具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

本发明公开的一种太阳光谱选择性吸收涂层制备方法，包括下列步骤：

采用铝合金作为基底层材料，在通过超声清洗、烘干后装入磁控溅射镀膜机真空腔内；将真空腔真空度依次通过机械泵、罗茨泵、涡轮分子泵抽至1.0×10^-4帕斯卡；沉积薄膜前，在真空腔中通入一定量氩气，对基底进行氩离子清洗，去除基底表面的氧化层、污染物和毛刺；接下来通过溅射铬靶在上述基底上制备红外反射层，然后通入一定量的氩气，通过同时溅射铬靶和石墨靶来第一沉积吸收层、第二沉积吸收层，最后关闭铬靶，通入一定量的氩气，通过溅射石墨靶来沉积减反射层；自然冷却后，制得太阳光谱选择性吸收涂层。

所述可沉积的基底材料可以是表面光洁度Ra<1μm、表面无锈点、凹坑的工业铝合金。

利用氩离子清洗基底时，要通入纯度大于99.99％的氩气，轰击过程中保持腔内气压在0.5～0.6Pa，离子源电流强度在2～3A；直流脉冲偏压为600～1200V，占空比50％～80％，频率40～80KHz，轰击时间为10min。

沉积红外反射层时，铬靶电压为400～600V，电流为0.8～2A，工作气压为0.7～1Pa，氩气流量120～160sccm，沉积时间10～12min。

第一沉积吸收层时，铬靶电压为400～600V，电流为0.8～2A，石墨靶电压为470～600V，电流为3～12A，工作气压为0.6～0.9Pa，氩气流量120～160sccm，甲烷流量80～100sccm，沉积时间10～15min。

第二沉积吸收层时，铬靶电压为400～600V，电流为0.8～2A，石墨靶电压为470～600V，电流为3～12A，工作气压为0.6～0.9Pa，氩气流量120～160sccm，甲烷流量80～100sccm，沉积时间15～20min。

沉积减反射层时，石墨靶电压为101～606V，电流为0.1～0.2A，工作气压为0.8～1.3Pa，氩气流量120～160sccm，甲烷流量80～100sccm，沉积时间7～24min。

具体地，在本发明的具体实施例中，在所制得的太阳光谱选择性吸收涂层中，所述的红外反射层厚度为70～80nm；所述的吸收层厚度为50～160nm；所述的减反射层厚度为50～180nm，sp2杂化键含量在60％～65％，反射率为2.2～3.3。

所述的一种太阳光谱选择性吸收涂层可以应用于制备太阳能平板集热器。

采用紫外/可见光/近红外分光光度计(配有150mm积分球)和红外光谱仪(配有A562-G/Q积分球)对本发明在牌号1235铝合金基底上制备的一种太阳光谱选择性吸收涂层进行性能评价。测试结果：1235铝合金基底上的太阳光谱选择性吸收涂层吸收率达94％～96％，发射率为5％～8％。本发明工艺简单，可实现太阳光谱选择性吸收涂层在不同牌号工业铝合金上的生产。

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细描述：

实施例1

1，将表面粗糙度Ra<1μm、表面无锈点、凹坑的牌号1235铝合金通过超声清洗、烘干后装入磁控溅射镀膜机真空腔内；将真空腔真空度依次通过机械泵、罗茨泵、涡轮分子泵抽至1.0×10^-4帕斯卡；

2，在真空腔中通入160sccm纯度为99.999％的氩气，对基底进行氩离子清洗，去除基底表面的氧化层、污染物和毛刺，轰击过程中保持腔内气压在0.5Pa，离子源电流强度在2A；直流脉冲偏压为600V，占空比50％，频率40KHz，轰击时间为10min。

3，在真空腔中通入120sccm纯度为99.999％的氩气；调节铬靶电压为400V，电流0.8A，工作气压0.7Pa，来沉积红外反射层，沉积时间为10min。

4，在真空腔中通入120sccm纯度为99.999％的氩气；调节铬靶电压为400V，电流0.8A，石墨靶电压为470V，电流3A，工作气压0.6Pa，甲烷流量80sccm，来第一沉积吸收层，沉积时间为10min。

5，在真空腔中通入120sccm纯度为99.999％的氩气；调节铬靶电压为400V，电流0.8A，石墨靶电压为470V，电流为3A，工作气压为0.6Pa，甲烷流量80sccm，来第二沉积吸收层，沉积时间为15min。

6，在真空腔中通入120sccm纯度为99.999％的氩气；调节石墨靶电压为101V电流为0.1A，工作气压为0.8Pa，来沉积减反射层，沉积时间为7min。

7，待真空腔内温度冷却至室温后取出，制得太阳光谱选择性吸收涂层。参见图1，为本发明实施例1制得的太阳光谱选择性吸收涂层，采用紫外/可见光/近红外分光光度计(配有150mm积分球)和红外光谱仪(配有A562-G/Q积分球)对本发明在牌号1235铝合金基底上制备的一种太阳光谱选择性吸收涂层进行性能评价。测试结果：1235铝合金基底上的太阳光谱选择性吸收涂层吸收率达95％，发射率为7％。

实施例2

1，将表面粗糙度Ra<1μm、表面无锈点、凹坑的牌号1235铝合金通过超声清洗、烘干后装入磁控溅射镀膜机真空腔内；将真空腔真空度依次通过机械泵、罗茨泵、涡轮分子泵抽至1.0×10^-4帕斯卡；

2，在真空腔中通入160sccm纯度为99.999％的氩气，对基底进行氩离子清洗，去除基底表面的氧化层、污染物和毛刺，轰击过程中保持腔内气压在0.6Pa，离子源电流强度在3A；直流脉冲偏压为1200V，占空比80％，频率80KHz，轰击时间为10min。

3，在真空腔中通入160sccm纯度为99.999％的氩气；调节铬靶电压为600V，电流2A，工作气压1Pa，来沉积红外反射层，沉积时间为12min。

4，在真空腔中通入160sccm纯度为99.999％的氩气；调节铬靶电压为600V，电流2A，石墨靶电压为600V，电流12A，工作气压0.9Pa，甲烷流量100sccm，来第一沉积吸收层，沉积时间为15min。

5，在真空腔中通入160sccm纯度为99.999％的氩气；调节铬靶电压为400V，电流2A，石墨靶电压为600V，电流为12A，工作气压为0.9Pa，甲烷流量100sccm，来第二沉积吸收层，沉积时间为20min。

6，在真空腔中通入160sccm纯度为99.999％的氩气；调节石墨靶电压为606V电流为0.2A，工作气压为1.3Pa，来沉积减反射层，沉积时间为24min。

7，待真空腔内温度冷却至室温后取出，制得太阳光谱选择性吸收涂层。

为本发明实施例2制得的太阳光谱选择性吸收涂层，采用紫外/可见光/近红外分光光度计(配有150mm积分球)和红外光谱仪(配有A562-G/Q积分球)对本发明在牌号1235铝合金基底上制备的一种太阳光谱选择性吸收涂层进行性能评价。测试结果：1235铝合金基底上的太阳光谱选择性吸收涂层吸收率达95％，发射率为6％。

实施例3

1，将表面粗糙度Ra<1μm、表面无锈点、凹坑的牌号1235铝合金通过超声清洗、烘干后装入磁控溅射镀膜机真空腔内；将真空腔真空度依次通过机械泵、罗茨泵、涡轮分子泵抽至1.0×10^-4帕斯卡；

2，在真空腔中通入160sccm纯度为99.999％的氩气，对基底进行氩离子清洗，去除基底表面的氧化层、污染物和毛刺，轰击过程中保持腔内气压在0.52Pa，离子源电流强度在2.8A；直流脉冲偏压为1000V，占空比70％，频率60KHz，轰击时间为10min。

3，在真空腔中通入150sccm纯度为99.999％的氩气；调节铬靶电压为550V，电流1.5A，工作气压0.9Pa，来沉积红外反射层，沉积时间为11min。

4，在真空腔中通入150sccm纯度为99.999％的氩气；调节铬靶电压为550V，电流1.5A，石墨靶电压为550V，电流10A，工作气压0.8Pa，甲烷流量95sccm，来第一沉积吸收层，沉积时间为14min。

5，在真空腔中通入150sccm纯度为99.999％的氩气；调节铬靶电压为550V，电流1.5A，石墨靶电压为550V，电流为10A，工作气压为0.8Pa，甲烷流量95sccm，来第二沉积吸收层，沉积时间为18min。

6，在真空腔中通入150sccm纯度为99.999％的氩气；调节石墨靶电压为500V电流为0.14A，工作气压为1.1Pa，来沉积减反射层，沉积时间为20min。

7，待真空腔内温度冷却至室温后取出，制得太阳光谱选择性吸收涂层。

为本发明实施例3制得的太阳光谱选择性吸收涂层，采用紫外/可见光/近红外分光光度计(配有150mm积分球)和红外光谱仪(配有A562-G/Q积分球)对本发明在牌号1235铝合金基底上制备的一种太阳光谱选择性吸收涂层进行性能评价。测试结果：1235铝合金基底上的太阳光谱选择性吸收涂层吸收率达94％，发射率为5％。

实施例4

1，将表面粗糙度Ra<1μm、表面无锈点、凹坑的牌号1235铝合金通过超声清洗、烘干后装入磁控溅射镀膜机真空腔内；将真空腔真空度依次通过机械泵、罗茨泵、涡轮分子泵抽至1.0×10^-4帕斯卡；

2，在真空腔中通入160sccm纯度为99.999％的氩气，对基底进行氩离子清洗，去除基底表面的氧化层、污染物和毛刺，轰击过程中保持腔内气压在0.58Pa，离子源电流强度在2.2A；直流脉冲偏压为800V，占空比60％，频率70KHz，轰击时间为10min。

3，在真空腔中通入130sccm纯度为99.999％的氩气；调节铬靶电压为500V，电流1.0A，工作气压0.8Pa，来沉积红外反射层，沉积时间为11min。

4，在真空腔中通入130sccm纯度为99.999％的氩气；调节铬靶电压为500V，电流1.0A，石墨靶电压为500V，电流8A，工作气压0.7Pa，甲烷流量85sccm，来第一沉积吸收层，沉积时间为13min。

5，在真空腔中通入130sccm纯度为99.999％的氩气；调节铬靶电压为500V，电流1.0A，石墨靶电压为500V，电流为8A，工作气压为0.7Pa，甲烷流量85sccm，来第二沉积吸收层，沉积时间为17min。

6，在真空腔中通入130sccm纯度为99.999％的氩气；调节石墨靶电压为400V电流为0.18A，工作气压为0.9Pa，来沉积减反射层，沉积时间为10min。

7，待真空腔内温度冷却至室温后取出，制得太阳光谱选择性吸收涂层。

为本发明实施例4制得的太阳光谱选择性吸收涂层，采用紫外/可见光/近红外分光光度计(配有150mm积分球)和红外光谱仪(配有A562-G/Q积分球)对本发明在牌号1235铝合金基底上制备的一种太阳光谱选择性吸收涂层进行性能评价。测试结果：1235铝合金基底上的太阳光谱选择性吸收涂层吸收率达96％，发射率为8％。

实施例5

1，将表面粗糙度Ra<1μm、表面无锈点、凹坑的牌号1235铝合金通过超声清洗、烘干后装入磁控溅射镀膜机真空腔内；将真空腔真空度依次通过机械泵、罗茨泵、涡轮分子泵抽至1.0×10^-4帕斯卡；

2，在真空腔中通入160sccm纯度为99.999％的氩气，对基底进行氩离子清洗，去除基底表面的氧化层、污染物和毛刺，轰击过程中保持腔内气压在0.55Pa，离子源电流强度在2.5A；直流脉冲偏压为900V，占空比65％，频率50KHz，轰击时间为10min。

3，在真空腔中通入140sccm纯度为99.999％的氩气；调节铬靶电压为450V，电流1.8A，工作气压0.85Pa，来沉积红外反射层，沉积时间为12min。

4，在真空腔中通入140sccm纯度为99.999％的氩气；调节铬靶电压为450V，电流1.8A，石墨靶电压为530V，电流6A，工作气压0.75Pa，甲烷流量90sccm，来第一沉积吸收层，沉积时间为12min。

5，在真空腔中通入140sccm纯度为99.999％的氩气；调节铬靶电压为450V，电流1.8A，石墨靶电压为530V，电流为6A，工作气压为0.75Pa，甲烷流量90sccm，来第二沉积吸收层，沉积时间为18min。

6，在真空腔中通入140sccm纯度为99.999％的氩气；调节石墨靶电压为300V电流为0.16A，工作气压为1.2Pa，来沉积减反射层，沉积时间为15min。

7，待真空腔内温度冷却至室温后取出，制得太阳光谱选择性吸收涂层。

为本发明实施例5制得的太阳光谱选择性吸收涂层，采用紫外/可见光/近红外分光光度计(配有150mm积分球)和红外光谱仪(配有A562-G/Q积分球)对本发明在牌号1235铝合金基底上制备的一种太阳光谱选择性吸收涂层进行性能评价。测试结果：1235铝合金基底上的太阳光谱选择性吸收涂层吸收率达96％，发射率为7％。

综上所述，本发明公开了一种太阳光谱选择性吸收涂层的制备方法。该多层复合太阳光谱选择性吸收涂层通过非平衡磁控溅射技术，并配合直流脉冲离子源提高镀膜区域的等离子体密度，实现多层复合太阳光谱选择性吸收涂层的制备。在该太阳光谱选择吸收涂层表面依次为红外反射层、吸收层、减反射层；所述的红外反射层是金属Cr的溅射沉积层，功能为降低涂层的红外发射率；所述的吸收层是含有CrC/a-C:H的溅射沉积层，功能为吸收太阳辐射；所述的减反射层是a-C:H的溅射沉积层，功能为减少表面对入射太阳光线的反射，提高表面吸收性能。本发明所制备的太阳光谱选择性吸收涂层具有高吸收率、低发射率，可大幅提高平板型集热器的光热转换效率。

本发明经过上述制备方法设计新型的太阳光谱选择性吸收涂层，其涂层结构中，将类金刚石碳涂层应用于减反射层提高涂层耐磨性，将碳化铬纳米晶镶嵌到非晶碳机制中提高吸收率，制备出高吸收率低发射率的耐磨涂层。

含氢类金刚石碳薄膜(简称DLC或a–C:H)能够作为性能优异的减反射涂层，是在特定条件下，制备出具有较高硬度、高的化学稳定性和耐腐蚀性、高的热传导性以及高的光透过性(可见和近红外波段)等优点的光学薄膜。其中杂化学键比例和氢含量，造成膜层微观结构、力学性能、光学性能等的差异。

对于金属Cr掺杂形成的非晶/纳米晶结构薄膜，掺杂元素并非均匀分布的，而是以金属碳(MeC)纳米颗粒团簇的方式弥散于非晶基质中，由纳米表面效应机理可知，表面原子的晶场环境和结合能与内部原子不同，随着表面活性原子的增多，晶体场微粒化，使得其表面能大大增加。表面原子存在许多悬空键，具有不饱和性，易与其它原子结合而稳定下来。如果把金属碳化物镶嵌于非晶基体中，这两相将牢固结合，同时其表面能会显著降低，从而能形成集优异力学性能、光学性能和化学稳定性于一身的太阳光谱吸收材料。同时，以含氢非晶碳作为减反层，在优化光学性能的同时还是赋予薄膜优异的抗磨性能。因此，为更好的推广平板式集热器，本发明所述太阳光谱选择性吸收涂层能够用于制备太阳能平板集热器，且具有优异机械性能和高吸收率、低发射率，以及耐磨性能高，对于工业应用具有重要意义。

以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。