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中国 发明 无效

Al-Al2O3太阳能薄膜表面反射材料的制备方法 【EN】Al-Al

申请(专利)号:CN201610462720.9国省代码:江苏 32
申请(专利权)人:【中文】扬中市润宇电力设备有限公司【EN】Yangzhong city run Yu Power Equipment Co., Ltd.
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摘要:
【中文】本发明涉及一种Al‑Al2O3高反射率太阳能薄膜表面反射材料的制备方法:(1)基片清洗:无水乙醇中超声波清洗10‑20分钟,去离子水清洗,清洗液中浸泡10‑20分钟,去离子水冲洗,吹干备用;(2)Al薄膜的制备:采用直流磁控溅射法,所用Al靶尺寸为Ф60×4mm,纯度为99.99%,溅射气体为高纯氩,本底真空度为6‑6.2×10‑4Pa,工作压力为0.5‑0.8Pa,靶基距固定在70‑80mm,氩的流量为20‑25sccm;Al的溅射功率是55‑65W;溅射速率为10‑15nm/min;(3)Al2O3薄膜的制备:采用射频磁控溅射法制备,Al2O3靶材尺寸为Ф60×4mm,纯度为99.99%,溅射气体为高纯氩,本底真空度为6‑6.2×10‑4Pa,工作压力为1.5‑2.5Pa,靶基距固定在70‑80mm,氩的流量为35‑45sccm;Al2O3的溅射功率是100‑150W,溅射速率为3‑8nm/min。本发明反射膜反射率高,耐摩擦、耐老化,并具自清洁功能。 【EN】Paragraph:The present invention relates to a kind of Al AlImage:

主权项:
【中文】一种Al‑Al2O3太阳能薄膜表面反射材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:(1)基片的清洗:将基片放入无水乙醇中超声波清洗10‑20分钟,然后用去离子水多次清洗,再将基片放入清洗液中浸泡10‑20分钟,取出后用去离子水反复冲洗,最后吹干并立即保存于真空干燥箱中备用;(2)Al薄膜的制备:采用直流磁控溅射法,所用Al靶尺寸为Ф60×4mm,纯度为99.99%,溅射气体为高纯氩,本底真空度为6‑6.2×10‑4Pa,工作压力设为0.5‑0.8Pa,靶基距固定在70‑80mm,氩的流量为20‑25sccm;Al的溅射功率是55‑65W;溅射速率为10‑15nm/min;(3)Al2O3薄膜的制备:采用射频磁控溅射法制备,Al2O3靶材尺寸为Ф60×4mm,纯度为99.99%,溅射气体为高纯氩,本底真空度为6‑6.2×10‑4Pa,工作压力设为1.5‑2.5Pa,靶基距固定在70‑80mm,氩的流量为35‑45sccm;Al2O3的溅射功率是100‑150W,溅射速率为3‑8nm/min。 【EN】A kind of 1. Al-AlOThe preparation method of solar energy film surface reflecting material, it is characterised in that comprise the following steps: (1) cleaning of substrate:Substrate is put into ultrasonic wave in absolute ethyl alcohol to clean 10-20 minutes, it is then repeatedly clear with deionized water Wash, then substrate is put into immersion 10-20 minutes in cleaning fluid, rinsed repeatedly with deionized water after taking-up, finally drying is existed side by side It is stored in standby in vacuum drying chamber; (2) preparation of Al films:Using direct current magnetron sputtering process, Al target sizes used are 60 × 4mm of Ф, purity 99.99%, Sputter gas is high-purity argon, and background vacuum is 6-6.2 × 10Pa, operating pressure are set to 0.5-0.8Pa, and target-substrate distance is fixed on 70-80mm, the flow of argon is 20-25sccm;Al sputtering power is 55-65W;Sputter rate is 10-15nm/min; (3)AlOThe preparation of film:Prepared using radio-frequency magnetron sputter method, AlOTarget size is 60 × 4mm of Ф, purity For 99.99%, sputter gas is high-purity argon, and background vacuum is 6-6.2 × 10Pa, operating pressure are set to 1.5-2.5Pa, target Cardinal distance is fixed on 70-80mm, and the flow of argon is 35-45sccm;AlOSputtering power be 100-150W, sputtering speed Rate is 3-8nm/min.


说明书

Al-Al2O3太阳能薄膜表面反射材料的制备方法

技术领域

本发明属于太阳能制造领域,具体涉及一种Al-Al2O3太阳能薄膜表面反射材料的制备方

法。

背景技术

随着世界范围内能源的短缺和环境问题的加剧,以太阳能为主的可再生能源的研究、开发

和利用日益得到重视。太阳能有很多优势:取之不尽,用之不竭;不排放任何温室气体,没有

噪音,对环境的影响极小,是一种绿色能源;分布遍及全球,地域限制性小。太阳能发电主要

包括太阳能光热发电和太阳能光伏发电两种方式。太阳能的充分开发和利用,离不开太阳能材

料和技术的发展。反射材料在槽式复合抛物面聚光器、太阳能热电装置、太阳能空调、太阳能

锅炉和太阳灶等太阳能中高温应用系统中以及反射式光伏聚光器中有着广泛的应用。

目前,太阳能反射材料分为背面反射材料和表面反射材料两种。前者是指在基材的背面涂

镀上一层反射材料,光的入射面为基材(也作保护材料)。这种材料的优点是经久耐擦,缺点是

太阳光必须经过二次透射,即先经过基材到达背面反射层反射,再透过基材反射出去,导致光

学损失,反射率降低。反射材料主要包括金属板、箔和金属薄膜。不锈钢、镍、铬等金属虽然

经久耐用,但反射率低。薄膜作为材料的特殊形态,它的制备-结构-性质关系与对应的块体之

间有较大的差异,从而使其获得新的或者特殊的应用。

反射材料必须在太阳光波长(300~2500nm)范围内具有较高的反射率或者较高的聚光比,而

不只是在某一个波长范围内,即考虑的是加权平均反射率。背面反射材料对太阳光的反射率一

般比表面反射材料的低,基材和保护层作为反射材料不可或缺的一部分,如何最佳组合,实现

在宽波长范围的高反射,是研究工作者要面临的一大挑战。

发明内容

针对上述问题,本发明旨在提供一种反射率高、耐摩擦、耐老化,并可实现自清洁的太阳

能薄膜。

本发明采取的技术方案如下:

一种Al-Al2O3太阳能薄膜表面反射材料的制备方法,包括如下步骤:

(1)基片的清洗:将基片放入无水乙醇中超声波清洗10-20分钟,然后用去离子水多次

清洗,再将基片放入清洗液中浸泡10-20分钟,取出后用去离子水反复冲洗,最后吹干并立即

保存于真空干燥箱中备用;

(2)Al薄膜的制备:采用直流磁控溅射法,所用Al靶尺寸为Ф60×4mm,纯度为99.99%,

溅射气体为高纯氩,本底真空度为6-6.2×10-4Pa,工作压力设为0.5-0.8Pa,靶基距固定在70-80

mm,氩的流量为20-25sccm;Al的溅射功率是55-65W;溅射速率为10-15nm/min;

(3)Al2O3薄膜的制备:采用射频磁控溅射法制备,Al2O3靶材尺寸为Ф60×4mm,纯度

为99.99%,溅射气体为高纯氩,本底真空度为6-6.2×10-4Pa,工作压力设为1.5-2.5Pa,靶基距

固定在70-80mm,氩的流量为35-45sccm;Al2O3的溅射功率是100-150W,溅射速率为3-8

nm/min。

所述步骤(1)中基片选自玻璃、不锈钢、高分子材料中的一种。

所述步骤(1)中高分子材料包括PET、PMMA。

所述步骤(1)中清洗液组成为氨水、双氧水和去离子水的质量比为1:2:5。

所述步骤(2)溅射前先对靶材进行3-8min的预溅射,以除去靶表面残留的氧化物和其它

污染物。

所述步骤(3)溅射前先对靶材进行8-15min的预溅射,以除去靶表面残留的氧化物和其

它污染物。

本发明的有益效果是:本发明方法所制备出的Al-Al2O3的反射薄膜对太阳光的反射率达到

96%以上,不仅反射率高,而且耐摩擦、耐老化性能良好,同时还可能具有自清洁功能;这种

反射材料可以应用于太阳能发电装置中的聚光系统中,使得太阳能反射材料具备适应性好、使

用寿命长、成本低、反射率高等特点,并可能具备防雾功能。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步详细说明。

实施例1

Al-Al2O3太阳能薄膜表面反射材料的制备方法,包括如下步骤:

(1)基片的清洗:将玻璃基片放入无水乙醇中超声波清洗15分钟,然后用去离子水多次

清洗,再将基片放入清洗液(氨水、双氧水和去离子水的质量比为1:2:5)中浸泡15分钟,

取出后用去离子水反复冲洗,最后吹干并立即保存于真空干燥箱中备用;

(2)Al薄膜的制备:采用直流磁控溅射法,所用Al靶尺寸为Ф60×4mm,纯度为99.99%,

溅射气体为高纯氩,本底真空度为6.2×10-4Pa,工作压力设为0.6Pa,靶基距固定在75mm,

氩的流量为22sccm;Al的溅射功率是55W;溅射速率为12nm/min;

(3)Al2O3薄膜的制备:采用射频磁控溅射法制备,Al2O3靶材尺寸为Ф60×4mm,纯度

为99.99%,溅射气体为高纯氩,本底真空度为6×10-4Pa,工作压力设为1.5Pa,靶基距固定在

70mm,氩的流量为35sccm;Al2O3的溅射功率是100W,溅射速率为5nm/min。

经检测,该结构薄膜对太阳光的反射率可高达96.66%,对可见光的反射率高达98.84%。

实施例2

Al-Al2O3太阳能薄膜表面反射材料的制备方法,包括如下步骤:

(1)基片的清洗:将玻璃基片放入无水乙醇中超声波清洗18分钟,然后用去离子水多次

清洗,再将基片放入清洗液(氨水、双氧水和去离子水的质量比为1:2:5)中浸泡16分钟,

取出后用去离子水反复冲洗,最后吹干并立即保存于真空干燥箱中备用;

(2)Al薄膜的制备:采用直流磁控溅射法,所用Al靶尺寸为Ф60×4mm,纯度为99.99%,

溅射气体为高纯氩,本底真空度为6.1×10-4Pa,工作压力设为0.8Pa,靶基距固定在80mm,

氩的流量为25sccm;Al的溅射功率是60W;溅射速率为15nm/min;

(3)Al2O3薄膜的制备:采用射频磁控溅射法制备,Al2O3靶材尺寸为Ф60×4mm,纯度

为99.99%,溅射气体为高纯氩,本底真空度为6×10-4Pa,工作压力设为1.5Pa,靶基距固定在

80mm,氩的流量为38sccm;Al2O3的溅射功率是130W,溅射速率为8nm/min。

经检测,该结构薄膜对太阳光的反射率可高达97.32%,对可见光的反射率高达97.55%。

实施例3

Al-Al2O3太阳能薄膜表面反射材料的制备方法,包括如下步骤:

(1)基片的清洗:将玻璃基片放入无水乙醇中超声波清洗10分钟,然后用去离子水多次

清洗,再将基片放入清洗液(氨水、双氧水和去离子水的质量比为1:2:5)中浸泡10分钟,

取出后用去离子水反复冲洗,最后吹干并立即保存于真空干燥箱中备用;

(2)Al薄膜的制备:采用直流磁控溅射法,所用Al靶尺寸为Ф60×4mm,纯度为99.99%,

溅射气体为高纯氩,本底真空度为6.2×10-4Pa,工作压力设为0.5Pa,靶基距固定在78mm,

氩的流量为24sccm;Al的溅射功率是60W;溅射速率为11nm/min;

(3)Al2O3薄膜的制备:采用射频磁控溅射法制备,Al2O3靶材尺寸为Ф60×4mm,纯度

为99.99%,溅射气体为高纯氩,本底真...

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图1
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