基于tco薄膜材料的太阳能选择性吸收涂层的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及太阳能热吸收涂层领域，尤其是指基于TCO薄膜材料的太阳能选择性吸收涂层。
【背景技术】
[0002]对于平板太阳能集热器的应用来说，最常见和普遍的一种制备技术就是在金属板材上制备选择性太阳能热吸收涂层。就目前而言，绝大多数的选择性太阳能热吸收涂层是采用真空镀膜的工艺制得。
[0003]利用真空镀膜的方法制备选择性太阳能热吸收涂层，这种方法包括了一种多层薄膜的结构，以此形成一个选择性太阳能热吸收涂层的膜系。通常情况下选择性太阳能热吸收涂层包括了一层高反射基底层，此高反射基底层拥有较低的红外发射率。在红外高反射基底层之上堆叠一层或多层的中间亚层，这种中间亚层结构构成了选择性太阳能热吸收涂层的吸收层和干涉阻挡层。顶层是一层或多层用于减少反射的膜层(减反层)。
[0004]就目前而言，选择性太阳能热吸收涂层的顶层减反层通常是由以下涂层所构成的:在主吸收层上方堆叠的是这种中间亚层结构以建立选择性太阳能热吸收涂层膜系的减反层。该减反层结构包含有:l、Ti02 (T1x)氧化物涂层，作为次减反层；2、Si02 (S1x)氧化物涂层，作为主减反层，其中主减反层覆盖于次减反层的上方。
[0005]Τ?02 (T1x)和Si02 (S1x)涂层通常情况下是由AC磁控溅射或电子束蒸发的工艺方法制备而得。
[0006]Si02 (S1x)和Ti02 (T1x)涂层的电子束蒸发具有高沉积率的优点并且在高沉积率的情况下，相应的生产能力也会提高。但是使用这种方法的不足之处是所沉积的涂层的致密度较低。使用这种方法制备的涂层对环境影响的抵抗能力较弱，同时所使用的制备技术也比较复杂，主要体现在大面积蒸发镀膜需要一个大尺寸的镀膜工艺腔室。
[0007]使用AC磁控溅射来沉积Si02 (S1x)和Ti02 (T1x)薄膜的工艺相对于电子束蒸发工艺来说要简单得多，主要的特点是镀膜工艺腔室的设计比较简单并且由磁控溅射镀膜工艺所制备的薄膜的致密度较好。但是这种涂层制备方法的不足之处是对于一些材料的沉积率较低。
【实用新型内容】
[0008]本实用新型提供一种基于TCO薄膜材料的太阳能选择性吸收涂层，其主要目的在于克服现有Ti02 (T1x)和Si02 (S1x)涂层结构存在的涂层对环境影响的抵抗能力较弱、制备技术也比较复杂以及沉积率较低的缺陷。
[0009]为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案:
[0010]基于TCO薄膜材料的太阳能选择性吸收涂层，包括一具有低红外发射率的高反射基底层、一覆盖于该高反射基底层上的主吸收性涂层以及堆叠于该主吸收性涂层的减反层，所述减反层包括一作为次减反层的TCO透明导电氧化物涂层以及一作为主减反层的Si02 (S1x)氧化物涂层，所述Si02 (S1x)氧化物涂层覆盖于所述TCO透明导电氧化物涂层O
[0011]进一步的，还包括一设于所述高反射基底层下方的金属带基材。
[0012]进一步的，所述金属带基材为铝带、不锈钢带或铜带。
[0013]进一步的，所述高反射基底层下表面覆盖有一用于提高和改善选择性太阳能热吸收涂层的附着性和/或抗腐蚀性的薄膜涂层。
[0014]进一步的，所述薄膜涂层为金属涂层、金属氧化物涂层、金属氮化物涂层或者金属氮氧化物涂层。
[0015]进一步的，所述高反射基底层为采用大面积电子束蒸发镀膜工艺制得的铝镀层、铜镀层或者银镀层。
[0016]进一步的，所述高反射基底层的厚度为50nm?lOOOnm。
[0017]和现有技术相比，本实用新型产生的有益效果在于:
[0018]1、本实用新型设计巧妙、实用性强，通过使用透明导电薄膜(TCO)来作为选择性太阳能热吸收涂层亚层结构中的减反层，在选择性太阳能热吸收涂层的亚层结构中使用TCO涂层作为减反层能够使减反层具有较好的性能，而且对于大面积选择性太阳能热吸收涂层制备的生产能力来说也是相当高的。
[0019]2、在本实用新型中，通过使用一种大面积电子束蒸发镀膜工艺来制备选择性太阳能热吸收涂层的红外高反射基底层，可以增厚红外高反射基底层的厚度，而这些较厚的涂层能够轻易地使选择性太阳能热吸收涂层拥有更低的红外发射比。在拥有更低红外发射比的同时，选择性太阳能热吸收涂层受基材条件的影响也更小。同时，可以在拥有相对较高的生产能力的情况下，实现对选择性太阳能热吸收涂层的红外高反射基底层质量的改善，进而能够帮助改善并提高平板太阳能集热器的使用性能。
[0020]3、在本实用新型中，通过在电子束蒸发镀制的较厚的高反射基底层之下再镀上一层较薄的薄膜可以提高和改善选择性太阳能热吸收涂层的附着性和/或抗腐蚀性。镀制这种较薄的能够提高和改善膜系附着性和/或抗腐蚀性的涂层的方法可以是DC或AC磁控溅射工艺。这种薄膜涂层的成分可以是一种金属Me或一种金属氧化物MeOx或一种金属氮化物MeNy或一种金属氮氧化物MeOxNy。在电子束蒸发镀制的较厚的高反射基底层之下再镀上一层较薄的可以提高和改善膜系附着性和/或抗腐蚀性的薄膜，这样就形成了一种具有红外高反射特性的选择性太阳能热吸收涂层膜系。
【附图说明】
[0021]图1为本实用新型中所述选择性太阳能热吸收涂层的结构示意图。
[0022]图2为本实用新型实施例四的中间亚层结构AZ0/Si02减反层和单层Si02减反层选择性太阳能热吸收涂层膜系反射率光谱的对比示意图。
[0023]图3为本实用新型实施例五的中间亚层结构AZ0/Si02减反层和单层Si02减反层选择性太阳能热吸收涂层膜系反射率光谱的对比示意图。
【具体实施方式】
[0024]参照图1。基于TCO薄膜材料的太阳能选择性吸收涂层，包括一具有低红外发射率的高反射基底层4、一覆盖于该高反射基底层4上的主吸收性涂层3以及堆叠于该主吸收性涂层3的减反层，所述减反层包括一作为次减反层的TCO透明导电氧化物涂层2以及一作为主减反层的Si02 (S1x)氧化物涂层1，所述Si02 (S1x)氧化物涂层I覆盖于所述TCO透明导电氧化物涂层2。
[0025]进一步的，该选择性太阳能热吸收涂层被镀制于金属带基材5上。
[0026]进一步的，所述金属带基材5为铝带、不锈钢带或铜带。
[0027]基于TCO薄膜材料的太阳能选择性吸收涂层的制备方法，包括以下步骤:
[0028]步骤1、使用电子束蒸发或者AC磁控溅射工艺，以铝带、不锈钢带或铜带为金属带基材5，在该金属带基材5上镀上一层具有低红外发射率的高反射基底层4。
[0029]步骤2、使用电子束蒸发或者AC磁控溅射工艺，在步骤I获得的高反射基底层4上镀上一到多个涂层来建立选择性太阳能热吸收涂层膜系的主吸收性涂层3。
[0030]步骤3、通过使用DC磁控溅射工艺，以Zn0:A1203 (AZO)、Zn0:Ga203 (GZO)或In203: Sn02 (ITO)作为所述复合TCO靶材，在步骤2获得的主吸收性涂层3上镀上一 TCO透明导电氧化物涂层2。
[0031 ] 步骤4、通过使用电子束蒸发或者AC磁控溅射工艺，在步骤3获得的TCO透明导电氧化物涂层2上镀上一 Si02 (S1x)氧化物涂层I。
[0032]本实用新型设计巧妙、实用性强，通过使用透明导电薄膜(TCO)来作为选择性太阳能热吸收涂层亚层结构中的减反层，在选择性太阳能热吸收涂层的亚层结构中使用TCO涂层作为减反层能够使减反层具有较好的性能，而且对于大面积选择性太阳能热吸收涂层制备的生产能力来说也是相当高的。
[0033]以下提供几个本实用新型中上述减反层的优选实施例
[0034]实施例一
[0035]一种基于TCO