本发明专利技术涉及一种高温太阳能选择性吸收涂层，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。本发明专利技术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。适用于中高温工作温度的太阳能集热管。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及槽式太阳能高温热发电领域，具体涉及一种高温集热管内太阳能选择性吸收涂层。
技术介绍
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，发展重点是中高温集热，工作温度超过400°C的集热管，可用于热发电。中高温集热管中，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N1-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。但在高温条件下，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。对于太阳能的中高温利用，尤其是高温利用，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。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种高温太阳能选择性吸收涂层，能使集热管在400-500°C温度环境下工作时，涂层对太阳光谱的吸收率高、高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，本专利技术是通过以下技术方案实现的 一种高温太阳能选择性吸收涂层，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Mo膜组成，厚度为20-35nm ;第一吸收层，为Mo+TiN膜，厚度均为50-100nm，其中TiN的含量为20_35wt% ;第二吸收层，为Mo+TiN膜，厚度均为75-150nm，其中TiN的含量为35_50wt% ;所述减反射层为TiN膜，厚度为50_75nm。其中，所述红外反射层的厚度为20-25 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100-125 nm。其中，所述第一吸收层和第二吸收层的厚度和为所述减反射层的4-6倍。其中，所述的TiN膜中，N的含量为50_60wt%。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点本专利技术所提供的选择性吸收涂层由红外金属反射Mo层、Mo和TiN混合组成的双干涉吸收层和合金减反射层组成。具有良好的高温稳定性能。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，本专利技术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。适用于中高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专利技术作进一步详细的说明。本专利技术高温太阳能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Mo膜组成，厚度为20-35nm;第一吸收层，为Mo+TiN膜，厚度均为50-100nm，其中TiN的含量为20_35wt% ;第二吸收层，为Mo+TiN膜，厚度均为75-150nm，其中TiN的含量为35_50wt% ;所述减反射层为TiN膜，厚度为 50_75nm。 本专利技术的高温太阳能选择性吸收涂层，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20-30min。在基体上沉积第一层红外反射层 选用纯度99. 99%的Mo靶，在清洗完基底之后，开启Mo靶电源。采用直流磁控溅射，调整直流电源电压为350-450 V ;制备涂层厚度为20-35nm，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TiN靶以及上述Mo靶，采用共溅射方式形成第一吸收层，厚度控制为50-100nm ;增加溅射TiN靶膜的功率，制备第二亚层Mo_Si02膜，厚度为75_150nm。在第二层吸收层上沉积减反射层 减反射层为TiN膜。在上一膜层厚度达到后，停止Mo靶电源，继续溅射TiN膜，厚度控制为 50-75nm。尽管专利技术人已经对本专利技术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，根据本专利技术所揭示的内容，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，其都不能脱离本专利技术要求保护的范围。实施例I 本专利技术高温太阳能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Mo膜组成，厚度为20-35nm;第一吸收层，为Mo+TiN膜，厚度均为50-100nm，其中TiN的含量为20_35wt% ;第二吸收层，为Mo+TiN膜，厚度均为75-150nm，其中TiN的含量为35_50wt% ;所述减反射层为TiN膜，厚度为50-75nm。本专利技术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92%-93%。本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种高温太阳能选择性吸收涂层，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Mo膜组成，厚度为20-35nm ;第一吸收层，为Mo+TiN膜，厚度均为50-100nm，其中TiN的含量为20_35wt% ;第二吸收层，为Mo+TiN膜，厚度均为75-150nm，其中TiN的含量为35_50wt% ;所述减反射层为TiN膜，厚度为50_75nm。2.权利要求I所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：葛波，
申请(专利权)人：苏州嘉言能源设备有限公司，
类型：发明
国别省市：
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