一种太阳能选择性吸收涂层、其制备方法及光热转换装置与流程

本发明属于太阳能选择性吸收涂层技术领域，涉及一种太阳能选择性吸收涂层及其制备方法和应用，尤其涉及一种高吸收率、低发射率的太阳能选择性吸收涂层、其制备方法及光热转换装置。

背景技术：

随着传统化石能源的短缺，环境污染和温室效应的日益严重，人们对清洁能源的需求越来越迫切。太阳能储量丰富，清洁环保，其作为新型绿色能源正越来越受到人们的重视。

在当今世界能源消耗结构中，热能是最主要和最普遍的形式。利用光热转化技术，将太阳辐射能转换为热能，用于工业生产和人们的日常生活，对于促进人类社会的可持续发展具有重要意义。

实现太阳能光热转化的关键装置是太阳能集热器，而太阳能集热器的核心是太阳能选择性吸收涂层。优质的太阳能选择性吸收涂层，可以有效提高光热转化效率，最大限度的利用太阳能，正成为人们研究的热点。

地球表面接受的太阳辐射主要分布在300nm-2500nm左右的光谱区域，即在可见光区和近红外光区。这部分能量加上部分紫外光区能量，占太阳总辐射能的98％。太阳能选择性吸收涂层必须满足两个条件，即：(1)涂层材料在太阳光谱内要有较高的吸收率α；(2)涂层材料在自身辐射波长范围内有较低的发射率ε。目前，我国太阳能热水器标准中规定，太阳能选择性吸收涂层的吸收率α＞0.9，发射率ε＜0.1。

研究人员根据有效介质理论，提出了多种太阳能选择性吸收涂层类型，如光干涉型涂层、多层渐变模型涂层、本征吸收涂层、金属陶瓷复合涂层、光学陷阱涂层等。大多数类型的涂层，介质中分散着诸多金属粒子，在吸收层，从下到上，金属粒子的含量逐渐减少。太阳光在金属粒子的作用下，产生多次反射和散射，吸收太阳辐射能。采用这种光热转化原理的太阳能选择性吸收涂层，其吸收层大多由两层构成，即位于下层的高金属吸收层和位于上层的低金属吸收层。如cn103528251a提出的耐高温金属陶瓷太阳能选择性吸收涂层，吸收层由银铝或银钛合金粒子与al2o3复合而成，结构上由厚度和金属含量不同的高金属吸收层和低金属吸收层构成；cn102689467a提出的一种具有si3n4和aln双陶瓷结构高温太阳能选择性吸收涂层，其吸收层包括两个亚层结构，均为si3n4和aln膜；cn203063207u提出的一种中高温太阳能选择性吸收涂层，其吸收层由两层，高金属填充因子吸收层为第一ti-aln膜，低金属填充因子吸收层为第二ti-aln膜。

上述结构的太阳能选择性吸收涂层，结构复杂，吸收层各层金属粒子含量要求严格，制备过程中操作条件要求高，限制了涂层的生产和应用。

cn106556173a公开了一种应用于太阳能热水器的石墨烯太阳能吸收剂，由介质水、ph调节剂、纳米粉末和分散剂配制而成；cn106524525a公开了一种应用于太阳能热水器的炭黑-石墨烯纳米太阳能吸收剂，由介质水、ph调节剂、纳米粉末和分散剂配制而成。但是，上述太阳能吸收剂由于石墨烯的导热系数高，其散热较快，对太阳能的利用效率并不高。

为此，开发一种结构简单，光热转换效率高，制备工艺易于操作的新型太阳能选择性吸收涂层势在必行。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种太阳能选择性吸收涂层、其制备方法及光热转换装置，所述太阳能选择性吸收涂层中石墨烯材料层的附着力显著提高，各层之间的结合力强，成膜速率快，致密均匀性好，易于控制，对太阳能的吸收率高且发射率低，热稳定性好，传热效率高，适宜大规模应用。

本发明所述的高吸收率、低发射率的太阳能选择性吸收涂层是指所述太阳能选择性吸收涂层的吸收率大于0.94，发射率小于0.08。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

本发明的目的之一在于提供一种太阳能选择性吸收涂层的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

(1)在基体上制备红外反射层；

(2)将旋涂液旋涂到所述红外反射层表面，得到吸收层；其中，所述旋涂液主要由聚乙烯醇水溶液和/或酚醛树脂乙醇溶液以及石墨烯材料混合得到；

(3)在所述吸收层上制备减反层，得到所述太阳能选择性吸收涂层。

本发明所述太阳能选择性吸收涂层由下至上依次包括红外反射层、吸收层和减反层，且所述吸收层为旋涂法制备的石墨烯材料层。所述旋涂法中聚乙烯醇水溶液和/或酚醛树脂乙醇溶液的选择至关重要，将其替换为其它物质，则会导致石墨烯材料层的附着力变弱，并且影响石墨烯材料层与红外反射层和减反层之间的结合。

步骤(1)所述基体的材质选自玻璃材质或金属材质，优选为玻璃片、玻璃管、钢管、钢板、铝板或铝管中的任意一种。

优选地，步骤(1)先清洗基体，再在基体上制备红外反射层，所述清洗基体包括：将基体在丙酮溶液中超声清洗，用去离子水冲洗；再将基体放入无水乙醇中超声清洗，用去离子水冲洗；最后将基体放入无水乙醇中，取出，用n2吹干。

步骤(1)采用直流或射频磁控溅射法在基体上制备红外反射层，所述直流或射频磁控溅射法包括：以高纯金属为靶材，以氩气为溅射气体，通过控制溅射电压、溅射电流和溅射时间，得到红外反射层。

本发明如无特殊说明，所述纯度均是指质量百分含量的纯度。

所述高纯金属是指纯度为99％以上(如99.1％、99.3％、99.5％、99.7％或99.9％等)的金属。

采用直流或射频磁控溅射法在基体上制备红外反射层具有如下优点：采用上述方法制备的红外反射层，能使基体与红外反射层结合牢靠，涂层质量好，并使红外反射层与石墨烯材料层之间形成良好的结合，防止石墨烯材料层的脱落。

优选地，所述高纯金属为高纯铜或高纯银。

优选地，步骤(1)所述红外反射层的厚度为40-300nm，如45nm、50nm、80nm、100nm、130nm、150nm、180nm、200nm、230nm、250nm或280nm等。步骤(2)所述旋涂液中石墨烯材料的浓度为0.5-10g/l，如0.6g/l、0.8g/l、1.0g/l、2.0g/l、3.0g/l、5.0g/l、7.0g/l或9.0g/l等，所述石墨烯材料选自石墨烯、氧化石墨烯或石墨烯衍生物中的任意一种或至少两种的组合，典型但非限制性的组合如石墨烯与氧化石墨烯，石墨烯与石墨烯衍生物，石墨烯、氧化石墨烯与石墨烯衍生物，优选为石墨烯，进一步优选为热裂解法制备得到的石墨烯。所述石墨烯也可为石墨经机械剥离法制备得到。具体可参考：石墨烯联盟标准t/cgia001-2017“石墨烯材料的术语、定义及代号”。

优选地，步骤(2)先将石墨烯材料分散到乙醇中再与聚乙烯醇水溶液和/或酚醛树脂乙醇溶液混合。

优选地，步骤(2)所述聚乙烯醇水溶液按聚乙烯醇与水的质量比为0.1:100-10:100配制，如0.5:100、0.8:100、1:100、3:100、5:100、7:100、8:100或9:100等。

优选地，步骤(2)所述酚醛树脂乙醇溶液按酚醛树脂与乙醇的质量比为100:10-100:400配制，如100:15、100:20、100:30、100:40、100:50、100:60、100:70、100:80、100:90、100:100、100:150、100:200、100:250、100:300、100:350或100:380等。

步骤(2)所述聚乙烯醇水溶液和/或酚醛树脂乙醇溶液的浓度在特定范围内有利于提高石墨烯材料层的附着力。

优选地，步骤(2)使用匀胶机将旋涂液旋涂到红外反射层表面。

优选地，所述匀胶机的匀胶转速为450-5000r/min，如500r/min、600r/min、800r/min、1000r/min、1500r/min、1800r/min、2000r/min、2300r/min、2500r/min、2800r/min、3500r/min、4000r/min或4500r/min等。

优选地，所述匀胶机的匀胶时间为20-60s，如25s、30s、35s、45s、55s或58s等。

优选地，步骤(2)所述旋涂的次数为1-10次，如2次、3次、4次、5次、6次、7次、8次或9次等。

优选地，每次旋涂的间隔时间为2-60min，如3min、5min、10min、20min、30min、40min、45min、55min或58min等。

优选地，每次旋涂的旋涂液量为0.02-0.2ml，如0.05ml、0.08ml、0.10ml、0.13ml、0.15ml或0.18ml等。

旋涂法操作过程中，匀胶机转速、匀胶时间、旋涂液量、旋涂次数和每次旋涂的间隔对石墨烯材料层厚度和质量有重要影响。各工艺参数在上述范围内，石墨烯材料层的质量最优。

优选地，步骤(2)所述吸收层的厚度为30-300nm，如35nm、40nm、50nm、80nm、100nm、120nm、150nm、180nm、210nm、250nm、280nm或290nm等。

步骤(3)所述减反层为sio2层，所述sio2层采用直流或射频磁控溅射法制备，所述直流或射频磁控溅射法制备减反层包括：以高纯si为靶材，氩气为溅射气体，氧气为反应气体，通过调节气体流量、溅射电压、电流和溅射时间，得到sio2减反层；或，

以高纯sio2为靶材，氩气为溅射气体，通过调节溅射电压、电流和溅射时间，得到sio2减反层。

所述高纯si和高纯sio2分别指纯度不低于99％(如99.1％、99.3％、99.5％、99.7％或99.9％等)的si和sio2。

采用上述方法制备减反层具有如下优点：采用上述方法制备的减反层与石墨烯材料层之间接触紧密，结合力强，不易脱落，并且减反层成膜均匀，质量较好。

优选地，所述sio2层的厚度为30-120nm，如35nm、40nm、50nm、60nm、80nm、90nm、100nm或110nm等。

作为优选的技术方案，所述太阳能选择性吸收涂层的制备方法包括如下步骤：

(1)以高纯cu或高纯ag为靶材，以氩气为溅射气体，通过控制溅射电压、溅射电流和溅射时间，在清洗后的基体上得到厚度为40-300nm红外反射层；

(2)将石墨烯材料加入到聚乙烯醇水溶液和/或酚醛树脂乙醇溶液中，聚乙烯醇水溶液按聚乙烯醇与水的质量比为0.1:100-10:100配制，酚醛树脂乙醇溶液按酚醛树脂与乙醇的质量比为100:10-100:400配制，得到旋涂液，利用匀胶机将旋涂液旋涂到所述红外反射层表面，匀胶机的匀胶转速为450-5000r/min，匀胶时间为20-60s，所述旋涂的次数为1-10次，每次旋涂的间隔时间为2-60min，每次旋涂的旋涂液量为0.02-0.2ml，得到厚度为30-300nm的石墨烯材料层，即吸收层；

(3)以高纯si为靶材，氩气为溅射气体，氧气为反应气体，通过调节气体流量、溅射电压、电流和溅射时间，得到位于吸收层表面的厚度为30-120nm的sio2减反层；或，

以高纯sio2为靶材，氩气为溅射气体，通过调节溅射电压、电流和溅射时间，得到位于吸收层表面的厚度为30-120nm的sio2减反层，从而得到所述太阳能选择性吸收涂层。

本发明的目的之二在于提供一种如上所述制备方法得到的太阳能选择性吸收涂层，所述太阳能选择性吸收涂层由下至上依次包括红外反射层、吸收层和减反层，所述吸收层为石墨烯材料层。

所述太阳能选择性吸收涂层对太阳能的吸收率高，发射率低。由于其吸收层使用石墨烯材料，而石墨烯材料吸热能力强，导热系数高，比表面积大，机械强度和稳定性好，使得所述太阳能选择性吸收涂层的热稳定性好，传热效率高。三层之间相互配合，使得所述太阳能选择性吸收涂层的吸收率大于0.94，发射率小于0.08。

所述红外反射层的厚度为40-300nm，如45nm、50nm、80nm、100nm、130nm、150nm、180nm、200nm、230nm、250nm或280nm等，所述吸收层的厚度为30-300nm，如35nm、40nm、50nm、80nm、100nm、120nm、150nm、180nm、210nm、250nm、280nm或290nm等，所述减反层的厚度为30-120nm，如35nm、40nm、50nm、60nm、80nm、90nm、100nm或110nm等。

所述红外反射层、吸收层和减反层的厚度在上述范围内具有如下优点：上述厚度范围内的红外反射层、石墨烯材料层和减反层对太阳光的选择性吸收率更高，发射率更低。另外，采用直流或射频磁控溅射法制备上述厚度的红外反射层，采用上述旋涂法制备上述厚度的吸收层，并且采用直流或射频磁控溅射法制备上述厚度的减反层，得到的太阳能选择性吸收涂层，其吸收率最高，可达到0.986，发射率最低，可低至0.053。

所述石墨烯材料层包括石墨烯、氧化石墨烯或石墨烯衍生物中的任意一种或至少两种的组合，典型但非限制性的组合如石墨烯与氧化石墨烯，石墨烯与石墨烯衍生物，石墨烯、氧化石墨烯与石墨烯衍生物，优选为石墨烯，进一步优选为热裂解法制备得到的石墨烯。所述石墨烯也可为石墨经机械剥离得到的产物。

优选地，所述红外反射层选自金属层，优选为cu层和/或ag层。

优选地，所述减反层选自sio2层。

本发明的目的之三在于提供一种如上所述的太阳能选择性吸收涂层的应用，即一种光热转换装置，所述光热转换装置包如上所述的太阳能选择性吸收涂层。所述光热转换装置如太阳能集热器。

本发明所述的数值范围不仅包括上述例举的点值，还包括没有例举出的上述数值范围之间的任意的点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明提供的太阳能选择性吸收涂层采用旋涂法制备吸收层，工艺简单，易于控制，成膜速度快，且通过特定的物质选择(聚乙烯醇水溶液和/或酚醛树脂乙醇溶液)，得到的石墨烯材料层致密性好，石墨烯材料分布均匀，附着力强，其附着力为一级；

本发明提供的太阳能选择性吸收涂层采用磁控溅射法制备红外反射层和减反层，能够与旋涂法制备的吸收层相互配合，制得的红外反射层和减反层与石墨烯材料层的结合力强，不易脱落，附着力均为一级；

本发明提供的太阳能选择性吸收涂层的吸收率大于0.94，发射率小于0.08，光热转换效率高，机械强度、稳定好，且耐候性强；

本发明提供的太阳能选择性吸收涂层适宜用于太阳能光热转换领域，其能够更好地利用太阳能。

附图说明

图1为本发明一种实施方式提供的石墨烯材料太阳能选择性吸收涂层的结构示意图。

其中：1，红外反射层；2，吸收层；3，减反层；4，基体。

图2为本发明一种实施方式提供的石墨烯材料太阳能选择性吸收涂层的制备工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

一种石墨烯材料太阳能选择性吸收涂层，如图1所示，由下至上依次包括红外反射层1、吸收层2和减反层3，所述吸收层2为石墨烯材料层，所述石墨烯材料太阳能选择性吸收涂层位于基体4上。

所述石墨烯材料层包括石墨烯、氧化石墨烯或石墨烯衍生物中的任意一种或至少两种的组合，典型但非限制性的组合如石墨烯与氧化石墨烯，石墨烯与石墨烯衍生物，石墨烯、氧化石墨烯与石墨烯衍生物，优选为石墨烯，进一步优选为热裂解法制备得到的石墨烯。

所述石墨烯材料太阳能选择性吸收涂层的制备方法，如图2所示，包括如下步骤：

(1)清洗基体；

(2)制备红外反射层：以高纯cu或高纯ag为靶材，以氩气为溅射气体，通过控制溅射电压、溅射电流和溅射时间，在清洗后的基体上得到红外反射层；

(3)在红外反射层上制备石墨烯材料层：将石墨烯材料加入到聚乙烯醇水溶液和/或酚醛树脂乙醇溶液中，得到旋涂液，利用匀胶机将旋涂液旋涂到所述红外反射层表面，得到石墨烯材料层，即吸收层；

(4)在吸收层上制备减反层：以高纯si为靶材，氩气为溅射气体，氧气为反应气体，通过调节气体流量、溅射电压、电流和溅射时间，得到sio2减反层；或，

以高纯sio2为靶材，氩气为溅射气体，通过调节溅射电压、电流和溅射时间，得到sio2减反层；进而得到所述太阳能选择性吸收涂层。

实施例1-5采用热裂解法制备的到的石墨烯，制备过程可以参考cn104724699a“纤维素为原料制备生物质石墨烯的方法”中的实施例1。

实施例1

一种高吸收率石墨烯太阳能选择性吸收涂层，由下到上依次由红外反射层、吸收层和减反层构成；红外反射层为cu，厚度为160nm；吸收层为石墨烯，厚度为200nm；减反层为sio2，厚度为100nm。

所述高吸收率石墨烯太阳能选择性吸收涂层制作步骤如下：

步骤一：在基体上制备红外反射层。

基体的清洗流程如下：(1)将基体在丙酮溶液中超声清洗10min，用去离子水冲洗；(2)将基体放入无水乙醇中超声清洗10min，用去离子水冲洗；(3)将基体放入无水乙醇中，取出，用n2吹干备用。

采用直流磁控溅射法制备红外反射层：以高纯cu为靶材，以氩气(ar)为溅射气体。溅射前将真空室预抽本底真空至4×10^-3pa，调整溅射距离为130mm，通入ar，调节溅射气压为0.4pa，调节溅射电压为380v、溅射电流为8a，制备厚度为160nm的cu膜。

步骤二：在红外反射层上制备吸收层。

采用旋涂法制备石墨烯吸收层：以石墨烯为原料，聚乙烯醇溶液为胶粘剂，乙醇为分散剂，利用匀胶机制备。将聚乙烯醇加入适量去离子水中，加热至60℃后搅拌20min，聚乙烯醇溶解后过滤，得到聚乙烯醇浓度为4g/l的聚乙烯醇溶液；在聚乙烯醇溶液中加入适量乙醇和石墨烯，搅拌均匀，得到石墨烯浓度为2g/l的石墨烯聚乙烯醇溶液；匀胶机的匀胶转速为3000r/min，匀胶时间为20s，所述旋涂的次数为5次，每次旋涂的间隔时间为60min，每次旋涂的旋涂液量为0.2ml，得到厚度为200nm的吸收层。

步骤三：在吸收层上制备减反层。

采用射频磁控溅射法制备减反层：以高纯sio2为靶材，氩气(ar)为溅射气体制备。溅射前将真空室预抽本底真空至4×10^-3pa，调整溅射距离为140mm，通入ar，调节溅射气压为0.4pa；调节溅射电压为600v、溅射电流为8a，制得厚度为100nm的sio2减反层。

本实例制备的石墨烯太阳能选择性吸收涂层，在大气质量因子am1.5条件下，吸收率为0.974，发射率为0.068；且石墨烯层与cu层和sio2减反层之间的结合力分别为一级。

另外，将步骤二中石墨烯的浓度调整为0.5g/l，其最终得到的石墨烯太阳能选择性吸收涂层的性能与实施例1所述石墨烯太阳能选择性吸收涂层的性能相同。

实施例2

一种高吸收率石墨烯太阳能选择性吸收涂层，由下到上依次由红外反射层、吸收层和减反层构成；红外反射层为cu，厚度为100nm；吸收层为石墨烯，厚度为150nm；减反层为sio2，厚度为110nm。

所述高吸收率石墨烯太阳能选择性吸收涂层的制作步骤如下：

步骤一：在基体上制备红外反射层。

基体的清洗流程如下：(1)将基体在丙酮溶液中超声清洗12min，用去离子水冲洗；(2)将基体放入无水乙醇中超声清洗15min，用去离子水冲洗；(3)将基体放入无水乙醇中，取出，用n2吹干备用。

采用直流磁控溅射法制备红外反射层：以高纯cu为靶材，以氩气(ar)为溅射气体。溅射前将真空室预抽本底真空至4.5×10^-3pa，调整溅射距离为140mm，通入ar，调节溅射气压为0.5pa；调节溅射电压为400v、溅射电流为10a，制备厚度为100nm的cu膜。

步骤二：在红外反射层上制备吸收层。

采用旋涂法制备石墨烯吸收层：以石墨烯为原料，聚乙烯醇溶液为胶粘剂，乙醇为分散剂，利用匀胶机制备。将聚乙烯醇加入适量去离子水中，加热至50℃后搅拌25min，聚乙烯醇溶解后过滤，得到聚乙烯醇浓度为6g/l的聚乙烯醇溶液；在聚乙烯醇溶液中加入适量乙醇和石墨烯，搅拌均匀，得到石墨烯浓度为3g/l的石墨烯聚乙烯醇溶液；匀胶机的匀胶转速为5000r/min，匀胶时间为60s，所述旋涂的次数为3次，每次旋涂的间隔时间为50min，每次旋涂的旋涂液量为0.1ml，得到厚度为150nm的吸收层。

步骤三：在吸收层上制备减反层。

采用直流磁控溅射法制备减反层：以高纯si为靶材，氩气(ar)为溅射气体，氧气(o2)为反应气体制备。溅射前将真空室预抽本底真空至5×10^-3pa，调整溅射距离为145mm，通入ar和o2，o2的流量为30sccm，ar和o2的流量比为3，调节溅射气压为0.35pa。调节溅射电压为700v、溅射电流为9a，制得厚度为80nm的sio2减反层。

本实例制备的石墨烯太阳能选择性吸收涂层，在大气质量因子am1.5条件下，吸收率为0.965，发射率为0.064；且石墨烯层与cu层和sio2减反层之间的结合力分别为一级。

实施例3

一种高吸收率石墨烯太阳能选择性吸收涂层，由下至上依次由红外反射层、吸收层和减反层构成；红外反射层为ag，厚度为70nm；吸收层为石墨烯，厚度为250nm；减反层为sio2，厚度为60nm。

所述高吸收率石墨烯太阳能选择性吸收涂层的制作步骤如下：

步骤一：在基体上制备红外反射层。

基体的清洗流程如下：(1)将基体在丙酮溶液中超声清洗15min，用去离子水冲洗；(2)将基体放入无水乙醇中超声清洗15min，用去离子水冲洗；(3)将基体放入无水乙醇中，取出，用n2吹干备用。

采用直流磁控溅射法制备红外反射层：以高纯ag为靶材，以氩气(ar)为溅射气体。溅射前将真空室预抽本底真空至3.5×10^-3pa，调整溅射距离为130mm，通入ar，调节溅射气压为0.35pa。调节溅射电压为430v、溅射电流为10a，制备厚度为70nm的ag膜。

步骤二：在红外反射层上制备吸收层。

采用旋涂法制备石墨烯吸收层：以石墨烯为原料，聚乙烯醇溶液为胶粘剂，乙醇为分散剂，利用匀胶机制备。将聚乙烯醇加入适量去离子水中，加热至80℃后搅拌25min，聚乙烯醇溶解后过滤，得到聚乙烯醇浓度为7g/l的聚乙烯醇溶液。在聚乙烯醇溶液中加入适量乙醇和石墨烯，搅拌均匀，得到石墨烯浓度为4g/l的石墨烯聚乙烯醇溶液；匀胶机的匀胶转速为4000r/min，匀胶时间为60s，所述旋涂的次数为6次，每次旋涂的间隔时间为10min，每次旋涂的旋涂液量为0.2ml，得到厚度为250nm的吸收层。

步骤三：在吸收层上制备减反层。

采用射频磁控溅射法制备减反层：以高纯sio2为靶材，氩气(ar)为溅射气体制备。溅射前将真空室预抽本底真空至3.5×10^-3pa，调整溅射距离为130mm，通入ar，调节溅射气压为0.35pa。调节溅射电压为700v、溅射电流为8a，制得厚度为60nm的sio2减反层。

本实例制备的石墨烯太阳能选择性吸收涂层，在大气质量因子am1.5条件下，吸收率为0.982，发射率为0.071；且石墨烯层与cu层和sio2减反层之间的结合力分别为一级。

实施例4

一种高吸收率石墨烯太阳能选择性吸收涂层，由下至上依次由红外反射层、吸收层和减反层构成；红外反射层为ag，厚度为40nm；吸收层为石墨烯，厚度为300nm；减反层为sio2，厚度为30nm。

所述高吸收率石墨烯太阳能选择性吸收涂层的制作步骤如下：

步骤一：在基体上制备红外反射层。

基体的清洗流程如下：(1)将基体在丙酮溶液中超声清洗12min，用去离子水冲洗；(2)将基体放入无水乙醇中超声清洗10min，用去离子水冲洗；(3)将基体放入无水乙醇中，取出，用n2吹干备用。

采用直流磁控溅射法制备红外反射层：以高纯ag为靶材，以氩气(ar)为溅射气体。溅射前将真空室预抽本底真空至4.0×10^-3pa，调整溅射距离为140mm，通入ar，调节溅射气压为0.35pa。调节溅射电压为400v、溅射电流为10a，制备厚度为40nm的ag膜。

步骤二：在红外反射层上制备吸收层。

采用旋涂法制备石墨烯吸收层：以石墨烯为原料，聚乙烯醇溶液为胶粘剂，乙醇为分散剂，利用匀胶机制备。将聚乙烯醇加入适量去离子水中，加热至80℃后搅拌25min，聚乙烯醇溶解后过滤，得到聚乙烯醇浓度为8g/l的聚乙烯醇溶液。在聚乙烯醇溶液中加入适量乙醇和石墨烯，搅拌均匀，得到石墨烯浓度为10g/l的石墨烯聚乙烯醇溶液；匀胶机的匀胶转速为450r/min，匀胶时间为60s，所述旋涂的次数为10次，每次旋涂的间隔时间为2min，每次旋涂的旋涂液量为0.02ml，得到厚度为300nm的吸收层。

步骤三：在吸收层上制备减反层。

采用射频磁控溅射法制备减反层：以高纯sio2为靶材，氩气(ar)为溅射气体制备。溅射前将真空室预抽本底真空至4.0×10^-3pa，调整溅射距离为150mm，通入ar，调节溅射气压为0.35pa。调节溅射电压为650v、溅射电流为6a，制得厚度为30nm的sio2减反层。

本实例制备的石墨烯太阳能选择性吸收涂层，在大气质量因子am1.5条件下，吸收率为0.986，发射率为0.075；且石墨烯与ag层和sio2减反层之间的结合力分别为一级。

另外，将所述太阳能选择性吸收涂层中的ag层替换为cu层，制备的石墨烯太阳能选择性吸收涂层，在大气质量因子am1.5条件下，吸收率为0.984，发射率为0.077；且石墨烯层与cu层和sio2减反层之间的结合力分别为一级。

实施例5

一种高吸收率石墨烯太阳能选择性吸收涂层，由下至上依次由红外反射层、吸收层和减反层构成；红外反射层为ag，厚度为300nm；吸收层为石墨烯，厚度为30nm；减反层为sio2，厚度为120nm。

所述高吸收率石墨烯太阳能选择性吸收涂层的制作步骤如下：

步骤一：在基体上制备红外反射层。

基体的清洗流程如下：(1)将基体在丙酮溶液中超声清洗15min，用去离子水冲洗；(2)将基体放入无水乙醇中超声清洗15min，用去离子水冲洗；(3)将基体放入无水乙醇中，取出，用n2吹干备用。

采用直流磁控溅射法制备红外反射层：以高纯ag为靶材，以氩气(ar)为溅射气体。溅射前将真空室预抽本底真空至3.5×10^-3pa，调整溅射距离为120mm，通入ar，调节溅射气压为0.40pa。调节溅射电压为450v、溅射电流为10a，制备厚度为300nm的ag膜。

步骤二：在红外反射层上制备吸收层。

采用旋涂法制备石墨烯吸收层：以石墨烯为原料，聚乙烯醇溶液为胶粘剂，乙醇为分散剂，利用匀胶机制备。将聚乙烯醇加入适量去离子水中，加热至80℃后搅拌25min，聚乙烯醇溶解后过滤，得到聚乙烯醇浓度为5g/l的聚乙烯醇溶液。在聚乙烯醇溶液中加入适量乙醇和石墨烯，搅拌均匀，得到石墨烯浓度为3g/l的石墨烯聚乙烯醇溶液；匀胶机的匀胶转速为5000r/min，匀胶时间为20s，所述旋涂的次数为1次，旋涂的旋涂液量为0.02ml，得到厚度为30nm的吸收层。

步骤三：在吸收层上制备减反层。

采用射频磁控溅射法制备减反层：以高纯sio2为靶材，氩气(ar)为溅射气体制备。溅射前将真空室预抽本底真空至3.5×10^-3pa，调整溅射距离为130mm，通入ar，调节溅射气压为0.35pa。调节溅射电压为700v、溅射电流为10a，制得厚度为120nm的sio2减反层。

本实例制备的石墨烯太阳能选择性吸收涂层，在大气质量因子am1.5条件下，吸收率为0.945，发射率为0.053；且石墨烯层与cu层和sio2减反层之间的结合力分别为一级。

另外，将所述太阳能选择性吸收涂层中的ag层替换为cu层，制备的石墨烯太阳能选择性吸收涂层，在大气质量因子am1.5条件下，吸收率为0.942，发射率为0.058；且石墨烯层与cu层和sio2减反层之间的结合力分别为一级。

实施例1-5在制备吸收层的过程中不使用乙醇，直接将石墨烯分散到聚乙烯醇水溶液中，得到的太阳能选择性吸收涂层的性能分别与相应实施例得到的太阳能选择性吸收涂层的性能相近(吸收率和发射率的差别均在2％以内)，且石墨烯层与cu层和sio2减反层之间的结合力分别为一级。

将实施例1-5中的聚乙烯醇水溶液的浓度替换为1g/l-100g/l中的任意值，仍能得到性能优异的石墨烯层，且得到的太阳能选择性吸收涂层在大气质量因子am1.5条件下，吸收率为0.945-0.984，发射率为0.053-0.077；且石墨烯层与cu层、ag层或sio2减反层之间的结合力分别为一级。

将实施例1-5中的聚乙烯醇水溶液替换为酚醛树脂乙醇溶液或聚乙烯醇水溶液与酚醛树脂乙醇溶液的混合液，得到的太阳能选择性吸收涂层在大气质量因子am1.5条件下，吸收率为0.950-0.986，发射率为0.056-0.075；且石墨烯层与cu层、ag层或sio2减反层之间的结合力分别为一级。

将实施例1-5中的热裂解法制备得到的石墨烯替换为石墨经机械剥离法制备的石墨烯、氧化石墨烯或石墨烯衍生物中的任意一种或至少两种的组合，如石墨经机械剥离法制备的石墨烯石墨烯与氧化石墨烯，石墨经机械剥离法制备的石墨烯与石墨烯衍生物，石墨经机械剥离法制备的石墨烯、氧化石墨烯与石墨烯衍生物。得到的太阳能选择性吸收涂层在大气质量因子am1.5条件下，吸收率为0.945-0.980，发射率为0.058-0.073；且石墨烯材料层与cu层、ag层或sio2减反层之间的结合力分别为一级。实施例1-5中的石墨烯还可以替换为除上述材料外的其它的石墨烯材料，得到的太阳能选择性吸收涂层的性能与实施例1-5得到的太阳能选择性吸收涂层的性能相近。

对比例1

除太阳能选择性吸收涂层的制作过程中将步骤二中的聚乙烯醇替换为酚醛树脂，将水替换为丙醇外，其余与实施例3相同。

经试验，在大气质量因子am1.5条件下，吸收率为0.975，发射率为0.083；石墨烯层与cu层和sio2减反层之间的结合力分别为二级。

对比例2

除太阳能选择性吸收涂层的制作过程中步骤二中的聚乙烯醇水溶液替换为有机硅胶粘剂外，其余与实施例3相同。

经试验，在大气质量因子am1.5条件下，吸收率为0.972，发射率为0.087；石墨烯层与cu层和sio2减反层之间的结合力分别为二级。

对比例3

除采用喷涂方法制备石墨烯层外，其余与实施例3相同。

经试验，在大气质量因子am1.5条件下，吸收率为0.964，发射率为0.089；石墨烯层与cu层和sio2减反层之间的结合力分别为二级。

对比例4

除采用化学气相沉积法制备石墨烯层外，其余与实施例3相同。

经试验，在大气质量因子am1.5条件下，吸收率为0.973，发射率为0.088；石墨烯层与cu层和sio2减反层之间的结合力分别为二级。

对比例5

除采用蒸镀、化学气相沉积或电镀中的一种制备红外减反层外，其余与实施例3相同。

经试验，在大气质量因子am1.5条件下，吸收率为0.971，发射率为0.081；石墨烯层与cu层和sio2减反层之间的结合力分别为二级。

对比例6

除采用蒸镀、化学气相沉积或电镀中的一种制备减反层外，其余与实施例3相同。

经试验，在大气质量因子am1.5条件下，吸收率为0.975，发射率为0.084；石墨烯层与cu层和sio2减反层之间的结合力分别为二级。

申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。