Li[[[] Z。 Li,J。Zhao,L.Ren.Aqueous solution-chemical derived Ni-Al2O3 solar selective absorbing coating[J]。Solar Engergy Materials and Solar Cells,2012,105:90-95]]等人以硝酸铝和硝酸镍为原材料,通过添加络合剂和润湿剂得到胶体,将胶体加热蒸干形成Ni-Al2O3金属陶瓷,利用不同的硝酸铝和硝酸镍配比得到金属体积分数不同的双金属层,最后添加顶端减反层形成了具有典型的高低掺混层的金属陶瓷选择性吸收涂层,经测量涂层的吸收率达到0。93,发射率仅为0。05。并且经测定,该涂层在300 oC具有较为良好的光学稳定性。

(2)真空蒸发镀膜法

真空蒸发镀膜法是指在真空室中,通过电阻蒸发、电子束蒸发、电弧蒸发、激光蒸发等装置使被膜材物质蒸发,使其分子或原子从表面气化逸出,形成蒸气流,然后沉积在基底材料上,形成所需涂层的技术[[[] 杜淼。金属氮化物光谱涂层制备与性能研究[D]。北京:北京有色金属研究总院,2011。]]。这种方法对实验设备的要求比较简单,并且操作也比较容易,所制备出来的涂层纯度较高、质量好厚度可以准确控制,效率也比较高。然而真空蒸发镀膜法的不足之处在于对膜层的生长速率难以控制,成膜不容易结晶。另一方面,由于膜层结构内存在大量的气孔,使得薄膜与基片附着力较差、工艺重复性不好,真空室的大小限制了所能制备的产品尺寸,因此真空蒸发镀膜法不适合于太阳能选择性涂层的大面积沉积。

(3)化学气相沉积法

化学气相沉积法(CVD)又被称作化学气相生长方法。是一种涂层原料借助化学气相作用在加热的基片上产生化学作用,从而沉积形成涂层的技术。这种技术能够获得纯度较高,光学性能较为优良的光谱涂层,但由于涂层需要在高温(1000 oC)下进行制备,这严重限制了涂层材料的使用。目前化学气相沉积法正处于发展阶段。

(4)电化学沉积法

电化学沉积法主要包括电镀和电化学转换法。分别是通过阴极还原法和阳极氧化法来实现电沉积涂层。电镀法的成本低、镀膜均匀,并且对电流密度的要求较低,电流效率很高。电化学转换法的制备工艺相对成熟,一般用工业铝作为阳极,成本较低,可大面积应用。电镀法、电化学转换法在所制备的光谱选择性吸收涂层大部分只适用于低温的工作环境,在中高温下涂层的光学性能会发生恶化。另外,电化学沉积法对环境的污染问题制约了它的发展。

(5)磁控溅射法

磁控溅射法是利用惰性气体(一般是氩气)在高真空条件下,Ar粒子与髙电场中加速的电子产生碰撞形成的等离子体,离子在电场和磁场的共同作用下轰击靶材表面,使靶材表面发生溅射,脱离出来的原子或分子在磁场的控制下,沉积到基片表面形成薄膜。它通可以过磁场来改变和束缚电子的运动方向和运动轨迹,从而提高工作气体的电离概率,充分利用电子的能量,使电子对靶材轰击所产生的溅射更加有效。磁控溅射方法包括射频、反应、多元及离子束等溅射方式。磁控溅射法的主要优点有:

     1)成膜温度较低,溅射原料丰富。

     2)操作简单,可重复性好,各层膜厚可控制,而且比较容易实现工艺过程控制的

        自动化。同时,可以在比较大的面积基片上获得厚度均匀的薄膜。

     3)溅射所获得的薄膜纯度高,致密性好。

     4)薄膜的结晶性好,能够形成外延的单晶膜。

Yin等人[[[] Y。Yin,Y。Pan,L。Hang,et al。Direct Current reative sputtering Cr-Cr2O3 cermet solar selective surfaces for solar hot water application[J]。Thin Solid Fimls,2009,517(5):1601-1606]]通过磁控溅射的方法制备了多层结构的Cr-Cr2O3金属陶瓷涂层,该涂层的金属体积分数按低-高-低分布。经测定,涂层吸收率达到92 %~96 %,在100oC时,发射率为5 %~8 %。涂层在300 oC处理1 h后,涂层的光学性能变化很小,表明涂层具有良好热稳定。

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