真空磁控濺射法沉積平板集熱器板芯選擇性吸收涂層
主要介紹了采用真空磁控濺射技術(shù)在平板集熱器板芯上沉積選擇性吸收涂層，提高平板集熱器的集熱效率和使用的耐候性。該工藝可以實(shí)現集熱板芯清潔環(huán)保連續真空鍍膜工業(yè)化生產(chǎn)，對發(fā)展太陽(yáng)能光熱利用技術(shù)具有積極的推動(dòng)作用。
隨著(zhù)新能源的推廣和普及，以及科技的進(jìn)步和發(fā)展，太陽(yáng)能與建筑一體化對太陽(yáng)能熱水器技術(shù)要求越來(lái)越高，市場(chǎng)需求越來(lái)越迫切。在城市建筑中，真空管產(chǎn)品在安裝高度，公共安全，管道，質(zhì)量以及市容建設等方面遇到的瓶頸問(wèn)題日益突顯。這些問(wèn)題和缺陷使人們開(kāi)始重新審視平板太陽(yáng)能集熱器。平板太陽(yáng)能集熱器具有承壓性、雙循環(huán)系統、易于與建筑結合、能提供更多的生活熱水等技術(shù)優(yōu)勢。因此，在太陽(yáng)能系統工程、分體式太陽(yáng)能熱水器和對太陽(yáng)能與建筑一體化有要求的場(chǎng)所，平板集熱器比全玻璃真空管集熱器在系統結構、壽命、系統維護與建筑物結合等方面具有明顯優(yōu)勢。這為平板太陽(yáng)能集熱器的發(fā)展帶來(lái)了新的機遇。
世界各國都力圖將太陽(yáng)能與建筑密切結合，尋求外形美觀(guān)、布局合理、管理規范的太陽(yáng)能與建筑一體化的設計。因此，國外發(fā)達國家（北美、北歐、南歐及夏威夷地區）平板太陽(yáng)熱水器占市場(chǎng)92%以上，作為建筑材料實(shí)現太陽(yáng)能利用與建筑物一體化。目前國內太陽(yáng)能集熱器市場(chǎng)也正在逐漸接受這一理念。這促進(jìn)了平板太陽(yáng)能熱水器、太陽(yáng)能空調等光熱產(chǎn)品的廣泛使用，而光熱產(chǎn)品種類(lèi)和使用范圍的擴大，又必將擴大對太陽(yáng)能光譜選擇性涂層集熱器板芯的需求。
1、吸收涂層的光學(xué)性能與平板集熱器效率
平板式集熱器的瞬時(shí)效率為η
式中αS———集熱板表面的吸收率
τ———蓋板玻璃的透過(guò)率
TP———集熱板表面的絕對溫度
T0———環(huán)境溫度
I———太陽(yáng)的輻射強度
UL———集熱器的損失系數
其中UL 與環(huán)境溫度、風(fēng)速、日照強度以及吸熱表面的發(fā)射率ε 有關(guān)，當環(huán)境溫度、風(fēng)速、日照強度等固定不變時(shí)，UL 與發(fā)射率成增函數關(guān)系即UL=f（ε），故式（1）可以改寫(xiě)成：
由于熱輻射損失與絕對溫度的四次方成正比，而對流和傳導熱損失僅與溫度一次方成正比，隨著(zhù)溫度的升高輻射熱損失越大。因此，在平板集熱器中，集熱器板芯與玻璃蓋板間的氣體對流換熱是該集熱器的主要熱損之一。為了提高平板太陽(yáng)集熱器的效率，唯一有效的辦法是在保持最大限度地采集太陽(yáng)能的同時(shí)盡可能減小其對流和輻射熱損，用優(yōu)質(zhì)選擇性吸收涂層是滿(mǎn)足上述要求的重要途徑。同時(shí)，由于集熱器板芯在大氣環(huán)境使用，要努力改善集熱器板芯吸收涂層的耐候性能，提高平板集熱器的使用壽命。
5、結論
為了實(shí)現在平板太陽(yáng)能集熱器板芯上制備高性能光熱轉換效率涂層，同時(shí)能滿(mǎn)足膜層在大氣環(huán)境下長(cháng)期使用，采用磁控濺射工藝能夠制出多種均勻成份不同的薄膜，吸收層金屬含量大小的選取及吸收層的厚度影響膜系的性能，采用中頻濺射SiO2 作為減反射和保護層。調整各個(gè)膜層之間光學(xué)常數、折射率和消光系數，可以使整個(gè)膜系具有高的吸收率低的發(fā)射率和良好的耐候性能，而目制造成本低，膜層理化性能好。該工藝促進(jìn)光譜選擇性涂層的清潔環(huán)保大批量工業(yè)化生產(chǎn)和在平板太陽(yáng)能集熱器上的廣泛應用，對發(fā)展太陽(yáng)能光熱利用技術(shù)具有積極的推動(dòng)作用。并逐步取代其它類(lèi)型的芯片, 使太陽(yáng)能的利用得到進(jìn)一步的發(fā)展。使平板集熱器作為功能建筑材料使用，實(shí)現太陽(yáng)能集熱器與建筑一體化，這也是太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必然趨勢。
參考文獻
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