太阳光谱吸收涂层的制备方法及该涂层.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114959581A(43)申请公布日2022.08.30(21)申请号202210265585.4C23C14/34(2006.01)(22)申请日2022.03.17C23C14/16(2006.01)C23C14/35(2006.01)(71)申请人武汉大学F24S70/225(2018.01)地址430072湖北省武汉市武昌区珞珈山F24S70/25(2018.01)武汉大学(72)发明人瓦西里·帕里诺维奇曾晓梅杨兵张俊张翔宇陈燕鸣黄家辉(74)专利代理机构武汉科皓知识产权代理事务所(特殊普通合伙)42222专利代理师罗敏清(51)Int.Cl.C23C14/14(2006.01)C23C14/06(2006.01)C23C14/08(2006.01)权利要求书1页说明书7页附图3页(54)发明名称太阳光谱吸收涂层的制备方法及该涂层(57)摘要本发明公开了一种太阳光谱吸收涂层的制备方法及涂层，包括：在溅射设备中安装好靶材、衬底以及两者之间的防护屏，将溅射设备的真空度和温度调节到目标值，引入惰性气体，产生等离子体；引入氧气/氮气与惰性气体的混合气流，移除防护屏，在衬底上进行纯合金沉积；随着沉积的进行，靶材逐渐发生靶中毒，继续沉积，在衬底上沉积包括大量合金和少量合金氧化物/氮化物的混合物；随着沉积的持续进行，靶中毒程度加深，在衬底上沉积包括少量合金和大量合金氧化物/氮化物的混合物；最后靶材完全中毒，在衬底上沉积纯合金氧化物/氮化物，获得所需的太阳光谱吸收层。本发明成本低廉，涂层一体成型，具有很大的光谱吸收潜力且热稳定性高、抗氧化性好。CN114959581ACN114959581A权利要求书1/1页1.一种太阳光谱吸收涂层的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：在溅射设备中安装好靶材、衬底以及靶材与衬底之间的防护屏，将溅射设备的真空度和温度调节到目标值，引入惰性气体，此时将产生等离子体；步骤2：引入氧气与惰性气体的混合气流或者氮气与惰性气体的混合气流，移除防护屏，在衬底上初步进行纯合金沉积；步骤3：随着沉积的进行，靶材逐渐发生靶中毒，靶材表面出现中毒层，继续沉积，在衬底上沉积包括大量合金和少量合金氧化物/氮化物的混合物；步骤4：随着沉积的持续进行，靶材中毒程度加深，在衬底上沉积包括少量合金和大量合金氧化物/氮化物的混合物，继续沉积直至靶材完全中毒，在衬底上沉积纯合金氧化物/氮化物，从而获得所需的成分渐变、梯度结构太阳光谱吸收层。2.根据权利要求1所述的太阳光谱吸收涂层的制备方法，其特征在于，继续上述步骤，在上述制得的梯度涂层表面进一步沉积一层纯合金氧化物、氮化物作为抗反射层，完成含有吸收层、抗反射层的太阳能光谱吸收涂层的制备。3.根据权利要求1所述的太阳光谱吸收涂层的制备方法，其特征在于，步骤1中，真空度低于10‑3Pa，温度介于100‑300℃之间。4.根据权利要求1所述的太阳光谱吸收涂层的制备方法，其特征在于，步骤2中的混合气流流量一般为1.5‑5Pa，氧气与惰性气体比/氮气与惰性气体比介于0‑1之间。5.根据权利要求1所述的太阳光谱吸收涂层的制备方法，其特征在于，所述靶材为高熵合金。6.一种根据权利要求1‑5任意一项所述的太阳光谱吸收涂层的制备方法获得的太阳光谱吸收涂层。7.根据权利要求6所述的太阳光谱吸收涂层，其特征在于，在0.3‑2.5μm波段内，所述太阳光谱吸收涂层的反射率不高于0.02，光吸收率α不低于0.95，在高于2.5μm波段内，热辐射ε不高于0.095，光谱吸收选择比α/ε高于10。2CN114959581A说明书1/7页太阳光谱吸收涂层的制备方法及该涂层技术领域[0001]本发明属于涂层制备的技术领域，具体涉及一种太阳光谱吸收涂层的制备方法以及该涂层。背景技术[0002]太阳能作为一种清洁、绿色、免费和可再生的能源，几乎遍布世界各地。而对太阳能的开发和利用，最环保、高效的技术为太阳能光热转换系统，称为聚光太阳能系统(CSP)。聚光太阳能系统已经显示出巨大的应用前景，目前正在向全球范围内部署，预计到2030年它可以产生7％的全球电力，到2050年可以产生多达25％的全球电力。CSP系统一般由集热器，接收器，传热流体，热能储等部分组成，由沉积在接收器上的太阳能选择性吸收涂层(SSACs)将太阳能转化为热能，所以SSACs的性能决定了光热转换的效率。然而由于传热流体的温度越高，电厂的卡诺热效率越高，下一代CSP工厂的路线图预计中央塔的运行温度将超过650℃，太阳能场的工作温度从400℃升高到500℃以上。为了实现涂层的高光谱选择性，要求涂层：[0003]①在太阳辐射范围内，即紫外‑可见‑近红外波段内(0.3‑2.5μm)吸收尽可能多的太