一种太阳光谱选择性吸收涂层及其制备方法和应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113463026A(43)申请公布日2021.10.01(21)申请号202110753580.1(22)申请日2021.07.02(71)申请人陕西科技大学地址710021陕西省西安市未央区大学园(72)发明人王琬瑢师晶赵润强(74)专利代理机构西安通大专利代理有限责任公司61200代理人李红霖(51)Int.Cl.C23C14/16(2006.01)C23C14/06(2006.01)C23C14/35(2006.01)F24S70/225(2018.01)权利要求书1页说明书7页附图1页(54)发明名称一种太阳光谱选择性吸收涂层及其制备方法和应用(57)摘要本发明公开了一种太阳光谱选择性吸收涂层及其制备方法和应用，属于太阳能光热利用技术领域。包括：通过溅射铬靶在预处理后的基底层材料上，沉积红外反射层；继续在惰性气体和甲烷的混合气氛中，首先通过同时溅射铬靶和石墨靶，在红外反射层上第一沉积吸收层；然后在第一沉积吸收层上继续通过同时溅射铬靶和石墨靶，第二沉积吸收层；最后关闭铬靶，继续通过溅射石墨靶，在第二沉积吸收层上沉积减反射层；自然冷却后，制得太阳光谱选择性吸收涂层；其中，通过调节石墨靶的靶电流，实现调节铬、碳元素的比例。本发明制得的太阳光谱选择性吸收涂层兼具高的光谱选择性吸收率和优异的耐磨性能，能够应用于制备太阳能平板集热器。CN113463026ACN113463026A权利要求书1/1页1.一种太阳光谱选择性吸收涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将洁净的基底层材料置于真空腔中，对基底层材料先进行氩离子清洗，得到预处理后的基底层材料；2)在惰性气氛中，通过溅射铬靶在所得预处理后的基底层材料上，沉积红外反射层；3)继续在惰性气体和甲烷的混合气氛中，首先通过同时溅射铬靶和石墨靶，在所得红外反射层上第一沉积吸收层；然后在所得第一沉积吸收层上继续通过同时溅射铬靶和石墨靶，第二沉积吸收层；最后关闭铬靶，继续通过溅射石墨靶，在所得第二沉积吸收层上沉积减反射层；4)自然冷却后，制得太阳光谱选择性吸收涂层；其中，步骤3)中通过调节石墨靶的靶电流，实现调节铬、碳元素的比例。2.根据权利要求1所述的一种太阳光谱选择性吸收涂层的制备方法，其特征在于，真空腔的真空度依次通过机械泵、罗茨泵、涡轮分子泵抽至1.0×10‑4帕斯卡；基底材料为表面光洁度Ra<1μm、表面无锈点和凹坑的铝合金。3.根据权利要求1所述的一种太阳光谱选择性吸收涂层的制备方法，其特征在于，步骤1)中，进行氩离子清洗的操作参数包括：在氩气气氛中，轰击过程中保持真空腔内气压在0.5～0.6Pa，离子源电流强度在2～3A；直流脉冲偏压为600～1200V，占空比50％～80％，频率40～80KHz。4.根据权利要求1所述的一种太阳光谱选择性吸收涂层的制备方法，其特征在于，步骤2)中，沉积红外反射层的操作参数包括：铬靶电压为400～600V，电流为0.8～2A，工作气压为0.7～1Pa，氩气流量120～160sccm，沉积时间10～12min。5.根据权利要求1所述的一种太阳光谱选择性吸收涂层的制备方法，其特征在于，步骤2)中，第一沉积吸收层或第二沉积吸收层的操作参数包括：铬靶电压为400～600V，电流为0.8～2A；石墨靶电压为470～600V，电流为3～12A；工作气压为0.6～0.9Pa，氩气流量120～160sccm，甲烷流量80～100sccm，沉积时间15～20min。6.根据权利要求1所述的一种太阳光谱选择性吸收涂层的制备方法，其特征在于，步骤2)中，沉积减反射层的操作参数包括：石墨靶电压为101～606V，电流为0.1～0.2A，工作气压为0.8～1.3Pa，氩气流量120～160sccm，沉积时间7～24min。7.采用权利要求1～6任意一项所述制备方法制得的一种太阳光谱选择性吸收涂层。8.根据权利要求7所述的一种太阳光谱选择性吸收涂层，其特征在于，所述太阳光谱选择性吸收涂层的吸收率达94％～96％，发射率为5％～8％。9.权利要求7或权利要求8任意一项所述的一种太阳光谱选择性吸收涂层用于制备太阳能平板集热器中的应用。2CN113463026A说明书1/7页一种太阳光谱选择性吸收涂层及其制备方法和应用技术领域[0001]本发明属于太阳能光热利用技术领域，涉及一种太阳光谱选择性吸收涂层及其制备方法和应用。背景技术[0002]随着人类社会文明的发展，人类面临越来越多能源方面的问题和挑战，全球各个国家纷纷把目光投入到了新能源的开发和利用。因为能源发展问题与国际政治、安全和经济等问题密切相关，所以制定了鼓励新能源发展的策略，促进其迅速发展。其中，太阳能作为一种新型能源，正在人类活动