Ti摻雜DLC、AlN多層太陽光譜選擇性吸收涂層的制備及性能研究.pdf

1、本論文利用等離子體增強化學(xué)氣相沉積法( Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition,簡稱PECVD)和反應(yīng)磁控濺射法( Reaction Magnetron Sputtering,簡稱R-MS)兩種薄膜沉積技術(shù),制備了兩種多層結(jié)構(gòu)的太陽光譜選擇性吸收涂層(其結(jié)構(gòu)分別為Ti/Ti-DLC/DLC和Al/Ti-AlN/AlN),并主要研究了兩種復(fù)合體涂層的納米結(jié)構(gòu)與其光學(xué)性能的關(guān)系。實驗結(jié)果如下:

2、r>　　(1)通過等離子體增進化學(xué)氣相沉積手段(PECVD)制備得到a–C:H減反射薄膜?？疾炝顺练e負偏壓對a–C:H薄膜結(jié)構(gòu)(sp3和sp2鍵比例)和性能(光學(xué)折射率、反射率)的影響;a–C:H薄膜中sp2雜化鍵含量較高,同時,隨著負偏壓的增加,sp2-C雜化鍵的含量逐漸增加(-300V,-500V,-700V,-900V時薄膜中sp2雜化鍵含量分別為63.4％,63.5%,63.8%,68.2%),同時,a–C:H薄膜的反射率也呈線

3、性增加(-300V,-500V,-700V,-900V時薄膜的反射率分別為2.2,2.6,3,3.3)。
　　(2)以a–C:H為基質(zhì),通過納米復(fù)合技術(shù),將TiC納米顆粒封裝在基質(zhì)中,設(shè)計和分析三層結(jié)構(gòu)的太陽光譜選擇性吸收涂層,制備具有非晶-納米晶的三層復(fù)合結(jié)構(gòu)Ti/Ti-DLC/DLC太陽光譜選擇性吸收涂層。并考察了不同膜層厚度的復(fù)合涂層光學(xué)性能(吸收率α、發(fā)射率ε)。該種太陽光譜選擇性吸收涂層具有明顯的光譜選擇性,該“藍膜”中

4、Ti和C以TiC的結(jié)構(gòu)存在于吸收層中形成納米彌散強化顆粒,同時表面在納米尺度具有一定的“坑洼不平”,這有利于光的吸收,制備的復(fù)合涂層具有0.89的吸收率和0.12的發(fā)射率。
　　(3)通過反應(yīng)磁控濺射手段,制備了Al/Ti-AlN/AlN復(fù)合涂層,以金屬Al為高反層,Ti-AlN為吸收層,AlN為減反射層構(gòu)成膜系結(jié)構(gòu);復(fù)合體涂層具有較良好的光學(xué)性能,吸收率達0.94,發(fā)射率達0.07。在反應(yīng)磁控濺射時,高的偏壓使AlN薄膜表層粒子