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紫金玻璃真空太陽集熱管
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發布日期:2019-08-02
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詳細介紹

絕大多數廠家生產的全玻璃真空太陽集熱管涂層都以漸變Al-N/Al選擇性吸收涂層為主,由于該涂層在減反層的沉積率很低,因此其熱性能不夠理想。大多數選擇性吸收涂層的太陽吸收比都在國家標準附近波動(國家標準中太陽吸收比為0.86);國內有的企業推出的干涉型Cu/Al-SS-N/AlN選擇性吸收涂層,雖然其吸收比較高,但在涂層制備過程中需要三種靶材切換工作,設備也相對復雜,可靠性和穩定性差,維護量大,同時仍然存在沉積率低的問題,因此其制備成本很高,價格比普通集熱管高出很多,很不利于市場推廣。這個問題在國內普遍存在,極大地影響批量生產的全玻璃真空太陽集熱管的光-熱轉換效率。

2003年,清華陽光公司成功研制高吸收、低發射選擇性吸收涂層,此新型漸變-干涉選擇性吸收涂層和納米涂層技術,太陽吸收比高達0.96,熱發射比僅為0.05,均已接近理論極限,創造真空集熱管技術奇跡。

要制備這樣的涂層,集熱性能基本上達到了理論極限,難度很大。

首先,改變涂層結構,使涂層結構更合理。基本方案是在現有的單靶磁控濺射鍍膜機制備漸變鋁-/鋁選擇性吸收涂層工藝基礎上,制備干涉-漸變結構的鋁-/鋁選擇性吸收涂層,使涂層結構更合理,吸收比更高,發射比更低,穩定性更好。

其次,提高減反層沉積率,增加減反層厚度。由于現有鍍膜機工作原理及反應磁控濺射鍍膜工藝特性,作為漸變Al-N/Al選擇性吸收涂層減反層的金屬氧化物、氮化物的沉積速率很低,一般在1~1.5nm/min,而高吸收選擇性吸收涂層的減反層厚度一般要求在60nm左右,因此不適合現有的選擇性吸收涂層全玻璃真空集熱管的生產要求,生產效率極低。

通過研制、使用新型反應氣體流量控制單元,實現選擇性吸收涂層,減反層沉積過程中反應氣體流量的脈沖控制,將工藝控制在反應磁控濺射過程中的過渡層階段,從而在不降低減反層特性的條件下,提高作為選擇性吸收涂層的金屬氮化物的沉積速率,降低生產成本。


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