一种太阳能光热转换涂层的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种太阳能光热转换涂层的制备方法，属于太阳能光热转换涂层技术领域。将清洗后的Cu放入真空室的内部进行烘烤，烘烤温度不能超过105℃，烘烤时长不超过半小时而不少于15分钟；在真空管的两端各接一电极，再向真空管内充入惰性气体，电极上接入直流电压，产生的辉光对Cu进行清洗；通过中频磁控溅射方式在Cu的表面镀制出过渡层；利用直流磁控溅射在过渡层的表面镀制出高红外反射层；利用中频磁控溅射在高红外反射层的表面镀制出吸收层；以中频磁控溅射方式在吸收层表面镀制减反射层。本发明专利技术所提供的太阳能光热转换涂层的制备方法所制备出的涂层，性能稳定可靠，光热转换效率高。转换效率高。

【技术实现步骤摘要】
一种太阳能光热转换涂层的制备方法


[0001]本专利技术涉及一种太阳能光热转换涂层，更具体的说，涉及一种太阳能光热转换涂层的制备方法。

技术介绍

[0002]随着经济生活的高速发展，可再生能源技术被广泛认为是减少温室气体排放，以此减轻气候变化对人类发展负面影响的关键。而太阳能可以替代当前的化石燃料，带来清洁能源，目前正越来越受到世界各国的重视。太阳能的转化形式有光热转换、光电转换、光化学转换。常见的光热转换技术中，是通过转换装置把太阳辐射能转换成热能来加以利用，转换之后，再利用热能进行发电，即所熟知的太阳能热发电。
[0003]而对于太阳能光热转换，它的基本原理是将太阳辐射能收集起来，通过与物质的相互作用转换成热能加以利用。目前使用最多的太阳能收集装置，主要有平板型集热器、真空管集热器、陶瓷太阳能集热器和聚焦集热器，且在具体使用中，很多都用到了光热转换材料，即转换涂层，以较为充分地实现太阳能的光热转换效率。目前对于光热转换涂层，现有技术中已经有多种介绍，但这些光热转换涂层对太阳能辐射的吸收还不够充分，热转换效率不够高，已经愈来愈不能满足日益增长的生产和生活需要。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的问题是针对现有技术中所存在的上述不足而提供一种太阳能光热转换涂层的制备方法，解决了现有技术中，光热转换涂层的转换效率亟待进一步提高的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用了如下的技术方案：本专利技术所提出的一种太阳能光热转换涂层的制备方法，主要按以下步骤进行，首先，选取Cu作为基体，将Cu进行清洗，并将清洗后的Cu放入真空室的内部进行烘烤，烘烤温度不能超过105℃，且烘烤时长不超过半小时，但不少于15分钟。
[0006]将Cu烘烤完毕之后，再准备一根抽真空后的圆柱状的真空管，在真空管的两端各接一电极，再向真空管内充入惰性气体，电极上接入直流电压，使得真空管内产生辉光放电，且电流为10
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2A，其所产生的辉光对Cu进行清洗；其次，通过中频磁控溅射方式在Cu的表面镀制出过渡层。利用直流磁控溅射在前面所获得的过渡层的表面镀制出高红外反射层；而后利用中频磁控溅射方式，在所述高红外反射层的表面镀制出所需的吸收层；利用中频磁控溅射方式，在所述吸收层表面镀制减反射层。
[0007]在具体制备时，上述的烘烤温度为80～90℃，烘烤时长为20～25min。烘烤温度为85℃，烘烤时长为23min。
[0008]具体而言，上述的真空管为玻璃管，所述电极为棒状结构。惰性气体为Ar，放电电流为8mA。在镀制过渡层时，需要以Cr作为靶材，调整溅射电压为370～420V，Ar气为空间气体，N2作为参与反应的气体，在镀膜时，调节N2的流量，以及其沉积时间，以确保能够形成从
内到外依次包裹的金属层、化合物梯度层，和化合物层的过渡层。
[0009]进一步地，在镀制所述高红外反射层时，以Au作为靶材，溅射电压为560～680V，以Ar气作为空间气体进行溅射镀膜的操作。
[0010]优选地，在镀覆所述吸收层时，选用的靶材必须包括Si、AlCr，以Ar气作为空间气体，以N2为反应气体，溅射镀膜后得到所述吸收层。以上反应中，Si与AlCr的质量之比为1.2：2.5为宜。
[0011]最后，本专利技术中，在镀覆所述减反射层时，采用Si为靶材，采用Ar作为空间气体，并以O2为反应气体。
[0012]相比于现有技术，本专利技术具有如下有益效果：本专利技术所提供的太阳能光热转换涂层的制备方法，首选采用了Cu作为基体，严控其烘干温度和时间，确保Cu清洗充分且不影响后续反应。并利用在惰性气体下，利用10
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2A的辉光放电对其进行最终的彻底清洁。
[0013]另一方面，本专利技术还采用现有的磁控溅射方式来进行镀膜，且严格限定过渡层、高红外反射层、吸收层、减反射层的具体磁控溅射方式分别依次为中频磁控溅射、直流磁控溅射、中频磁控溅射和中频磁控溅射，从而获得稳定可靠的相应镀层，确保换热层结构的稳定可靠，以此获得更为稳定、高效的太阳能光热转换涂层。
[0014]此外，本专利技术还对以上各个镀层在镀制时的靶材、惰性气体种类和空间气体与反应气体进行了单独指定，以提供更为具体而有效的制备方法，来高效制备光热转换涂层。
[0015]本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
具体实施方式
[0016]为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与作用更加清楚及易于了解，下面将对本专利技术的技术方案进行详细的描述。须说明的是，本领域技术人员应当知道，以下实施例中所描述的仅仅是本专利技术其中一些具体的实施结构或方式，而不是全部的实施例，因此，本专利技术的保护范围并不局限于此，下面结合具体实施方式对本专利技术作进一步阐述：
[0017]本实施例具体提出了一种太阳能光热转换涂层的制备方法，本方法需要制作四种镀层，这四种镀层依次分别是：过渡层、高红外反射层、吸收层和减反射层，具体制作时，可按以下步骤逐步进行：
[0018]一、选取Cu作为基体，本实施例特别选用了Cu这一金属作为基体，严控其烘干温度和时间，确保Cu清洗充分且不影响后续反应。具体而言，本实施例选取的Cu根据具体的涂层的使用对象制作成相应结构，例如常见的板状，或者圆筒状。在制作之初，先将Cu进行清洗，可以清洁剂清洗，或者有机洗涤剂进行初步洁净清洗，在清洗后必须用若干次清水进行冲洗，至少冲洗三次。
[0019]冲洗完毕后，将Cu(制作好相应形状的零件)放入一个真空室的内部进行烘烤，以避免Cu反应。具体而言，烘烤温度不能超过105℃，且烘烤时长不超过半小时，但不少于15分钟，以确保烘干充分。在具体制备时，上述的烘烤温度为80～90℃，烘烤时长为20～25min。烘烤温度为85℃，烘烤时长为23min，可以得到最好的烘烤效果。
[0020]二、在将Cu烘烤完毕之后，再准备一根抽真空后的圆柱状的真空管，上述的真空管为玻璃管。在真空管的两端各接一电极，可以是板状电极，或者，电极为棒状结构。再向真空
管内充入惰性气体，例如氦气或氩气等，当施加在两电极的电压达到一定值，超过激发诸如氩气，所需的能量就可形成辉光放电，放电气体离解为正电荷离子和自由电子，在电场的作用下，正电荷离子加速轰击到表面，产生阴极溅射，而在放电区域内，溅射的元素原子与电子相互碰撞被激化而发光，从而使得真空管内产生辉光放电，且电流为10
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2A，其所产生的辉光对Cu进行清洗，推荐辉光放电时的放电电流为8mA最佳。
[0021]三、再通过中频磁控溅射的方式在Cu的表面镀制出过渡层，在镀制过渡层时，需要以Cr作为靶材，调整溅射电压为370～420V，Ar气为空间气体，N2作为参与反应的气体，在镀膜时，调节N2的流量，以及其沉积时间，以确保能够形成从内到外依次包裹的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种太阳能光热转换涂层的制备方法，其特征在于：需要依次制作过渡层、高红外反射层、吸收层、减反射层，在制作时，须按以下步骤进行，S1、选取Cu作为基体，将Cu进行清洗，并将清洗后的Cu放入真空室的内部进行烘烤，烘烤温度不能超过105℃，且烘烤时长不超过半小时，但不少于15分钟；S2、将Cu烘烤完毕之后，再准备一根抽真空后的圆柱状的真空管，在真空管的两端各接一电极，再向真空管内充入惰性气体，电极上接入直流电压，使得真空管内产生辉光放电，且电流为10
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‑2A，其所产生的辉光对Cu进行清洗；S3、通过中频磁控溅射方式在Cu的表面镀制出过渡层；S4、利用直流磁控溅射在前面所获得的过渡层的表面镀制出高红外反射层；S5、利用中频磁控溅射方式，在所述高红外反射层的表面镀制出所需的吸收层；S6、利用中频磁控溅射方式，在所述吸收层表面镀制减反射层。2.根据权利要求1所述太阳能光热转换涂层的制备方法，其特征在于：所述烘烤温度为80～90℃，烘烤时长为20～25min。3.根据权利要求2所述太阳能光热转换涂层的制备方法，其特征在于：所述烘烤温度为85℃，烘烤时长为23min。4.根据权利要求1所述太阳能光热转换涂层的制备方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘俊宇，成江泷，蒋依玲，袁梓溢，张毅，朱洋臣，
申请(专利权)人：重庆建筑科技职业学院，
类型：发明
国别省市：