sccm，基片傳輸速率為0. 4m/min，基底玻璃在Ti靶下方往返運動14 次，基片溫度為室溫。
[0047] 6)在（Ti02/Ge/Al/玻璃)上制備減反層Si02:采用脈沖直流電源氧化反應磁控濺 射硅鋁靶(鋁含量30%wt，純度99. 7%)方法在（Ti02/Ge/Al/玻璃）上沉積Si02膜。其鍍膜 工藝參數設置如下：脈沖直流電源濺射功率為3000?，工作氣壓為5mTorr，工作氣體Ar (純 度99. 99%)流量為30sccm，02 (純度99. 99%)流量為14sccm，基片傳輸速率為0. 4m/min，基 底玻璃在硅鋁靶下方往返運動3次，基片溫度為室溫。
[0048] 7)待完成以上制備步驟后，使樣品冷卻20min，出片，停機。
[0049] 圖2示出了本發明實施例和傳統選擇性吸收涂層材料在0. 3-48 μ m波段的吸收系 數光譜的吸收光譜以及太陽光譜和200°C黑體輻射光譜圖。通過測試實施例和傳統選擇性 吸收涂層材料在0. 3-48 μ m波段的吸收光譜（其中0. 3-2. 5 μ m反射光譜由日立U-4100分 光光度計測試得到，2. 5-48 μ m反射光譜由Bruker的Tensor27傅里葉紅外光譜儀測試得 到)可知本發明實施例相比于傳統選擇性吸收涂層吸收-反射過渡區更陡峭，在太陽能光 譜范圍（0. 3-2. 5微米）具有較高的吸收率α，在熱輻射紅外區域（2-50微米）具有極低的 輻射率ε，α/ε高于現有的商業產品，適合于低倍聚焦的中溫太陽能集熱器。
[0050] 圖3示出了本發明實施例和傳統選擇性吸收涂層材料不同溫度下的輻射率曲線。 本實施例紅外輻射率按照以下公式計算得到（如200°C )。
[0052] 其中E2tltlU)為200°C黑體輻射隨波長分布（2μπι-48μπι)，由圖三可知，本發明實 施案例紅外輻射率低于傳統選擇性吸收涂層材料，尤其是高溫下可獲得遠低于傳統選擇性 吸收涂層材料的紅外輻射率。
[0053] 計算得到的太陽光譜吸收率和200°C的紅外輻射率，見表2。
[0055] 表2.制備樣品的太陽光譜吸收率和輻射率（200°C)
[0056] 其中太陽光譜吸收率按以下公式計算：
[0058] 其中Α(λ)為大氣質量AM=I.5時太陽輻射光譜輻照度（W/m2ym)，RU)是分光 光度計測試得到的太陽光譜選擇性吸收涂層反射光譜（300_2500nm)。
[0059] 控制吸收層鍺厚度為25_26nm得到的實施例，吸收率α高于79%，200°C輻射率ε 約1. 7-2. 1%，α / ε約37~47,遠遠大于目前商業化的各種太陽光譜選擇性吸收涂層。這 種基于半導體Ge本征吸收的太陽光譜選擇性吸收涂層特別適合于輻射面積大的太陽能中 溫集熱器。
[0060] 通過對實施例涂層樣品在真空條件下進行退火處理來驗證本發明專利中基于半 導體Ge本征吸收的太陽光譜選擇性吸收涂層在真空環境下中溫穩定性和耐用性。將涂層 樣品置于真空條件下(小于IX l〇_5Torr)，加熱至250°C退火5h，退火后樣品的吸收率和熱 輻射率較退火前涂層的吸收率和熱輻射率略有變化，但不明顯，而且α/ε變大，光熱轉換 效率略有提高，證明本發明制得的涂層可應用于真空條件下中溫太陽能集熱器中使用。
[0061] 以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，并非對本發明作任何形式上的限制，雖 然本發明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發明，任何熟悉本專業的技術人 員，在不脫離本發明技術方案范圍內，當可利用上述揭示的技術內容作出些許更動或修飾 為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質 對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發明技術方案的范圍內。
【主權項】
1. 一種太陽光譜選擇性吸收涂層，其特征在于，依次包括：基底、紅外反射層、吸收層 和減反層，所述的吸收層為半導體薄膜Ge。2. 根據權利要求1所述的太陽光譜選擇性吸收涂層，其特征在于，所述的吸收層Ge為 非晶態Ge,波長在350nm-980nm范圍內時折射率為3. 4-4. 9,消光系數為0. 5-3. 1 ;波長在 2 ii m-25 ii m范圍內時折射率為4. 1-4. 3,消光系數小于0. 03 ;較佳地，所述吸收層Ge的厚 度為 15_50nm。3. 根據權利要求1所述的太陽光譜選擇性吸收涂層，其特征在于，所述的紅外反射層 為Cu、Au、Ag、Ni、Cr等導電性能好的金屬,優選金屬錯；較佳地,所述紅外反射層金屬Cu、 八1138、附、0，優選41的厚度為5〇-20〇11111。4. 根據權利要求1所述的太陽光譜選擇性吸收涂層，其特征在于，所述減反層依次為 內層高折射率（n=2. 0-3. 0)的介質層和外層低折射率（n=l. 1-2. 0)的介質層；較佳地，所述 高折射介質層的厚度為l〇_6〇nm，低折射率介質層的厚度為30-130nm。5. 根據權利要求4所述的太陽光譜選擇性吸收涂層，其特征在于，所述高折射率介質 層為 Bi203、Ce02、Nb205、Te0 2、Hf02、Zr02、Cr203、Sb20 3、Ta205、Si3N4 介質層，優選 TiO2 ;和 / 或 所述低折射率介質層為多孔 Si02、A1203、Th02、Dy20 3、Eu203、Gd203、Y 203、La203、MgO、Sm2O 3 介質層，優選SiO2Al2O3混合物。6. 根據權利要求1所述的太陽光譜選擇性吸收涂層，其特征在于，所述的基底為玻璃 或者鋁、銅、不銹鋼。7. 如權利要求1所述的太陽光譜選擇性吸收涂層的制備方法，其特征在于，包括以下 步驟： 基底的制備，選擇拋光的金屬板或者玻璃板，經過機械清洗后進行射頻氬離子清洗去 除表面污染層和氧化層； 紅外反射層的制備，通過直流磁控濺射法在上述的基底層表面制備一層金屬紅外反射 層； 吸收層的制備，通過直流磁控濺射法在上述的紅外反射層上制備吸收層； 減反層的制備，通過直流反應磁控濺射法在上述的吸收層上制備減反層。8. 根據權利要求7所述的方法，其特征在于，所述基底層的厚度為0. 2-10mm。9. 根據權利要求7所述的方法，其特征在于，所述紅外反射層優選為Al,厚度為 50_200nm。10. 根據權利要求7所述的方法，其特征在于，所述的吸收層Ge為非晶態Ge,波長在 350nm-980nm范圍內，折射率為3. 4-4. 9,消光系數為0. 5-3. 1 ;波長在2 ii m-25 ii m范圍內， 折射率為4. 1-4. 3,消光系數小于0. 03 ;和/或 所述的減反層包括特征：優選的高折射率減反層TiO2的厚度為10-60nm ;優選的低折 射率減反層SiO2的厚度為30-130nm。
【專利摘要】本發明提出一種太陽光譜選擇性吸收涂層，涂層結構從基底到空氣界面依次為：基底1、紅外反射層2、半導體吸收層3(鍺)和高折射率介質層41和低折射率介質層42組成的減反層4；該太陽光譜選擇性吸收涂層具有優異的光譜選擇性，吸收-反射過渡區陡峭；在太陽能光譜范圍（0.3-2微米）具有較高的吸收率α，在熱輻射紅外區域（2-50微米）具有極低的吸收率/輻射率ε，α/ε遠高于現有的商業產品，適合于低倍光學聚焦的中溫太陽能集熱器；并且制備工藝簡單、鍍膜設備要求低，適用于大規模低成本生產。
【IPC分類】B32B15/00, C23C14/35, F24J2/48, B32B9/04, C23C14/08, B32B15/20, B32B15/04, C23C14/14
【公開號】CN104976803
【申請號】CN201410145986
【發明人】劉靜, 項曉東, 汪洪
【申請人】太浩科技有限公司
【公開日】2015年10月14日
【申請日】2014年4月11日
【公告號】US20150316289