TiAIN／SiO2太阳能选择性吸收薄膜的制备与研究.pdfVIP

TiA1N／SiO。太阳能选择性吸收薄膜的制备与研究／余 超等 ·43 · TiAIN／SiO2太阳能选择性吸收薄膜 的制备与研究 余 超 ，冒守栋 ，汪少杰 ，谢婷婷 ，孙可卿，宋振纶 (中国科学院宁波材料技术与工程研究所，宁波 315201) 摘要 采用直流磁控溅射法在铜基底上制备了rriA1N／Si()2选择性吸收薄膜。通过调整制备过程中的工艺参 数，得到优化后的组合薄膜 (铜基底)，其吸收率可达 0．92、发射率为 0．06。在此组合膜 系中，TiA1N为吸收层，SiO2 为减反层。对基底为铜片的样品在 550℃退火2h，其性质保持稳定，表明TiAlN／Si()2组合薄膜在高温太阳能选择性 吸收领域具有一定的应用前景。 关键词 选择性吸收薄膜 吸收率 发射率 热稳定性 中图分类号：TB332 文献标识码 ：A PreparationandCharacterizationofTiAIN／SiO2SolarSelectiveAbsorbingFilm YUChao，MAOShoudong，WANGShaojie，XIETingting，SUNKeqing，SONGZhenlun (NingboInstituteofMaterialsTechnologyandEngineering，ChineseAcademyofSciences，Ningbo315201) Abstract TiA1N／Si()2selectiveabsorbingfilmwasdepositedoncoppersubstratesusingaIX；magnetronreac— tivesputteringsystem．Theabsorptanceofoptimizedtandem absorberis0．92andtheemittanceis0．06．Inthistan— dem absorberTiA1N isabsorbinglayerandSiO2actsasanantireflectioncoating．Thecopper—matrixtandem absorber wereannealed (inair)atdifferenttemperaturesfor2h，andexhibitedgoodtherma1stabilityupto550℃．Theresults indicatetheapplicationpotentialofTiA1N／Si()2selectiveabsorberinhightemperaturesolarselectiveabsorbing． Keywords selectiveabsorbingfilm ，absorptance，emittance，thermalstability 太阳辐射能主要集 中在可见光和近红外波长范 围内 化了工艺参数 ，通过 XRD、SEM、分光光度计 、椭偏仪等测试 (O．3～2．5~／m)。对于一个受热物体而言，辐射主要在大于 手段考察了优化后的薄膜晶体结构、形貌和性能。 2．5m 的红外区域。如果某种材料对于太 阳辐射能中的可 1 实验 见光和近红外波段有高的吸收，而 自身受热时向外辐射 的能 量很小 ，那么这种材料即具备选择吸收性 。通过转换装置把 本实验使用磁控溅射方法制备 rriAlN／Si()双层膜 。溅 太阳辐射能转换成热~JJIJ以利用的太阳能集热器 中，太 阳光 射前腔室真空度为 8×1O Pa。基底为铜片，厚度为0．3mm， 谱选择性吸收薄膜是极为重要的关键材料l1]。 尺寸为 100mmX65ram。将铜片抛光，然后分别在丙酮和无 目前国内太 阳能选择性吸收薄膜主要应用于低温领域。 水乙醇中超声清洗 10min，置于真空腔室 中，通入氩气 ，用离 A1一N／Al多层膜吸收涂层广泛应用于热水器[2]，具有较好的