專利名稱：一種太陽光譜選擇性吸收膜及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于薄膜技術(shù)和薄膜材料領(lǐng)域，涉及一種顏色可調(diào)選擇性太陽能吸收膜。
背景技術(shù)：
太陽能選擇性吸收涂層是太陽能集熱設(shè)備的核心部件，起著吸收太陽輻射能量并向集熱器的傳熱工質(zhì)傳遞熱量的雙重作用，目前市場上主要的太陽能選擇性吸收涂層有黑鉻、黑鎳、陽極氧化涂層以及藍鈦鍍膜等，現(xiàn)有涂層顏色單一，不美觀，缺乏裝飾性不能使太陽能熱水系統(tǒng)與建筑物在色調(diào)上協(xié)調(diào)一致。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種太陽光譜選擇性吸收膜。本發(fā)明的技術(shù)方案是，一種太陽光譜選擇性吸收膜，包括覆膜基體，在覆膜基體表面從內(nèi)到外依次中間介質(zhì)層、半透明金屬層、表面介質(zhì)層，所述的覆膜基體為Al或Cu，所述的中間介質(zhì)層和表面介質(zhì)層為含氮化硅或氮氧化硅的涂層，所述的半透明金屬層為含鉻的涂層。覆膜基體的厚度為0.05-0.5mm,中間介質(zhì)層和表面介質(zhì)層厚度為30 IOOnm,半透明金屬層厚度為I 50nm。在表面介質(zhì)層外增加一個或兩個“半透明金屬層/介質(zhì)層”交替層?！鞍胪该鹘饘賹?介質(zhì)層”交替層的半透明金屬層為含鉻的涂層，介質(zhì)層為含氮化硅或氮氧化硅的涂層。“半透明金屬層/介質(zhì)層”交替層的半透明金屬層的厚度為I 30nm，介質(zhì)層厚度為 30 lOOnm。一種太陽光譜選擇性吸收膜的生產(chǎn)方法:本發(fā)明具有如下的技術(shù)效果，太陽光譜選擇性吸收膜的太陽能吸收率高，發(fā)射率低，膜顏色可根據(jù)需要進行調(diào)節(jié)，能使太陽能熱水系統(tǒng)與建筑物在色調(diào)上協(xié)調(diào)一致。


圖1是藍色的太陽光譜選擇性吸收膜的層狀結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是藍色的太陽光譜選擇性吸收膜的層狀結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是黑色的太陽光譜選擇性吸收膜的層狀結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是紫色的太陽光譜選擇性吸收膜的層狀結(jié)構(gòu)示意圖
具體實施例方式實施例1如圖1所示，一種藍色的太陽光譜選擇性吸收膜，包括一個鋁覆膜基體1，在鋁覆膜基體I表面從內(nèi)到外依次覆蓋厚度為60nm的氮化娃中間介質(zhì)層2、厚度為15nm的半透明金屬鉻層3、厚度為68nm的氮氧化娃表面介質(zhì)層4。其生產(chǎn)方法是:選擇性吸收涂層的制備方法依次按以下步驟進行:a.將Al基體進行表面處理，除去表面油污和氧化皮；b.將表面處理好的基體烘干；c.將烘干的基體置于真空鍍膜室內(nèi)；d.真空室內(nèi)，先在基體上磁控濺射一層氮化硅中間介質(zhì)層，真空度為0.5Pa氣體濺射靶材為中頻電源控制的雙陰極硅靶，其濺射電流為45A，濺射電壓為570V，濺射氣體為Ar，反應(yīng)氣體為N2, Ar占所有氣體比重的43%，N2占57% ；e.真空室內(nèi)，再濺射一層半透明金屬鉻層，真空度為0.5Pa氣體濺射靶材為雙陰極鉻靶，其濺射電流為10A，濺射電壓為510V，濺射氣體為Ar ；f.真空室內(nèi)，最后再磁控濺射一層氮氧化硅表面介質(zhì)層，真空度為0.5Pa氣體濺射靶材為中頻電源控制的雙陰極硅靶，其濺射電流為47A，濺射電壓為600V，濺射氣體為Ar,反應(yīng)氣體為N2摻O2, Ar占所有氣體比重的33%，N2占60%, O2占7%。該藍色的太陽光譜選擇性吸收膜的太陽能吸收率為:94.5%，發(fā)射率為:5%。實施例2如圖2所示，一種藍色的太陽光譜選擇性吸收膜，包括一個鋁覆膜基體1，在鋁覆膜基體I表面從內(nèi)到外依次覆蓋厚度為60nm的氮化娃中間介質(zhì)層2、厚度為23nm的半透明金屬鉻層3、厚度為58nm的氮化硅表面介質(zhì)層4，在表面介質(zhì)層4外增加一個“半透明金屬層/介質(zhì)層”交替層5，“半透明金屬層/介質(zhì)層”交替層5的半透明金屬層為含鉻的涂層，厚度為IOnm,介質(zhì)層為含氮化娃的涂層,厚度為59nm。其生產(chǎn)方法是:選擇性吸收涂層的制備方法依次按以下步驟進行:a.將Al基體進行表面處理，除去表面油污和氧化皮；b.將表面處理好的基體烘干；c.將烘干的基體置于真空鍍膜室內(nèi)；d.真空室內(nèi)，先在基體上磁控濺射一層氮化硅中間介質(zhì)層，真空度為0.5Pa氣體濺射靶材為中頻電源控制的雙陰極硅靶，其濺射電流為45A，濺射電壓為570V，濺射氣體為Ar，反應(yīng)氣體為N2, Ar占所有氣體比重的43%，N2占57% ；e.真空室內(nèi)，再濺射一層半透明金屬鉻層，真空度為0.13Pa氣體濺射靶材為雙陰極鉻靶，其濺射電流為15A，濺射電壓為800V，濺射氣體為Ar ；f.真空室內(nèi)，最后再磁控濺射一層氮氧化硅表面介質(zhì)層，真空度為0.5Pa氣體濺射靶材為中頻電源控制的雙陰極硅靶，其濺射電流為41A，濺射電壓為525V，濺射氣體為Ar，反應(yīng)氣體為N2, Ar占所有氣體比重的43%，N2占57% ；g.真空室內(nèi)，再濺射一層半透明金屬鉻層，真空度為0.13Pa氣體濺射靶材為雙陰極鉻靶，其濺射電流為7A，濺射電壓為440V，濺射氣體為Ar ；h.真空室內(nèi)，最后再磁控濺射一層氮氧化硅表面介質(zhì)層，真空度為0.5Pa氣體濺射靶材為中頻電源控制的雙陰極硅靶，其濺射電流為41A，濺射電壓為530V，濺射氣體為Ar,反應(yīng)氣體為N2, Ar占所有氣體比重的43%，N2占57%。
該藍色的太陽光譜選擇性吸收膜的太陽能吸收率為:96.5%，發(fā)射率為:6%。實施例3如圖3所示，一種黑色的太陽光譜選擇性吸收膜，包括一個鋁覆膜基體1，在鋁覆膜基體I表面從內(nèi)到外依次覆蓋厚度為71nm的氮化娃中間介質(zhì)層2、厚度為19nm的半透明金屬鉻層3、厚度為56nm的氮氧化娃表面介質(zhì)層4。其生產(chǎn)方法是:選擇性吸收涂層的制備方法依次按以下步驟進行:a.將Al基體進行表面處理，除去表面油污和氧化皮；b.將表面處理好的基體烘干；c.將烘干的基體置于真空鍍膜室內(nèi)；d.真空室內(nèi)，先在基體上磁控濺射一層氮化硅中間介質(zhì)層，真空度為0.5Pa氣體濺射靶材為中頻電源控制的雙陰極硅靶，其濺射電流為49A，濺射電壓為624V，濺射氣體為Ar,反應(yīng)氣體為N2, Ar占所有氣體比重的43%，N2占57%。e.真空室內(nèi)，再濺射一層半透明金屬鉻層，真空度為0.5Pa氣體濺射靶材為雙陰極鉻靶，其濺射電流為13A，濺射電壓為710V，濺射氣體為Ar ；f.真空室內(nèi)，最后再磁控濺射一層氮氧化硅表面介質(zhì)層，真空度為0.5Pa氣體濺射靶材為中頻電源控制的雙陰極硅靶，其濺射電流為40A，濺射電壓為520V，濺射氣體為Ar,反應(yīng)氣體為N2摻O2, Ar占所有氣體比重的33%，N2占60%, 02占7%。該黑色的太陽光譜選擇性吸收膜的太陽能吸收率為:93.5%，發(fā)射率為:6%。實施例4如圖4所示，一種紫色的太陽光譜選擇性吸收膜，包括一個鋁覆膜基體1，在鋁覆膜基體I表面從內(nèi)到外依次覆蓋厚度為53nm的氮化娃中間介質(zhì)層2、厚度為IOnm的半透明金屬鉻層3、厚度為72nm的氮氧化娃表面介質(zhì)層4。其生產(chǎn)方法是:選擇性吸收涂層的制備方法依次按以下步驟進行:a.將Al基體進行表面處理，除去表面油污和氧化皮；b.將表面處理好的基體烘干；c.將烘干的基體置于真空鍍膜室內(nèi)；d.真空室內(nèi)，先在基體上磁控濺射一層氮化硅中間介質(zhì)層，真空度為0.5Pa氣體濺射靶材為中頻電源控制的雙陰極硅靶，其濺射電流為37A，濺射電壓為465V，濺射氣體為Ar,反應(yīng)氣體為N2, Ar占所有氣體比重的43%，N2占57% ；e.真空室內(nèi)，再濺射一層半透明金屬鉻層，真空度為0.5Pa氣體濺射靶材為雙陰極鉻靶，其濺射電流為7A，濺射電壓為440V，濺射氣體為Ar ；f.真空室內(nèi)，最后再磁控濺射一層氮氧化硅表面介質(zhì)層，真空度為0.5Pa氣體濺射靶材為中頻電源控制的雙陰極硅靶，其濺射電流為40A，濺射電壓為628V，濺射氣體為Ar,反應(yīng)氣體為N2摻O2, Ar占所有氣體比重的33%，N2占60%, O2占7%。該紫色的太陽光譜選擇性吸收膜的太陽能吸收率為:95%，發(fā)射率為:5%。
權(quán)利要求
1.一種太陽光譜選擇性吸收膜，包括覆膜基體(I)，在覆膜基體(I)表面從內(nèi)到外依次中間介質(zhì)層(2)、半透明金屬層(3)、表面介質(zhì)層(4)，其特征在于:所述的覆膜基體(I)為Al或Cu，所述的中間介質(zhì)層(2)和表面介質(zhì)層(4)為含氮化硅或氮氧化硅的涂層，所述的半透明金屬層(3)為含鉻的涂層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太陽光譜選擇性吸收膜，其特征在于:覆膜基體(I)的厚度為0.05-0.5mm,中間介質(zhì)層(2)和表面介質(zhì)層(4)厚度為3(Tl00nm,半透明金屬層(3)厚度為I 50nm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太陽光譜選擇性吸收膜，其特征在于:在表面介質(zhì)層(4)外增加一個或兩個“半透明金屬層/介質(zhì)層”交替層(5)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種太陽光譜選擇性吸收膜，其特征在于:“半透明金屬層/介質(zhì)層”交替層(5)的半透明金屬層為含鉻的涂層，介質(zhì)層為含氮化硅或氮氧化硅的涂層。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種太陽光譜選擇性吸收膜，其特征在于:“半透明金屬層/介質(zhì)層”交替層(5)的半透明金屬層的厚度為l 30nm,介質(zhì)層厚度為3(Tl00nm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的選擇性吸收涂層的制備方法，其特征在于，依次按以下步驟進行: a.將Al或Cu基體進行表面處理，除去表面油污和氧化皮； b.將表面處理好的基體烘干； c.將烘干的基體置于真空 鍍膜室內(nèi)； d.真空室內(nèi)，根據(jù)太陽能集熱器板芯的結(jié)構(gòu)，在基體上依次制備介質(zhì)層、半透明金屬層、介質(zhì)層，或者再增加一個或兩個“半透明金屬層、介質(zhì)層”交替層(5 )。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的介質(zhì)層的制備，其特征在于:真空度為0.05 2Pa，濺射氣體為Ar,反應(yīng)氣體為N2或N2摻02，Ar占所有氣體比重的30 50%，N2占40 60%，氧氣占I 15%，氣體濺射靶材為中頻電源控制的雙陰極Si靶，濺射電流為3(Γ75Α，濺射電壓為45(Tl000V。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的半透明金屬層的制備，其特征在于:真空度為0.05 2Pa，濺射氣體為Ar，濺射靶材為雙陰極Cr靶，濺射電流為2 30A，陰極電壓為30(Tl000V。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種太陽光譜選擇性吸收膜及其生產(chǎn)方法，包括覆膜基體，在覆膜基體表面從內(nèi)到外依次中間介質(zhì)層、半透明金屬層、表面介質(zhì)層，所述的覆膜基體為Al或Cu，所述的中間介質(zhì)層和表面介質(zhì)層為含氮化硅或氮氧化硅的涂層，所述的半透明金屬層為含鉻的涂層。本發(fā)明具有如下的技術(shù)效果，太陽光譜選擇性吸收膜的太陽能吸收率高，發(fā)射率低，膜顏色可根據(jù)需要進行調(diào)節(jié)，能使太陽能熱水系統(tǒng)與建筑物在色調(diào)上協(xié)調(diào)一致。
文檔編號B32B5/00GK103148620SQ20131000478
公開日2013年6月12日 申請日期2013年1月7日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月7日
發(fā)明者劉小軍 申請人:湖南興業(yè)太陽能科技有限公司