具有渐变性复合涂层形式的亚吸收层及其制法_2

文档序号:8337042阅读:来源:国知局
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】
[0023]本发明公开了一种具有渐变性复合涂层形式的亚吸收层及其制法,本领域技术人员可以借鉴本文内容,适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是,所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的,它们都被视为包括在本发明。本发明的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述,相关人员明显能在不脱离本
【发明内容】
、精神和范围内对本文所述的方法和应用进行改动或适当变更与组合,来实现和应用本发明技术。
[0024]参照图1。一种选择性太阳能热吸收涂层,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,所述主吸收性涂层3由下往上依次包括一底层复合涂层30、至少一渐变复合涂层以及一顶层复合涂层35,所述底层复合涂层30的化学成分为第一金属Mel,所述顶层复合涂层35的化学成分为第二金属Me2,所述渐变复合涂层的化学成分包括第一金属Mel以及第二金属Me2。
[0025]进一步的,各所述渐变复合涂层中第一金属Mel的含量由下往上依次减少,各所述渐变复合涂层中第二金属Me2的含量由下往上依次递增。
[0026]进一步的,各所述渐变复合涂层中第一金属Mel的含量由下往上呈阶梯状减少,各所述渐变复合涂层中第二金属Me2的含量由下往上呈阶梯状递增。
[0027]进一步的,所述渐变复合涂层共设置四层,由下往上分别为第一渐变复合涂层31、第二渐变复合涂层32、第三渐变复合涂层33以及第四渐变复合涂层34,所述第一渐变复合涂层31的化学成分包括80%的第一金属Mel以及20%第二金属Me2,所述第二渐变复合涂层32的化学成分包括60%的第一金属Mel以及40%第二金属Me2,所述第三渐变复合涂层33的化学成分包括40%的第一金属Mel以及60%第二金属Me2,所述第四渐变复合涂层34的化学成分包括20%的第一金属Mel以及80%第二金属Me2。
[0028]进一步的,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,该选择性太阳能热吸收涂层被镀制于金属带基材5上,所述金属带基材5为铝带、不锈钢带或铜带。
[0029]进一步的,所述高反射基底层4采用大面积电子束蒸发镀膜工艺制备而成,这种镀膜工艺所使用的蒸发材料为铝、铜或者银,所述高反射基底层4的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,所述薄膜涂层的成分为至少一种金属、至少一种金属氧化物、至少一种金属氮化物、至少一种金属氮氧化物或者以上金属、金属氧化物、金属氮化物和金属氮氧化物的任意组合,所述薄膜涂层采用DC磁控溅射工艺或者AC磁控溅射工艺镀制于所高反射基底层4的下表面。
[0030]一种具有渐变性复合涂层形式的亚吸收层,由下往上依次包括一底层复合涂层30、至少一渐变复合涂层以及一顶层复合涂层35,所述底层复合涂层30的化学成分为第一金属Mel,所述顶层复合涂层35的化学成分为第二金属Me2,所述渐变复合涂层的化学成分包括第一金属Mel以及第二金属Me2。
[0031]一种上述一种选择性太阳能热吸收涂层的制备方法,包括以下步骤:
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。
[0032]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,该主吸收性涂层3 —方面根据所述第一金属Mel和第二金属Me的质量配比进行靶材配对后放置在同一个真空镀膜腔室内,之后通过磁控共同溅射工艺在上述真空镀膜腔室内进行逐层镀膜,先形成所述底层复合涂层30,再根据化学成分配比的改变为阶梯状这一特性,逐层叠加从而完成各渐变复合涂层的制备,最后在渐变复合涂层顶面镀上一顶层复合涂层35。在本步骤中,在同一个镀膜腔室中配对放置的靶材为纯金属、合金、非金属、金属氧化物或金属氧化物的混合体。其中上述革Pl材的优选配对为Si or SiAl/Mo、Si or SiAl/ Al、Si orSiAl / Ni Cr.Sn/T1、Sn/Al、Sn/Cr、Sn/Mo、Sn/NiCr、Ti/In、ZnO: Al 203 (AZO)/Al 或ZnO:Ga203 (GZO) /Al中的一种配对。第一金属Mel和第二金属Me2可以是Si or SiAl/M0.Si or SiAl/ Al、Si or SiAl / Ni Cr.Sn/T1、Sn/Al、Sn/Cr、Sn/Mo、Sn/NiCr、Ti/In、ZnO: Al203 (AZO)/Al或 ZnO: Ga203 (GZO) /Al 中的一种组合。
[0033]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。
[0034]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。
[0035]以下提供几个本发明中上述减反层的优选实施例实施例一
一种基于TCO材料的减反层,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。所述TCO透明导电氧化物涂层2是通过使用复合TCO靶材的DC磁控溅射工艺来制备的。所述Si02 (S1x)涂层是通过使用电子束蒸发或者AC磁控溅射工艺来进行制备的。所述复合TCO靶材为金属氧化物或金属氧化物的混合体。所述复合TCO 革巴材为 ZnO: Al203 (AZO)。
[0036]本实施例采用AZO这种半导体性质的涂层材料具有较高的折射率,可以替代传统选择性太阳能热吸收涂层膜系中间亚层结构中的次减反层材料。对比传统选择性太阳能热吸收涂层膜系中间亚层结构使用的次减反层材料(通常是陶瓷绝缘材料),一般情况下要使用MF中频或RF射频溅射工艺来制备这些涂层。而AZO (氧化锌铝)这种半导体性质的涂层材料可以通过DC直流溅射或DC脉冲直流溅射工艺进行涂层的制备,并且在DC直流溅射或DC脉冲直流溅射工艺条件下制备AZO半导体涂层能够获得比使用MF中频或RF射频溅射工艺制备陶瓷绝缘材料更高的沉积率。
[0037]本实施例使用AZO这种半导体性质的涂层材料作为选择性太阳能热吸收涂层膜系中间亚层结构的一部分,能够通过降低选择性太阳能热吸收涂层产品光谱某些波长区域上的光谱反射率,来提高产品光谱在对应波长区域上的光谱吸收率。和传统的选择性太阳能热吸收涂层膜系使用陶瓷绝缘材料作为中间亚层结构的减反层效果相同,能够获得相似的光学指标参数。除了上面提到的使用AZO半导体材料的优点外,AZO靶材相对于ITO靶材(氧化铟锡靶材)来说,制造成本和价格相对较便宜。
[0038]实施例二
一种基于TCO材料的减反层,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。所述TCO透明导电氧化物涂层2是通过使用复合TCO靶材的DC磁控溅射工艺来制备的。所述Si02 (S1x)涂层是通过使用电子束蒸发或者AC磁控溅射工艺来进行制备的。所述复合TCO靶材为金属氧化物或金属氧化物的混合体。所述复合TCO 革巴材为 Zn
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