[发明专利]一种太阳能集热膜

说明书

本发明属于太阳能集热膜技术领域，公开了一种太阳能集热膜，包括基底，以及覆盖于基底上依次层叠的红外反射层W膜、第一介质减反射层Al₂O₃膜、第一金属吸收层W膜、第二介质减反射层Al₂O₃膜、第二金属吸收层W膜以及第三介质减反射层Al₂O₃膜；本发明提供的这种太阳能集热膜由Al₂O₃膜和W膜交替堆叠而成，由于相长干涉的波长受到薄膜各层的厚度影响较大，仅需改变其中某几层薄膜的厚度就可以实现对集热膜表层颜色的调节，可呈现出包括蓝色、绿色、黄绿色、黄色、紫色和桃红色等多种颜色；且该集热膜对300nm～2500nm太阳能集中波段的吸收率达到94％以上，对于2500nm以上波段的反射率达95％以上，在高效吸收太阳能的同时，也降低了热发射带来的能量损失。

技术领域

本发明属于太阳能集热膜技术领域，更具体地，涉及一种耐高温、能显示多种颜色、高效吸收太阳能的集热膜。

背景技术

太阳能集热膜是一种在紫外、可见光以及近红外具有高吸收率和低反射率的多层薄膜，可以实现对太阳能的较高吸收，同时可减小热辐射，降低能量损失。随着太阳能热应用需求以及技术的发展，太阳能集热膜的应用范围从低温应用(≤100℃)向中温应用(100℃～400℃)和高温应用(>400℃)发展，以满足各个领域的使用要求，对太阳能集热膜的耐高温要求也逐渐提高；相比单色的太阳能集热器，彩色太阳能集热器的应用需求更多，需要在不影响集热膜性能的情况下，实现集热膜颜色的可调性。

现有技术公开了譬如Al-AlN复合材料、W/WAlN/WAlON/Al₂O₃多层膜、金属/介质多层结构颜色可调的太阳光热吸收涂层等颜色可调的太阳能集热膜系。其中Al-AlN复合材料通过Al和N₂反应磁控溅射沉积得到，通过控制腔室中N₂的浓度得到4种不同的Al-AlN复合材料层，最上层的厚度可调，以此实现对颜色的调节，其余层的厚度固定，该集热膜在某些颜色下的吸收率仅有85％。W/WAlN/WAlON/Al₂O₃多层膜以W、Al和Al₂O₃为靶材，使用DC/RF磁控溅射在不锈钢基底上依次镀制W、WAlN、WAlON和Al₂O₃共4层薄膜，该吸收膜平均吸收率较高，但能够实现的颜色少；金属/介质多层结构颜色可调的太阳光热吸收涂层，使用多种材料如Cu、Ti、Ag、Cr、AlN、Al₂O₃、SiO₂等构成的金属/介质多层薄膜，可以实现多种颜色，但该吸收膜所用的材料较多，并且其高温下性能未知。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求中的至少一点，本发明提供了一种太阳能集热膜，其目的在于在满足耐高温需求的同时实现多种颜色的可调性，并提高集热膜对太阳能的吸收率。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种太阳能集热膜，包括基底，以及覆盖于基底上依次层叠的红外反射层W膜、第一介质减反射层Al₂O₃膜、第一金属吸收层W膜、第二介质减反射层Al₂O₃膜、第二金属吸收层W膜以及第三介质减反射层Al₂O₃膜。

优选的，上述太阳能集热膜，其红外反射层W膜厚度为60nm～150nm；使得太阳能集热膜对于中远红外波段的反射率达到90％以上，降低热辐射带来的能量损失，并对紫外、可见光和近红外的吸收率达到90％以上。

优选的，上述太阳能集热膜，其第一介质减反射层Al₂O₃膜厚度为50nm～100nm，有效减小在300nm～2500nm波段的反射率，使得集热膜保持良好的吸收特性。