专利名称：太阳能中温选择性吸收涂层的制作方法
技术领域：
本发明涉及槽式太阳能中温热发电领域，具体涉及一种中温集热管内太阳能选择性吸收涂层。
背景技术：
太阳能热发电是大规模开发利 用太阳能的一个重要技术途径，目前有塔式、槽式、碟式系统，其中以槽式和塔式系统商业应用较多，特别是槽式太阳能热发电，是迄今为止世界上唯一经过20年商业化运行的成熟技术，其造价远低于光伏发电。槽式聚光热发电系统的储能系统可以实现24小时运行，随着规模的增加，发电成本也具有很强的竞争力。目前，发展重点是中温集热，工作温度超过400°C的集热管，可用于热发电。中温集热管中，一般采用高倍聚光技术，聚光比可以高达80。光热转化效率是关键指标，往往一个百分点的提高都是尽力追求的。对于太阳能选择性吸收涂层目前已经研究和广泛使用了黑铬、阳极氧化着色A1-A1203以及具有成分渐变特征的SS-C/SS (不锈钢)和A1-N/A1等膜系，但这些涂层适用于200 °C以内的平板型集热装置的集热管表面。但在中温条件下，由于其红外发射率随温度上升明显升高，导致集热器热损失明显上升，热效率显著下降。对于太阳能的中温利用，尤其是中温利用，需要一种吸收率高、发射率低、热稳定性好，而且工艺简便的选择性吸收涂层。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明的目的在于提供一种太阳能中温选择性吸收涂层，能使集热管在350-450°C温度环境下工作时，涂层对太阳光谱的吸收率高、中温黑体辐射的发射率低、热稳定性良好。为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的
一种太阳能中温选择性吸收涂层，从基体到表面依次为红外反射层、第一吸收层、第二吸收层和减反射层，所述红外反射层由Al膜组成，厚度为25-35nm ;第一吸收层，为Al+Al2O3膜，厚度均为50-100 nm，其中Al2O3的含量为25_35wt% ;第二吸收层，为A1+A1203膜，厚度均为75-150nm，其中Al2O3的含量为35-50wt%;所述减反射层为Al2OJ莫，厚度为25-50nm。其中，所述红外反射层的厚度为25-30 nm。其中，所述第一吸收层的厚度为50-80 nm。其中，所述第二吸收层的厚度为90-120 nm。其中，所述第一吸收层和第二吸收层的厚度和为所述红外反射层的4-8倍。与现有技术相比，本发明具有以下优点本发明所提供的选择性吸收涂层由红外金属反射Al层、Al和A1203混合组成的双干涉吸收层和合金减反射层组成。具有良好的中温稳定性能，适用于350-450 °C的中温范围。同时，由于采用了双干涉吸收层结构，利用薄膜的干涉效应和光学陷阱来增强涂层的吸收效应，使膜层具有太阳光谱高的吸收率，红外光谱低发射率的优点。另外，本发明的涂层选择的原材料均为常规材料，应用范围比较广，成型性能好，可以加工成柱状靶材，显著提高靶材利用率，同时价格也比较低廉，可以进一步降低工作成本。适用于中温工作温度的太阳能集热管。
具体实施例方式下面结合具体实施方式
对本发明作进一步详细的说明。本发明太阳能中温选择性吸收涂层包括四层膜，从基体到表面依次为红外反射层、第一吸收层、第二吸收层和减反射层，所述红外反射层由Al膜组成，厚度为25-35nm ；第一吸收层，为Al+ Al2O3膜，厚度均为50-100 nm,其中Al2O3的含量为25_35wt% ;第二吸收层，为A1+A1A膜，厚度均为75-150nm，其中Al2O3的含量为35_50wt% ;所述减反射层为Al2O3 膜，厚度为 25-50nm。本发明的太阳能中温选择性吸收涂层，可以采用以下方法制备其包括以下步骤
对基底进行预处理
先对不锈钢基底进行预处理，将不锈钢基底表面抛光，然后分别在酒精中超声波清洗10-20 min，然后再用去离子水超声波清洗5-10 min，接着进行烘干处理，然后将烘干后的不锈钢基底进行磁控溅射；先将真空腔抽真空至10_3 Pa数量级，充入Ar气作为溅射气氛，调整溅射气压到1-3 Pa，用离子源对基底进行清洗25-30min。在基体上沉积第一层红外反射层
选用纯度99. 99%的Al靶，在清洗完基底之后，开启Al靶电源。采用直流磁控溅射，调整直流电源电压为350-450 V ;该层对红外波段光谱具有高反射特性。在红外反射层上沉积吸收层
选用纯度为99. 99%的A1203靶以及上述Al靶，采用共溅射方式形成第一吸收层；增加溅射靶膜的功率，制备第二亚层A1-A1203膜。在第二层吸收层上沉积减反射层 沉积减反射层为Al203膜。尽管发明人已经对本发明的技术方案做了较为详细的阐述和列举，应当理解，对于本领域的一般技术人员而言，根据本发明所揭示的内容，对上述实施例做出修改和/或改变或者采用等同的替代方案是显而易见的，其都不能脱离本发明要求保护的范围。实施例I
本发明太阳能中温选择性吸收涂层包括四层膜，从基体到表面依次为红外反射层、第一吸收层、第二吸收层和减反射层，所述红外反射层由Al膜组成，厚度为20-120nm ;第一吸收层，为A1+A1203膜，厚度均为50-75nm，其中A1203的含量为25_35wt% ;第二吸收层，为A1+A1203膜，厚度均为75-150nm，其中A1203的含量为35_50wt% ;所述减反射层为A1203 膜，厚度为25-50nm。本发明制备的太阳能选择性吸收涂层的性能如下涂层经过在400°C真空退火I小时后，涂层吸收率为90%-92%。
权利要求
1.一种太阳能中温选择性吸收涂层，从基体到表面依次为红外反射层、第一吸收层、第二吸收层和减反射层，所述红外反射层由Al膜组成，厚度为25-35nm ;第一吸收层，为Al+Al2O3膜，厚度均为50-100 nm，其中Al2O3的含量为25_35wt% ;第二吸收层，为A1+A1203膜，厚度均为75-150nm，其中Al2O3的含量为35-50wt%;所述减反射层为Al2OJ莫，厚度为25-50nm。
2.权利要求I所述的吸收涂层，其特征在于所述红外反射层的厚度为25-30nm。
3.权利要求I所述的吸收涂层，其特征在于第一吸收层的厚度为50-80nm。
4.权利要求I所述的吸收涂层，其特征在于所述第二吸收层的厚度为90-120nm。
5.权利要求I所述的吸收涂层，其特征在于所述第一吸收层和第二吸收层的厚度和为所述红外反射层的4-8倍。
全文摘要
本发明涉及一种太阳能中温选择性吸收涂层，从基体到表面依次为红外反射层、第一吸收层、第二吸收层和减反射层。本发明的涂层选择的原材料均为常规材料，应用范围比较广，成型性能好，可以加工成柱状靶材，显著提高靶材利用率，同时价格也比较低廉，可以进一步降低工作成本。适用于中温工作温度的太阳能集热管。
文档编号F24J2/48GK102721218SQ201210220358
公开日2012年10月10日 申请日期2012年6月29日 优先权日2012年6月29日
发明者葛波 申请人:苏州嘉言能源设备有限公司