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紫金玻璃真空太阳集热管
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发布日期:2019-08-02
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详细先容

绝大多数厂家生产的全玻璃真空太阳集热管涂层都以渐变Al-N/Al选择性吸取涂层为主,由于该涂层在减反层的沉积率很低,因此其热性能不够理想。大多数选择性吸取涂层的太阳吸取比都在国家标准附近波动(国家标准中太阳吸取比为0.86);国内有的企业推出的干涉型Cu/Al-SS-N/AlN选择性吸取涂层,虽然其吸取比较高,但在涂层制备过程中需要三种靶材切换工作,设备也相对复杂,可靠性和稳定性差,维护量大,同时仍然存在沉积率低的问题,因此其制备成本很高,价格比普通集热管高出很多,很不利于市场推广。这个问题在国内普遍存在,极大地影响批量生产的全玻璃真空太阳集热管的光-热转换效率。

2003年,清华阳光企业成功研制高吸取、低发射选择性吸取涂层,此新型渐变-干涉选择性吸取涂层和纳米涂层技术,太阳吸取比高达0.96,热发射比仅为0.05,均已接近理论极限,创造真空集热管技术奇迹。

要制备这样的涂层,集热性能基本上达到了理论极限,难度很大。

首先,改变涂层结构,使涂层结构更合理。基本方案是在现有的单靶磁控溅射镀膜机制备渐变铝-/铝选择性吸取涂层工艺基础上,制备干涉-渐变结构的铝-/铝选择性吸取涂层,使涂层结构更合理,吸取比更高,发射比更低,稳定性更好。

其次,提高减反层沉积率,增加减反层厚度。由于现有镀膜机工作原理及反应磁控溅射镀膜工艺特性,作为渐变Al-N/Al选择性吸取涂层减反层的金属氧化物、氮化物的沉积速率很低,一般在1~1.5nm/min,而高吸取选择性吸取涂层的减反层厚度一般要求在60nm左右,因此不适合现有的选择性吸取涂层全玻璃真空集热管的生产要求,生产效率极低。

通过研制、使用新型反应气体流量控制单元,实现选择性吸取涂层,减反层沉积过程中反应气体流量的脉冲控制,将工艺控制在反应磁控溅射过程中的过渡层阶段,从而在不降低减反层特性的条件下,提高作为选择性吸取涂层的金属氮化物的沉积速率,降低生产成本。


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