谱图。
[0018]图2为本发明具有双陶瓷结构高温太阳能选择性吸收涂层的高分辨断面透射电镜图。
【具体实施方式】
[0019]下面通过具体实施例对本发明高温太阳能选择性吸收涂层的制备及性能作进一步说明。
[0020]实施例1
(1)吸热体基底的处理:选用粗糙度值为1 nm的抛光不锈钢片作为吸热体基底。使用前用棉球擦拭表面，除去表面附着的杂质，然后使用不锈钢片分别在丙酮和乙醇溶剂中分别超声清洗20分钟，用氮气吹干，真空保存，待用。
[0021 ] (2)吸收层的制备:采用纯度99.99%氧化铝和纯度99.99%碳化钨作为磁控溅射靶材，利用双靶共溅射在不锈钢基底上制备吸收层;其中氧化铝采用射频磁控溅射，碳化钨采用直流磁控溅射。安装好靶材后，将真空室预抽本底真空至3.0 E—6 Torr，打开半开阀，采用压力模式，通入真空室氩气，通入量在18 mTorr;分别开启碳化钨靶材和氧化铝靶材的靶材电源，调整碳化钨靶材的溅射功率密度为3.29 W/cm—2，氧化铝靶材的溅射功率密度为6.14W/cm—2，降低氩气的进气量至3 mTorr。氧化铝和碳化钨靶材均预溅射5分钟后，开始在不锈钢基底双靶共溅射制备吸收层第一亚层A1203+WC，厚度为67 nm，氧化铝体积百分含量为19%。然后降低碳化钨靶材的溅射功率密度至1.75 W/cm—2，其它参数不变，在吸收层第一亚层膜上继续溅射得到第二亚层A1203+WC，厚度为93 nm，氧化铝体积百分含量为27%。
[0022](3)减反射层的制备:吸收层制备完毕后，关闭碳化钨靶电源，氧化铝靶材的溅射功率密度仍为6.14 W/cm—2，继续在吸收层第二亚层上制备减反射层，厚度为103 nm。
[0023]该太阳能选择性吸收涂层的光学性能如下:在大气质量因子AM1.5条件下，涂层吸收率为0.94，发射率为0.08;在2X10—4 Pa高真空度下，经600°C长时间保温后，其吸收率为0.94，法向发射率为0.08。
[0024]实施例2
(1)吸热体基底的处理:同实施例1;
(2)吸收层的制备:第一亚层的厚度为83nm，氧化铝的体积百分含量为21%;第二亚层的厚度为93 nm，氧化铝的体积百分含量为27%。其他同实施例1;
(3)减反射层的制备:同实施例1;
该太阳能选择性吸收涂层的光学性能如下:在大气质量因子AM1.5条件下，涂层吸收率为0.93，发射率为0.06;在2X10—4 Pa高真空度下，经600°C长时间保温后，其吸收率为
0.93，法向发射率为0.06。
【主权项】
1.具有双陶瓷结构的高温太阳能选择性吸收涂层，依次包括吸热体基底，吸收层和减反射层;其特征在于:吸收层的母体材料为碳化钨，掺杂材料为氧化铝，厚度为100?200 nm;减反射层为氧化铝膜，厚度为50?150 nm。2.如权利要求1所述具有双陶瓷结构高温太阳能选择性吸收涂层，其特征在于:所述吸收层依次包括第一亚层和第二亚层;其中第一亚层厚度为50?100 nm;氧化铝体积百分含量为5%?30%;第二亚层厚度为50?100 nm，氧化招体积百分含量为15%?45%。3.如权利要求1或2所述的具有双陶瓷结构的高温太阳能选择性吸收涂层，其特征在于:所述吸热体基底为抛光不锈钢片，粗糙度值为0.1?3 nm。4.如权利要求1所述具有双陶瓷结构高温太阳能选择性吸收涂层的制备方法，包括以下工艺步骤: (1)吸热体基底的处理:将吸热体基底去除表面附着的杂质后，分别在丙酮和乙醇中分别超声清洗15?20分钟，氮气吹干，真空保存； (2)吸收层的制备:采用纯度99.99%氧化铝和纯度99.99%碳化钨作为磁控溅射靶材，利用双靶共溅射在不锈钢基底上制备吸收层;其中氧化铝采用射频磁控溅射，碳化钨采用直流磁控溅射;将真空室预抽本底真空至1.0 E—6?5.0 E—6 Torr，采用压力模式通入真空室氩气流量在10?20 mTorr;调整碳化钨靶材的溅射功率密度为1?4 W/cm—2，氧化铝靶材的溅射功率密度为5?8 W/cm—2，降低氩气的进气量至2~5 mTorr;氧化铝和碳化钨靶材均预溅射3?10分钟后，开始在吸热体基底上双靶共溅射制备吸收层，厚度为100?200 nm； (3)减反射层的制备:吸收层制备完毕后，以纯度99.99%的A1203作为磁控溅射靶材，控制A1203靶材的溅射功率密度在5?8 W/cm—2，氩气进气量在2~5 mTorr (压力模式)，采用射频磁控溅射在吸收层上溅射制备减反射层，厚度为50?150 nm。5.如权利要求4所述具有双陶瓷结构高温太阳能选择性吸收涂层的制备方法，其特征在于:所述吸收层的制备包括两步: 第一步:调整碳化钨靶材的溅射功率密度为2?4 W/cm—2，氧化铝靶材的溅射功率密度为5-8 W/cm—2，降低氩气的进气量至2?5 mTorr;氧化铝和碳化钨靶材均预溅射3~10分钟后，开始在不锈钢基底双靶共溅射制备第一亚层，厚度为50?100 nm，氧化铝体积百分含量为5%?30%； 第二步:调整碳化钨靶材的溅射功率密度为1?3 W/cm—2，其它参数不变，在第一亚层上继续溅射制得第二亚层，厚度为50?100 nm，氧化铝体积百分含量为15%?45%。6.如权利要求4或5所述具有双陶瓷结构高温太阳能选择性吸收涂层的制备方法，其特征在于:所述吸热体基底为粗糙度值为0.1?3nm的抛光不锈钢片。
【专利摘要】本发明提供一种具有双陶瓷结构的高温太阳能选择性吸收涂层，属于太阳能利用技术领域。该涂层依次包括吸热体基底，吸收层和减反射层。所述吸收层的母体材料为碳化钨，掺杂材料为氧化铝，依次包括第一亚层和第二亚层；其中第一亚层厚度为50~100nm；氧化铝体积百分含量为5%~30%；第二亚层厚度为50~100nm，氧化铝体积百分含量为15%~45%。所述减反射层为氧化铝膜，厚度为50~150nm。本发明制备的涂层在大气质量因子AM1.5条件下，吸收率为≥0.93，发射率≤0.09；具有很好的高温稳定性，在太阳能热利用和热发电领域具有广阔的实用价值和应用前景。
【IPC分类】F24J2/48, C23C14/35, C23C14/06, C23C14/08
【公开号】CN105483632
【申请号】CN201510983817
【发明人】刘刚, 高祥虎, 郭志明, 耿庆芬
【申请人】中国科学院兰州化学物理研究所
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年12月24日