为2(Tl00nm的第一亚吸收层和第二亚吸收层；两个亚吸收层均为N1-SiO2膜； 所述第一亚吸收层Ni体积百分比为30 70%，第二亚吸收层Ni体积百分比为20 40%。5.根据权利要求1所述的涂层，其特征在于，所述减反层为厚度均为2(T60nm的双减反层，依次为第一减反层TiO2和第二减反层Si02。6.一种权利要求1-5中所述的菲涅尔式太阳能热发电用选择性吸收涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤 步骤1、将不锈钢基体在空气中热处理后在其表面得到氧化物膜作为阻挡层； 步骤2、以Ar气为反应气体，通过Mo-N1-SS合金靶，采用直流磁控溅射法制备红外反射层Mo-N1-SS合金膜； 步骤3、以Ar和O2混合气体作为反应气体，通过Ni靶和Si靶，采用直流磁控溅射法制备第一亚吸收层N1-SiO2薄膜； 调整Ni靶电流，采用中频磁控溅射法...
【专利技术属性】
技术研发人员：崔银芳，尹万里，张敏，王轩，孙守建，
申请(专利权)人：北京市太阳能研究所集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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