专利名称：一种自洁太阳能高反射率纳米薄膜的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及ー种反射光线的材料的结构，特别是可以反射太阳光，聚集热能的材料结构，尤其涉及可弯曲的反射太阳光，聚集热能的材料的结构。
背景技术：
现有技术中，太阳能作为取之不尽，用之不竭的能源，对其的利用已经成为人们公认的最为经济緑色能源，人们也竞相开展了太阳能发电、供热的研究。然而提高太阳能转换效率一直是ー个瓶颈。每提高转换效率ー个百分点，都要付出巨大的代价和很长的研究时间。在槽式聚光集热系统中，反射材料在太阳能热电装置，太阳能空调，太阳能锅炉、太阳灶等太阳能中高温应用系统中有着广泛的应用，高反射率的材料是提高上述过程太阳能利用率的关键。如上所述，如何提高反射材料的反射效率，是众多研究者孜孜以求的目标。然而，每提高反射效率ー个百分点，都要付出很大的代价和很长的研究时间，其研究和发展一直伴随整个太阳能利用的发展历程，至今，仍未有突破性进展。现有技术中，在太阳能反射材料中，银，铝是最好的反射材料，其半球反射率分别达到了 97%和92%。由于阳极氧化铝的成本较低，它是目前使用的最广泛的一种太阳能反射材料。银和阳极氧化铝的在空气中抗腐蚀性较差，它们如果没有玻璃、塑料薄膜和油漆的保护，在几个月时间内它的光学性能将严重下降，因此，它们经常被镀在玻璃、有机玻璃(聚甲基丙烯酸甲酯！polymethylmethacrylate PMMA)、聚对苯ニ甲酸こニ酯(polyethyleneterephthalate PET,)等材料的背面。由于保护层的存在,银、招反射材料的反射率大大降低，对银而言，目前实际应用中最好的反射率仅仅达到了 90%。另外保护材料也带来了许多其它的问题，如玻璃在运输和使用时容易破碎，PMMA的价格相对较高，使用寿命短，而且当有水存在时，银和PMMA的粘着力不好。PET价格便宜，对紫外光有很好的稳定性，但是当温度超过110で它的稳定性变得很差等，寻找反射率高，价格便宜，耐用的反射材料一直是人们研究的目标。现有技术为了維持反射材料的反射率，必须定期进行清洗，清洗时，摩擦和清洗剂都会给反射材料的表面造成一定的损伤，不仅降低了其反射率，还缩短了其使用寿命，当前都是从提高材料的抗磨性和选择合适的清洗剂等方面的角度来进行改进，成本高效果差。至今仍未见到反射率高、轻薄易弯曲、机械强度高、耐水、防灰尘的理想反射材料结构问世。人们在期待ー个突破
实用新型内容
为了避开现有技术中存在的缺陷和不足之处，本实用新型提出一种自洁太阳能高反射率纳米薄膜的结构，本实用新型的结构是反射率高、轻薄易弯曲、机械强度高、耐水、防灰尘的理想材料结构。本实用新型克服人们在制造过程中的偏见，在构成薄膜的多层结构之间，并不使用粘合剂，也不采用加热熔合的エ艺，仅用真空吸附的结构将各层贴合在一起，就达到结合紧密成为一体的效果。本实用新型是通过采用以下技术方案实现的。设计制造一种自洁太阳能高反射率纳米薄膜，所述薄膜结构按顺序包括一基层，为不锈钢或有机玻璃PMMA或聚对苯ニ甲酸こニ酯PET，厚度0. 3mm
I.2mm，其上为一过渡层，材料为铜或铬厚度为20 nm 50 nm，其上为一反射层，反射层为银,其厚度为80 nm 150 nm,其上为一保护层，保护层为ニ氧化硅，其厚度为200 nm 800 nm，其上为一自洁层，自洁层为ニ氧化钛，其厚度为50 nm 250 nm ；所述的基层、过渡层、反射层、保护层和自洁层的表面光洁度均达到13级以上，各层之间是真空吸附结构。所述反射层可以为为铝膜，其厚度为100 nm 200nm。所述自洁层和保护层可以为ニ氧化硅、ニ氧化钛的混合膜，其厚度为200 nm 600nm,其ニ氧化钛在混合膜中的质量百分比为10 50%。由于ニ氧化钛具有光催化和超亲水性双重特性，在本实用新型中作为自清洁层面使用，从而使本实用新型的各种物理指标大大提高。本实用新型的反射膜为银膜吋，对太阳光的反射率为94% 97%，当反射膜为铝膜吋，反射率为90% 92%，提高了好几个百分点。本实用新型不仅反射率高，而且具有自清洁功能，仅仅用水ー冲就光亮如新，具有很长的户外使用寿命，按照长周期使用计算，即节省了成本，也节约了维护费用，減少了环境污染。
图I是本实用新型的一种自洁太阳能高反射率纳米薄膜示意图。
具体实施方式
以下结合附图所示的实施方式对本实用新型作进ー步详细描述制造一种自洁太阳能高反射率纳米薄膜结构如图I所示，所述薄膜结构按顺序包括一基层1，为不锈钢或有机玻璃PMMA或聚对苯ニ甲酸こニ酯PET，厚度0. 3mm
I.2mm，其上为一过渡层2，材料为铜或铬厚度为20 nm 50 nm，其上为一反射层3，反射层3为银，其厚度为80 nm 150 nm,其上为一保护层4，保护层4为ニ氧化硅，其厚度为200 nm 800 nm，其上为一自洁层5,自洁层5为ニ氧化钛,其厚度为50 nm 250 nm ；所述的基层I、过渡层2、反射层3、保护层4和自洁层5的表面光洁度均达到13级以上，各层之间是真空吸附结构。所述反射层3可以为铝膜，其厚度为100 nm 200nm。自洁层5和保护层4可以为ニ氧化硅、ニ氧化钛的混合膜，其厚度为200nm 600nm,其ニ氧化钛在混合膜中的质量百分比为10 50%。所述自洁太阳能高反射率纳米薄膜是这样制造出来的A、首先制备ー层基层，为不锈钢或有机玻璃PMMA或聚对苯ニ甲酸こニ酯PET，厚度0. 3mm I. 2mm,将其表面用去污剂清洗，用蒸馏水水清洗，烘干I分钟,用细磨机磨2分钟，光洁度达到13级以上；B、接下来，在基层上用铜或铬制备过渡层，方法是用磁控溅射沉积方式，铜或铬 的靶尺寸为都为0>60X5 mm，纯度为99. 99%，溅射气体为99. 999%高纯氩，本底真空度为6. I X 10_4 Pa，工作压カ设为0. 7 Pa，靶基距固定在75 mm，氩的流量为22 sccm ;铜或铬的溅射功率都是40 W，溅射速率分别48. 2 nm/min和43. 6 nm/min,其厚度为20 nm 50 nm ；C、接下来，在过渡层之上制备反射层，方法是用磁控溅射沉积方式，反射层为银，银的靶尺寸为0>60X5 mm，纯度为99. 99%，溅射气体为99. 999%高纯氩，本底真空度为6. I X10_4Pa，工作压カ设为0.7 Pa，靶基距固定在75 mm，氩的流量为22 sccm ;银的溅射功率是40 W，溅射速率为64. 4 nm/min，其厚度为80 150 nm ；D、然后在反射层之上制备保护层，方法是用磁控溅射沉积方式，保护层为ニ氧化硅，ニ氧化硅的靶尺寸为060X5 mm，纯度为99. 99%，溅射气体为99. 999%高纯氩，本底真空度为6. IX 10_4 Pa，工作压カ设为0. 7 Pa，靶基距固定在75 mm，氩的流量为22 sccm，其溅射功率是280 W，溅射速率分别为9. I nm/min，其厚度为200 800 nm ；E、然后在保护层之上制备自洁层，自洁层为ニ氧化钛，采用射频磁控溅射法，ニ氧化钛的靶尺寸为0>60X3 mm，纯度为99. 99%，溅射气体为99. 999%高纯氩，本底真空度为6. I X 10_4 Pa，工作压カ设为0. 7 Pa，靶基距固定在75 mm，氩的流量为22 sccm ;其溅射功率是180 W，溅射速率5. 3 nm/min，其厚度为50 nm 250 nm。在步骤E中，所述自洁层溅射前先对ニ氧化钛靶材进行5min的预溅射，以除去靶表面残留的氧化物和污染物。反射层可以为铝膜，其厚度为100 nm 200nm ；自洁层和保护层可以为ニ氧化硅、ニ氧化钛的混合膜，其厚度为200nm 600nm，其ニ氧化钛在混合膜中的质量百分比为10 50%。还可以这样制造自洁太阳能高反射率纳米薄膜A、首先制备ー层基层，为不锈钢或有机玻璃PMMA或聚对苯ニ甲酸こニ酯PET，厚度0. 3mm I. 2mm,将其表面用去污剂清洗，用蒸馏水水清洗，烘干I分钟,用细磨机磨2分钟，光洁度达到13级以上；B、接下来，在平板上用铜或铬制备过渡层，方法是用磁控溅射沉积方式，铜或铬的靶尺寸为都为0>60X5 mm，纯度为99. 99%，溅射气体为99. 999%高纯氩，本底真空度为6. I X 10_4 Pa，工作压カ设为0. 7 Pa，靶基距固定在75 mm，氩的流量为22 sccm ;铜或铬的溅射功率都是40 W，溅射速率分别48. 2 nm/min和43. 6 nm/min,其厚度为20 nm 50 nm,制成的薄膜备用；C、接下来，在平板上制备反射层，方法是用磁控溅射沉积方式，反射层为银，银的靶尺寸为060X5 mm，纯度为99. 99%，溅射气体为99. 999%高纯氩，本底真空度为6. 1X10—4Pa，工作压カ设为0.7 Pa，靶基距固定在75 mm，氩的流量为22 sccm ;银的溅射功率是40W，溅射速率为64. 4 nm/min，其厚度为80 150 nm，制成的薄膜备用；D、然后，在平板上制备保护层，方法是用磁控溅射沉积方式，保护层为ニ氧化硅，ニ氧化硅的靶尺寸为(D60X5 mm，纯度为99. 99%，溅射气体为99. 999%高纯氩，本底真空度为6. IX 10_4 Pa，工作压カ设为0. 7 Pa，靶基距固定在75 mm，氩的流量为22 sccm，其溅射功率是280 W，溅射速率分别为9. I nm/min，其厚度为200 800 nm，制成的薄膜备用；E、然后，在平板上制备自洁层，自洁层为ニ氧化钛，采用射频磁控溅射法，ニ氧化钛的靶尺寸为0>60X3 mm，纯度为99. 99%，溅射气体为99. 999%高纯氩，本底真空度为6. I X 10_4 Pa，工作压カ设为0. 7 Pa，靶基距固定在75 mm，氩的流量为22 sccm ;其溅射功率是180 W，溅射速率5. 3 nm/min，其厚度为50 nm 250 nm，制成的薄膜备用；接下来，按基层、过渡层、反射层、保护层和自洁层结构顺序由下向上，逐层先将ー边与下ー层的ー边贴合，然后逐步顺序增加贴合面积，直至该层贴合完毕；至最后ー层。以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进ー步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种自洁太阳能高反射率纳米薄膜，其特征在于，所述薄膜按顺序包括 一基层，为不锈钢或有机玻璃PMMA或聚对苯ニ甲酸こニ酯PET，厚度0. 3mm I. 2mm,其上为 一过渡层，材料为铜或铬厚度为20 nm 50 nm，其上为 一反射层，反射层为银，其厚度为80 nm 150 nm，其上为 一保护层，保护层为ニ氧化硅，其厚度为200 nm 800 nm，其上为 ー自洁层，自洁层为ニ氧化钛，其厚度为50 nm 250 nm ； 所述的基层、过渡层、反射层、保护层和自洁层的表面光洁度均达到13级以上，各层之间用真空吸附方法結合。
2.根据权利要求I所述的自洁太阳能高反射率纳米薄膜，其特征在于 所述反射层为铝膜，其厚度为100 nm 200nm。
专利摘要一种自洁太阳能高反射率纳米薄膜，包括一基层，为不锈钢或有机玻璃，厚度0.3mm～1.2mm，其上为一过渡层,材料为铜或铬，厚度为20nm～50nm，其上为一反射层，反射层为银，其厚度为80nm～150nm，其上为一保护层，保护层为二氧化硅，其厚度为200nm～800nm，其上为一自洁层，自洁层为二氧化钛，其厚度为50nm～250nm。本实用新型的反射膜为银膜时，对太阳光的反射率为94%～97%，当反射膜为铝膜时，反射率为90%～92%，本实用新型不仅反射率高，而且具有的自清洁功能仅仅用水一冲就光亮如新，户外使用寿命长。
文档编号B32B15/04GK202388852SQ201120253119
公开日2012年8月22日 申请日期2011年7月18日 优先权日2011年7月18日
发明者丁旃, 刘志猛, 左远志, 徐勇军, 杨敏林, 杨晓西, 杭义萍, 蔡其文 申请人:东莞理工学院