專利名稱：一種太陽能選擇性吸收涂層的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種選擇性吸收涂層，尤其是太陽能選擇性吸收涂層。
背景技術：
磁控濺射鍍膜是近十幾年來發(fā)展迅速的一種表面薄膜技術，它是利用磁場控制輝光放電產生的等離子體來轟擊出靶材表面的粒子并使其沉積到基體表面的一種技術。磁控濺射具有諸多優(yōu)點(I)濺射出來的粒子能量為幾十電子伏特，粒子能量較大，因而薄膜/基體結合力較好，薄膜致密度較高；(2)濺射沉積速率高，基體溫升??；(3)可以沉積高熔點金屬、合金及化合物材料，濺射范圍廣；(4)能夠實現大面積靶材的濺射沉積，且沉積面積大、均勻性好；(5)操作簡單，工藝重復性好，易于實現工藝控制自動化。附著性能是制約濺射薄膜使用性能及工作可靠性的關鍵因素。隨著磁控濺射技術·的不斷發(fā)展和完善，薄膜的附著性能有了較大的改善。薄膜與襯底的附著機理薄膜之所以能附著在基底上，是范德華力、擴散附著、機械咬合等綜合作用結果，可能涉及以下3種機理①機械結合。由于薄膜本身和基底均是凹凸不平，兩者之間形成相互交錯咬合。在單純機械結合情況下，薄膜的附著力一般都較低。②物理結合。薄膜與基底之間因范德華力而結合在一起。雖然這種引力的數值較小，只有
O.I O. 5eV,但仍會造成很強的薄膜附著力。附著力一般在KT1至IO3N · Cm2。③化學鍵合。薄膜與襯底界面兩側原子之間可能形成化學鍵合?；瘜W鍵合對于提高薄膜附著力具有重要影響。化學鍵合所提供的能量一般在O. 5 IOeV之間，相應的附著力為IO6N κπι2。上述3種機理或者單獨或者共同決定著薄膜與襯底間結合力的大小。磁控濺射薄膜的附著性受到很多因素的影響，目前的研究普遍認為①不同的基材與薄膜材料組合對薄膜附著性有重要影響，對于膜基匹配性不好，材料性能差別大的，可以設置粘結層來改善。②提高基體的表面清潔度有利于提高薄膜和基體的附著力，對基體進行等離子轟擊效果更好。③制備薄膜時的各種工藝參數的設置將對薄膜附著性有著綜合的影響，適當的參數控制對提高薄膜與襯底間的附著力非常重要。④薄膜沉積后進行適當的熱處理，有利于促進界面上原子間的擴散，提高薄膜的附著力。⑤提高原料的純度有利于提聞薄I旲的附著力?；w的材料對薄膜的附著性也有很重要的影響，薄膜與基體間的匹配性不好，例如彈性模量、晶格常數失配或熱膨脹系數差別過大，薄膜內部會產生較高內應力，導致界面結合性能變差而引起膜層過早剝落。目前，太陽能選擇性吸收涂層中有采用Cu薄膜作為紅外發(fā)射層，但銅的電子比較活潑，因此與玻璃等硼硅化物結合時，附著力不理想，特別是中高溫下，附著力下降很大。

實用新型內容為了克服上述現有技術存在的缺點，本實用新型的目的在于提供一種太陽能選擇性吸收涂層，它的Cu薄膜紅外發(fā)射層附著可靠、不易剝落，從而有利于延長整個吸收涂層的使用壽命及提高整體使用性能。為實現上述目的，本實用新型采用以下技術方案一種太陽能選擇性吸收涂層，包括Cu薄膜紅外發(fā)射層，所述的Cu薄膜紅外發(fā)射層通過Al薄膜或AlN薄膜粘結在玻璃基材上。作為本實用新型的進一步的技術方案在該太陽能選擇性吸收涂層中，所述的Cu薄膜紅外發(fā)射層厚度為25 40nm ;所述的Al薄膜或AlN薄膜的厚度為5 20nm。更進一步的所述的Cu薄膜紅外發(fā)射層厚度為35nm ;所述的Al薄膜或AlN薄膜厚度為15nm。本實用新型的有益效果是在玻璃集材上沉積Al薄膜或AlN薄膜作為粘結層，然后再沉積Cu薄膜紅外發(fā)射層，有效加強其附著力，使得Cu薄膜紅外發(fā)射層附著可靠、不易·剝落，從而有利于延長整個吸收涂層的使用壽命及提高整體使用性能。也可適用于在不銹鋼等基材上鍍銅膜時增加膜層附著力。
以下結合附圖
和實施例對本實用新型做進一步的說明圖I為本實用新型實施例的結構示意圖；圖中1玻璃基材，2粘結層，3紅外反射層。
具體實施方式
如圖I所示，該太陽能選擇性吸收涂層，包括Cu薄膜紅外發(fā)射層，所述的Cu薄膜紅外發(fā)射層通過Al薄膜或AlN薄膜粘結在玻璃基材上。所述的Cu薄膜紅外發(fā)射層厚度為25 40nm ;所述的Al薄膜或AlN薄膜的厚度為5 20nm。制備時a)在磁控濺射鍍膜機的真空室中，將待鍍膜真空管內管裝在真空管工架上；b)所述的真空室抽真空達到本底真空時，沖入氬氣達到工作壓強，啟動鋁靶，保持鋁靶電流恒定，沖入氮氣；起到清靶和過渡電壓作用；c )沉積粘結層繼續(xù)沖入氮氣，鋁靶濺射，在玻璃基材上沉積形成鋁薄膜或氮化鋁薄膜即為粘結層，并使粘結層厚度為5 20nm ；d)沉積紅外發(fā)射層的步驟停止鋁靶濺射，停止注入氮氣；直流電濺射銅靶，沉積厚度為25 40nm銅薄膜即為紅外發(fā)射層。本實用新型的太陽能選擇性吸收涂層，優(yōu)選Cu薄膜紅外發(fā)射層厚度為35nm;Al薄膜或AlN薄膜厚度為15nm。上述優(yōu)選的太陽能選擇性吸收涂層的制備方法如下步驟b)中，所述的真空室本底真空達到5. 0E-2Pa時，啟動鋁靶并同時沖入氮氣，保持鋁靶電流40A，沖入氮氣100SCCM，鋁靶濺射和沖入氮氣的持續(xù)時間均為15秒；起到清靶和過渡電壓作用；步驟c)中，沉積粘結層時，沖入氮氣，維持工作壓強O. 20Pa，保持鋁靶電流40A，鋁靶電壓為315V，濺射時間為180秒；沉積粘結層厚度為15nm ；步驟d)中，沉積紅外發(fā)射層時，銅靶電壓440V，保持銅靶電流45A，濺射時間為6分鐘，維持工作壓強O. 20Pa ;紅外反射層厚度為35nm ； 上述太陽能選擇性吸收涂層的制備方法中，鋁靶濺射時，可通過調節(jié)氮氣的注入流量補償因鋁靶電壓波動對濺射形成的薄膜的影響，以制備具有特定光學常數的薄膜。
權利要求1.一種太陽能選擇性吸收涂層，包括Cu薄膜紅外發(fā)射層，其特征是所述的Cu薄膜紅外發(fā)射層通過Al薄膜或AlN薄膜粘結在玻璃基材上。
2.根據權利要求I所述的一種太陽能選擇性吸收涂層，其特征是所述的Cu薄膜紅外發(fā)射層厚度為25 40nm ;所述的Al薄膜或AlN薄膜的厚度為5 20nm。
3.根據權利要求2所述的一種太陽能選擇性吸收涂層，其特征是所述的Cu薄膜紅外發(fā)射層厚度為35nm ;所述的Al薄膜或AlN薄膜厚度為15nm。
專利摘要一種太陽能選擇性吸收涂層，包括Cu薄膜紅外發(fā)射層，其特征是所述的Cu薄膜紅外發(fā)射層通過Al薄膜或AlN薄膜粘結在玻璃基材上。在玻璃集材上沉積Al薄膜或AlN薄膜作為粘結層，然后再沉積Cu薄膜紅外發(fā)射層，有效加強其附著力，使得Cu薄膜紅外發(fā)射層附著可靠、不易剝落，從而有利于延長整個吸收涂層的使用壽命及提高整體使用性能。也可適用于在不銹鋼等基材上鍍銅膜時增加膜層附著力。
文檔編號B32B17/06GK202702782SQ20112052807
公開日2013年1月30日 申請日期2011年12月16日 優(yōu)先權日2011年12月16日
發(fā)明者于洪文, 馬兵, 張艷麗, 安利娟, 李春江, 何曉倩, 李寶山, 陳志朋, 李萍 申請人:山東桑樂太陽能有限公司