北京清华阳光能源开发有限责任公司

绝大多数厂家生产的全玻璃真空太阳集热管涂层都以渐变Al-N/Al选择性吸收涂层为主，由于该涂层在减反层的沉积率很低，因此其热性能不够理想。大多数选择性吸收涂层的太阳吸收比都在国家标准附近波动（国家标准中太阳吸收比为0.86）；国内有的企业推出的干涉型Cu/Al-SS-N/AlN选择性吸收涂层，虽然其吸收比较高，但在涂层制备过程中需要三种靶材切换工作，设备也相对复杂，可靠性和稳定性差，维护量大，同时仍然存在沉积率低的问题，因此其制备成本很高，价格比普通集热管高出很多，很不利于市场推广。这个问题在国内普遍存在，极大地影响批量生产的全玻璃真空太阳集热管的光-热转换效率。

2003年，清华阳光公司成功研制高吸收、低发射选择性吸收涂层，此新型渐变-干涉选择性吸收涂层和纳米涂层技术，太阳吸收比高达0.96，热发射比仅为0.05，均已接近理论极限，创造真空集热管技术奇迹。

要制备这样的涂层，集热性能基本上达到了理论极限，难度很大。

首先，改变涂层结构，使涂层结构更合理。基本方案是在现有的单靶磁控溅射镀膜机制备渐变铝-氮/铝选择性吸收涂层工艺基础上，制备干涉-渐变结构的铝-氮/铝选择性吸收涂层，使涂层结构更合理，吸收比更高，发射比更低，稳定性更好。

其次，提高减反层沉积率，增加减反层厚度。由于现有镀膜机工作原理及反应磁控溅射镀膜工艺特性，作为渐变Al-N/Al选择性吸收涂层减反层的金属氧化物、氮化物的沉积速率很低，一般在1~1.5nm/min，而高吸收选择性吸收涂层的减反层厚度一般要求在60nm左右，因此不适合现有的选择性吸收涂层全玻璃真空集热管的生产要求，生产效率极低。

通过研制、使用新型反应气体流量控制单元，实现选择性吸收涂层，减反层沉积过程中反应气体流量的脉冲控制，将工艺控制在反应磁控溅射过程中的过渡层阶段，从而在不降低减反层特性的条件下，提高作为选择性吸收涂层的金属氮化物的沉积速率，降低生产成本。