CN102120373A

CN102120373A - 一种太阳能反射薄膜材料

Info

Publication number: CN102120373A
Application number: CN2010105348906A
Authority: CN
Inventors: 徐勇军; 杨晓西; 丁旃; 李永梅; 左志远
Original assignee: Dongguan University of Technology
Current assignee: Dongguan University of Technology
Priority date: 2010-01-26
Filing date: 2010-11-08
Publication date: 2011-07-13

Abstract

本发明属于反射材料技术领域，具体涉及一种太阳能反射薄膜材料，该一种太阳能反射薄膜材料，包括以下组成：基材，形成在该基材上表面的反射层和形成在该反射层上表面的保护层，其中，所述反射层为Ag膜或Al膜，所述保护层为SiO₂膜。本发明反射率高，具有较好的户外使用寿命，清洁方便，价格便宜，可适合不同形状的集热器。

Description

一种太阳能反射薄膜材料

技术领域

本发明属于反射材料技术领域，具体涉及一种太阳能反射薄膜材料。

背景技术

随着世界范围内能源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。太阳能有许多优势：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。对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。反射材料作为集热材料的一种，在槽式CPC系统，太阳能热电装置，太阳能空调，太阳能锅炉、太阳灶等太阳能中高温应用系统中有着广泛的应用，高反射率的材料是提高上述过程太阳能利用率的关键。其研究和发展一直伴随整个太阳能利用的发展历程。

在太阳能反射材料中，银和铝是最好的反射材料，其半球反射率分别达到了97%和92%。由于阳极氧化铝的成本较低，它是目前使用的最广泛的一种太阳能反射材料。银和阳极氧化铝的在空气中抗腐蚀性较差，它们如果没有玻璃、塑料薄膜和油漆的保护，在几个月时间内它的光学性能将严重下降，因此，它们经常被镀在玻璃、有机玻璃（聚甲基丙烯酸甲酯，polymethylmethacrylate，PMMA）、聚对苯二甲酸乙二酯（polyethylene terephthalate；PET，）等材料的背面。由于保护层的存在，银、铝反射材料的反射率大大降低，对银而言，目前实际应用中最好的反射率仅达到了90%。另外保护材料也带来了许多其它的问题，如玻璃在运输和使用时容易破碎，PMMA的价格相对较高，使用寿命短，而且当有水存在时，银和PMMA的粘着力不好。PET价格便宜，对紫外光有很好的稳定性，但是当温度超过110 ℃它的稳定性变得很差等，寻找反射率高，价格便宜，耐用的反射材料一直是人们研究的目标。

发明内容

本发明的目的是提供一种反射率高，价格便宜，耐用的太阳能反射薄膜材料。

本发明的目的是这样实现的。

一种太阳能反射薄膜材料，包括以下组成：基材、形成在该基材上表面的反射层、形成在该反射层上表面的保护层。

其中，所述反射层为Ag膜或Al膜，所述保护层为SiO₂膜。

所述SiO₂膜厚度为0.5μm~1.5μm。

所述Ag膜厚度为80 nm ~150nm。

所述Al膜厚度为100 nm ~200nm。

所述基材为玻璃或不锈钢。

或者是，所述基材为高分子材料，在基材和反射层之间还形成有过渡层。

所述过渡层为Cu膜或Cr膜，Cu膜厚度为20 nm ~50nm，Cr膜厚度为20 nm ~50nm。

所述高分子材料为PMMA或PET。

下面针对基材、过渡层、反射层和保护层作具体介绍。

1、基材：主要用来支撑反射层，可以根据不同的场合和用途来选择不同的基材，一般的基材有玻璃、不锈钢、高分子聚合物（如PMMA，PET）等，基材使用前需仔细的清洗和特殊的处理（针对高分子聚合物）。基材的厚度可以根据实际的需要来确定。

2、过渡层：过渡层的作用主要是解决反射层与基材的粘附力的问题，使反射层不易从基材剥离，提高反射材料的使用寿命，但过渡层的使用提高了反射材料的成本，在本发明中当基材是玻璃和不锈钢时，可以不需要使用过渡层；当基材是PMMA、PET等高分子材料时，需要使用过渡层，在本发明中过渡层为Cu或Cr，其厚度为20 nm ~50nm。

3、反射层：反射层是反射材料的核心，一般用Ag或Al（阳极氧化铝），银的反射率比铝高，但价格较贵，可以根据实际情况来选用，Ag膜的厚度为80 nm ~150nm，Al膜的厚度为120 nm ~200nm。当反射层为Ag膜时，对可见光的反射率为96%~98.5%，对太阳光的反射率为95％～97％，当反射层为Al膜时，可见光反射率为91%~93%，太阳光的反射率90～92％。

4、保护层：SiO₂在成分上与玻璃基底相似,在光学性能上具备一定的优越性,而且SiO₂膜具有硬度高、耐磨性好、膜层牢固等特点，另外，SiO₂膜的亲水性好，使反射薄膜材料便于清洁，所以本发明中采用SiO₂膜保护层。SiO₂膜厚度为0.5μm ~1.5μm。另外SiO₂膜的在一定的厚度范围内还可增强Ag膜或Al膜的反射率。

本发明的有益效果为：该种太阳能反射薄膜材料，包括以下组成：基材，形成在该基层上的反射层和形成在该反射层上的保护层，其中，所述反射层为Ag膜或Al膜，所述保护层为SiO₂膜。本发明反射率高，具有较好的户外使用寿命，清洁方便，价格便宜，可适合不同形状的集热器。

具体实施方式

下面本发明以实施例作进一步说明，并不是把本发明的实施范围限制于此。

本发明中各层膜采用磁控溅射的方法来制备，反射率采用分光光度计测量，户外使用寿命采用加速老化试验的方法，在老化试验箱中进行，每次5个小时，温度变化范围为30~100℃，绝对湿度为20~250（g/m²），采用金属卤灯（280-3000nm）进行照射，共进行100次。

实施例1。

以PET为基材（厚度1mm）；过渡层为Cu层，厚度为30nm；反射层为Ag层，厚度120nm，保护层为SiO₂，厚度为1μm，太阳光反射率为96.9%，经过老化试验后，反射率为96.7%，基本不变。

实施例2。

以玻璃为基材（厚度2mm）；无过渡层，反射层为Ag层，厚度100nm，保护层为SiO₂，厚度为1μm，太阳光反射率为96.8%，经过老化试验后，反射率为96.7%，基本不变。

实施例3。

以玻璃为基材（厚度2mm）；无过渡层，反射层为Ag层，厚度110nm，保护层为SiO₂，厚度为1.5μm，太阳光反射率为95.98%，经过老化试验后，反射率为95.90%，基本不变。

实施例4。

以PET为基材（厚度1mm）；过渡层为Cu层，厚度为50nm；反射层为Al层，厚度180nm，保护层为SiO₂，厚度为1.5μm，太阳光反射率为91.7%，经过老化试验后，反射率为91.5%，基本不变。

实施例5。

以玻璃为基材（厚度2mm）；无过渡层，反射层为Al层，厚度170nm，保护层为SiO₂，厚度为1μm，太阳光反射率为91.4%，经过老化试验后，反射率为91.2%，基本不变。

实施例6。

以PMMA为基材（厚度1mm）；过渡层为Cr层，厚度为20nm；反射层为Ag层，厚度80nm；保护层为SiO₂，厚度为0.5μm，太阳光反射率为96.5%，经过老化试验后，反射率为96.4%，基本不变。

实施例7。

以不锈钢为基材（厚度2mm）；无过渡层，反射层为Ag层，厚度150nm，保护层为SiO₂，厚度为1.5μm，太阳光反射率为95.8%，经过老化试验后，反射率为95.6%，基本不变。

实施例8。

以不锈钢为基材（厚度2mm）；无过渡层，反射层为Al层，厚度100nm，保护层为SiO₂，厚度为1μm，太阳光反射率为91.8%，经过老化试验后，反射率为91.5%，基本不变。

实施例9。

以不锈钢为基材（厚度2mm）；无过渡层，反射层为Al层，厚度200nm，保护层为SiO₂，厚度为0.8μm，太阳光反射率为91.3%，经过老化试验后，反射率为91.2%，基本不变。

以上所述仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。

Claims

1.一种太阳能反射薄膜材料，其特征在于：包括以下组成：

基材；

形成在该基材上表面的反射层；

形成在该反射层上表面的保护层；

其中，所述反射层为Ag膜或Al膜，所述保护层为SiO₂膜。

2.根据权利要求1所述的一种太阳能反射薄膜材料，其特征在于：所述SiO₂膜厚度为0.5μm~1.5μm。

3.根据权利要求1所述的一种太阳能反射薄膜材料，其特征在于：所述Ag膜厚度为80 nm ~150nm。

4.根据权利要求1所述的一种太阳能反射薄膜材料，其特征在于：所述Al膜厚度为100 nm ~200nm。

5.根据权利要求1所述的一种太阳能反射薄膜材料，其特征在于：所述基材为玻璃或不锈钢。

6.根据权利要求1所述的一种太阳能反射薄膜材料，其特征在于：所述基材为高分子材料，在基材和反射层之间还形成有过渡层。

7.根据权利要求6所述的一种太阳能反射薄膜材料，其特征在于：所述过渡层为Cu膜或Cr膜，Cu膜厚度为20 nm ~50nm，Cr膜厚度为20 nm ~50nm。

8.根据权利要求6所述的一种太阳能反射薄膜材料，其特征在于：所述高分子材料为PMMA或PET。