[发明专利]太阳能真空集热管溅射选择性光吸收膜形成方法

摘要

一种太阳能光热转化吸收涂层，由沉积在基础材料上的金属光反射层，金属、陶瓷及非结晶碳混合组成的光吸收层，陶瓷及非结晶碳混合组成的光减反射层三层依次磁控溅射沉积形成，或由沉积在基础材料上的金属光反射层，金属和非结晶碳混合组成的光减反射层，金属、陶瓷及非结晶碳混合组成的光吸收层及陶瓷和非结晶碳混合组成的光减反射层四层依次磁控溅射沉积形成。其在溅射镀膜过程中以反应电极和非反应电极两电极或三电极作为阴极，单独溅射或同时溅射。溅射激励气体为氩气，反应气体为氮气、乙炔或甲烷。光热转化吸收涂层三层或四层依次以一定厚度溅射沉积形成其膜的整体厚度。此太阳能光热转化吸收涂层具有导电特性。

主权项

1、一种太阳能选择吸收表面涂层形成的方法，其特征为这种光热转化吸收膜层具有导电特性，可以由以下两种结构形式，并可以以两种结构来实现，其中一种膜层结构为三层结构，即：基层为金属光反射层，第二层为金属、陶瓷、非结晶碳混合溅射组成的光吸收层，第三层为陶瓷或陶瓷与非结晶碳混合溅射组成或非结晶碳溅射组成的光减反射层，金属光反射层、光吸收层、光减反射层三层依次溅射叠加，形成光热转化吸收膜层的总体厚度，其实现步骤如下：a、在一密闭的圆柱腔体内，放置两电极靶或三电极靶，腔体表面为阳极，放电极靶为阴极，两电极靶或三电极靶之间间隔有冷却的阻挡屏风，阴极靶及屏风内通有冷却介质，腔体中有平行于放电极靶的磁铁，基础材料放置于托架后，密闭，抽真空，当真空度达到一定要求后，充入适量惰性气体氩气，抽真空，使其保持一定真空度下的循环，基础材料置于放电极靶于腔体表面之间的旋转轮上，自身静止或绕轴向以一定速度旋转，放置基础材料的转轮装置绕圆柱腔体的轴线方向旋转，使基础材料可交替通过各阴极靶与圆柱腔阳极形成磁控的溅射流，可单独接受或同时接受放电阴极靶的溅射沉积，使基础材料上沉积金属光反射层到一定厚度；b、在氩气存在的前提，通入反应气体氮气、乙炔或甲烷，将两靶或三靶同时通电溅射，其中一靶为能与氮气反应的金属材料制作，另一靶或两靶为不与金属材料反应的材料制作，共同溅射沉积在金属光反射层上，形成金属、陶瓷、非结晶碳溅射沉积复合构成的吸收层，其中，非反应金属含量由高到低依次递减，反应金属与气体生成的陶瓷含量由低到高依次增加，非结晶碳持续溅射沉积，膜层达到一定厚度之后不反应电极停止溅射，只有反应电极溅射，与反应气体反应生成陶瓷、非结晶碳的混合沉积层；c、当陶瓷沉积到一定厚度后，停止反应气体乙炔或甲烷的通入，反应电极与反应气体氮气生成陶瓷，作为光减反射层；或减少反应气体氮气的通入量，与反应气体乙炔生成陶瓷和非结晶碳的复合层，作为光减反射层；或停止反应气体氮气的通入，使反应气体乙炔或甲烷生成含有微量金属的非结晶碳层，作为光减反射层，当溅射层沉积到一定厚度后停止镀膜；另一种方式的膜层结构为四层结构，即：基层为金属光反射层，第二层为金属和非结晶碳组成的光减反射层，第三层为金属与陶瓷及非结晶碳混合组成的光吸收层，第四层为陶瓷，或陶瓷和非结晶碳混合溅射组成，或非结晶碳和微量金属溅射组成的光减反射层，四层依次溅射叠加，形成光热转化吸收膜层的总体厚度，其实现步骤如下：a、在一密闭的圆柱腔体内，放置两电极靶或三电极靶，腔体表面为阳极，放电极靶为阴极，两电极靶或三电极靶之间间隔有冷却的阻挡屏风，阴极靶及屏风内通有冷却介质，腔体中有平行于放电极靶的磁铁，基础材料放置于托架后，密闭，抽真空，当真空度达到一定要求后，充入适量惰性气体氩气，抽真空，使其保持在一定真空度下循环，基础材料置于放电极靶于腔体表面之间的旋转轮上，自身静止或绕轴向以一定速度旋转，放置基础材料的转轮装置绕圆柱腔体的轴线方向旋转，使基础材料可交替通过各阴极靶与圆柱腔阳极形成磁控的溅射流，可单独接受或同时接受放电阴极靶的溅射沉积，使基础材料上沉积金属光反射层到一定厚度；b、形成金属光反射层后，在氩气存在的前提下，通入反应气体乙炔或甲烷，在溅射流的作用下发生反应，生成碳与金属混合的光减反射层；c、在氩气存在的前提，通入反应气体氮气、乙炔或甲烷，将两靶或三靶同时通电溅射，其中一靶为能与氮气反应的金属材料制作，另一靶或两靶为不与金属材料反应的材料制作，共同溅射沉积在金属光反射层上，形成金属、陶瓷、非结晶碳溅射沉积复合构成的光吸收层，其中，非反应金属含量由高到低依次递减，反应金属与气体生成的陶瓷含量由低到高依次增加，非结晶碳持续溅射沉积其上，膜层达到一定厚度之后不反应电极停止溅射，只有反应电极溅射，与反应气体反应生成陶瓷、非结晶碳的混合沉积层；d、当陶瓷沉积到一定厚度后，停止反应气体乙炔或甲烷的通入，反应电极与反应气体氮气生成陶瓷，作为光减反射层；或减少反应气体氮气的通入量，与反应气体乙炔生成陶瓷和非结晶碳的复合层，作为光减反射层；或停止反应气体氮气的通入，使反应气体乙炔或甲烷生成含有微量金属的非结晶碳层，作为光减反射层，当溅射层沉积到一定厚度后停止镀膜。