專利名稱：生產平板太陽能吸熱鍍膜板的立式鍍膜裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及太陽能光熱利用領域，特別涉及的是生產平板太陽能吸熱鍍膜板 的立式鍍膜裝置。
技術背景太陽能資源是21世紀的新能源，太陽能制冷、太陽能熱水器、太陽能發電、海水凈 化等都是重要的應用領域。選擇性吸熱薄膜具有可見光_近紅外光區高吸收率、紅外光區 高反射率的性能優點，其生產方法及裝置成為太陽能利用技術的重要研究方向。目前所采 用太陽能選擇性吸熱薄膜的生產方法有以下幾種類型，且都具有相應的局限性玻璃管真空管型將直徑不同的兩個玻璃管的兩端封接在一起，兩管之間的空間 形成封接時抽成真空，內管的外壁沉積有太陽能吸熱涂層，吸收太能輻射能而使溫度升高， 內部通水帶走熱能，完成光熱轉換過程。其不足之處在于碰撞易碎，斷水時干燒易炸管，同 時在建筑節能一體化時不宜作為建筑外壁、房頂。普通平板吸熱涂層采用電鍍、刷涂等方式在金屬基片上形成吸熱涂層，其不足之 處在于外紅光發射率高，太陽能吸收率低，太陽能利用效率低，同時這種生產方式對環境有
一定污染。電子槍蒸發和離子源輔助的方式沉積太陽能吸熱涂層，這種方式具有沉積速率高 的優勢。其缺點是單個電子槍所獲得的鍍材的蒸發云不足以覆蓋基片的幅寬，需兩支電子 槍合并使用才能滿足寬度上的均勻性，同時由于沉積速率高，膜層厚度控制困難，對于沉積 金屬層厚度僅為IOnm左右的介質-金屬干涉膜組類型的太陽吸熱膜層，光學厚度精度在2 至3nm左右時的控制更難實現。已有的連續鍍膜裝置如中國專利200420077693. 6所述，是一種對圓形玻璃管鍍 膜，整個生產線從出口到進口到連續鍍膜室如其權利要求1所述“構成閉環”，工件還要自 轉，無法生產大面積(單張鍍膜板的長度方向大于600毫米、寬度方向大于300毫米)的平 板太陽能吸熱鍍膜板
實用新型內容
鑒于以上原因，本實用新型的目的是為了克服以上不足，提供一種生產效率高的、 膜層厚度控制方便、工藝實現靈活、生產大面積(單張鍍膜板的長度方向大于600毫米、寬 度方向大于300毫米)的平板太陽能吸熱鍍膜板、環境污染程度小、高效率的生產平板太陽 能吸熱鍍膜板的立式鍍膜裝置。本實用新型的目的是這樣來實現的本實用新型生產平板太陽能吸熱鍍膜板的立式鍍膜裝置，包括前真空鎖定室、前 保持室、至少有3組磁控濺射靶與相應的濺射腔室的能在基片上依次沉積由金屬膜組成的 紅外光波反射層/至少一組由金屬膜或金屬介質復合膜與介質膜組成的干涉膜堆/減反射 層、或者在基片上依次沉積由金屬膜組成的紅外光波反射層/吸熱半導體材料膜或金屬介質復合材料膜/減反射層、以此在基片上形成太陽能吸收功能膜的連續鍍膜室、后保持室、 后真空鎖定室，磁控濺射靶及靶材，電源，工藝氣體進氣管及控制系統，真空抽氣系統，其特 征是有能掛一片或多片金屬基片的由型材或金屬板組成的載片架，帶動載片架行進的減速 機拖動傳送機構是與減速機相連的被磁流體密封的帶弧形槽的凹輪與載片架下部的圓桿 狀底部組成的或平輪與載片架下部的底部組成的，載片架上端部的一側或兩側設置有基片 掛鉤，載片架的上部有磁極懸浮穩定機構或是載片架傾斜10°以內上部靠在靠輪上以保持 載片架在立式鍍膜裝置各室的中央部位直線行進的穩定機構，在連續鍍膜室的箱體上每組 濺射腔室位置上至少在掛在載片架上的基片的一側布置有磁控濺射靶，在大氣與前真空鎖 定室之間、后真空鎖定室與大氣之間有真空閥門，前真空鎖定室與前保持室之間，后保持室 與后真空鎖定室之間有真空閥門，前保持室與連續鍍膜室之間、連續鍍膜室與后保持室之 間有讓載片架分批次按生產節奏進入連續鍍膜室或退出連續鍍膜室的真空閥門。基片懸掛 在一個矩形的基片載片架上，在鍍膜裝置內部傳送系統上直線行進，基片載片架上端部的 一側或兩側設置有基片掛鉤，一個掛鉤上只能掛一張基片，基片載片架頂部安裝有永磁體， 其磁極與安裝在同一水平高度箱體兩側的靠近基片載片架的永磁體磁極的極性相同，受到 兩側相等磁場斥力，使得基片載片架垂直立于中心線而不向側面傾斜。立式鍍膜裝置箱底 部安裝著外周面帶弧形凹槽的傳送凹輪或平輪，減速機與凹輪或平輪相連，之間用磁流體 密封隔開，這些轉輪外周面的弧形凹槽的中心線在一條直線上，成為基片載片架圓桿狀底 部邊框嵌在里面而行進的軌道。該裝置能在金屬基片上磁控濺射沉積太陽能吸收功能膜 層，即從基片向外依次沉積紅外光波反射層(金屬膜)/至少一組由金屬膜或金屬介質復合 膜與介質膜組成的干涉膜堆/減反射層(介質膜)，或者從基片向外依次沉積紅外光波反射 層(金屬膜)/吸熱半導體材料膜或金屬介質復合材料膜/減反射層(介質膜)。裝置包 括至少5個鍍膜功能室，分為前真空鎖定室、前保持室、連續鍍膜室(前、后部分別設有緩沖 室)、后保持室、后真空鎖定室，它們之間有真空閥門，這些閥門的開啟和關閉使各室都能建 立起鍍膜工藝所需的1-9 X IO-IPa真空度，在大氣與前(后)真空鎖定室之間，前(后)真 空鎖定室與前(后)保持室之間閥門開啟關閉，載片架在轉動輪的傳送下呈一架一架的或 一批一批的方式有節奏的快速進入(退出)各室，前(后)保持室與連續鍍膜室之間的閥 門開啟關閉，載片架在轉動輪的傳送下呈一架一架的或一批次多架的方式有節奏的快速的 進入(退出)連續鍍膜室。上述的生產平板太陽能吸熱鍍膜板的立式鍍膜裝置，有兩面均能掛一片或多片金 屬基片的由型材或金屬板組成的載片架，每組濺射腔室內在掛在載片架上的基片的兩側對 稱或錯開布置有磁控濺射靶。上述的生產平板太陽能吸熱鍍膜板的立式鍍膜裝置，帶動載片架行進的是靠與減 速機相連的被磁流體密封的齒輪與載片架下部的齒條組成的。上述的生產平板太陽能吸熱鍍膜板的立式鍍膜裝置，在前保持室與連續鍍膜室之 間有載片架由按生產節奏的斷續快速的進片方式變為呈一架接一架的連續勻速行進方式 進入連續鍍膜室的前緩沖區(或稱前緩沖室)，基片上形成太陽能吸收功能膜后，連續鍍膜 室與后保持室之間有使載片架呈一架接一架的連續勻速行進方式退出連續鍍膜室后形成 按生產節奏的斷續快速的出片方式的后緩沖區(或稱后緩沖室)。當載片架快速進入連 續鍍膜室之后，轉動輪的傳動速度變為磁控濺射靶沉積工藝速度所需要的慢速的、連續的、勻速的基片運行速度，使分批次快速進入連續鍍膜室的載片架一架接一架或一批次接一批 次的連續的經過磁控濺射靶濺射沉積區，使架與架或批次與批次之間的距離變為盡可能的 小，以使沉積不間斷、不空濺射，提高效率，減少空濺時靶材的浪費以及時間的浪費，節約成 本。上述的生產平板太陽能吸熱鍍膜板的立式鍍膜裝置，在連續鍍膜室中的每組濺射 腔室內兩側對稱或錯開布置有磁控濺射靶。兩側布置有磁控濺射靶，可同時對載片架兩面 掛上的金屬基片進行濺射鍍膜，生產效率比臥式鍍膜裝置提高一倍，錯開布置磁控濺射靶， 通過調節充氣大小，提高工藝穩定性。上述的生產平板太陽能吸熱鍍膜板的立式鍍膜裝置，連續鍍膜室至少3組磁控濺 射靶及相應的濺射腔室它們之間有隔板形成各自獨立腔室，配有獨立的抽真空系統，各自 有獨立磁控濺射電源、工藝充氣管路及控制單元系統，使靶、充氣管道、真空抽氣系統集成 在一個靶基座或腔室蓋板上成為一個單獨濺射模塊。單獨濺射模塊可以放在連續鍍膜室的 任何工藝需要的位置工作，以方便實現鍍制不同膜系的吸熱功能膜層。上述的生產平板太陽能吸熱鍍膜板的立式鍍膜裝置，至少3組磁控濺射靶及相應 的濺射腔室之間至少有一個載片架得以通過的有狹縫的真空抽氣室作為隔離腔室。濺射靶 及相應的濺射腔室之間至少有一個開有狹縫(能通過載片架)的真空抽氣室作為隔離腔 室，不設門閥，通過狹縫抽真空，若有2至3個隔離腔室，就可使濺射室之間真空度差一個數 量級，以方便不同靶腔實現不同的充氣氣氛和工藝條件，鍍制不同材質的膜層。上述的生產平板太陽能吸熱鍍膜板的立式鍍膜裝置，磁控濺射靶是直流平面靶、 直流柱形靶、中頻交流平面靶、中頻交流柱形靶、中頻交流柱形旋轉靶中的至少一種。因可 以任意組合，方便實現鍍制不同膜系的吸熱功能膜層，特別是干涉膜堆類型的膜系，磁控濺 射靶是中頻交流柱形旋轉靶，可以采用不同金屬材料的靶材用不同氣氛氣體實現化學計量 比材質的膜層，也可以用陶瓷靶材直接鍍制介質膜。采用中頻交流柱形旋轉靶，可以提高濺 射速率，提高生產效率，降低成本。本實用新型采用長度方向大于600毫米、寬度方向大于300毫米的大面積單張金 屬片作為基片，載片架兩面均可掛一片或多片金屬基片，連續鍍膜室中，基片經過按照膜系 配置的多個濺射模塊，基片從靶位經過時依次沉積太陽能吸熱功能膜中的紅外光反射層/ 吸熱功能層/減反射層等膜層，本實用新型生產的吸熱鍍膜板具有吸收率高、發射率低的 優點，本實用新型生產效率高，成本低，生產效率比臥式鍍膜裝置提高一倍，能高效率的生 產膜層厚度控制方便、工藝實現靈活、大面積的平板太陽能吸熱鍍膜板，對環境污染程度

圖1為本實用新型鍍膜裝置總體結構示意圖。圖2為圖1的俯視圖。圖3為本實用新型鍍膜裝置傳送系統示意圖。圖4為本實用新型鍍膜裝置傳送機構示意圖。圖5為本實用新型鍍膜裝置另一傳送機構示意圖。圖6為載片架結構示意圖。[0024]圖7為圖6中A向示意圖。圖8基片傳送方式示意圖。圖9基片另一傳遞方式示意圖。圖10為磁控濺射靶及對應的濺射腔室示意圖。圖11為圖10的俯視圖。圖12為本實用新型生產的平板太陽能吸熱鍍膜板結構示意圖(基片上沉積了由 金屬膜組成的紅外光波反射層/金屬膜與介質膜組成的干涉膜堆/減反射層)。圖13為本實用新型生產的另一平板太陽能吸熱鍍膜板結構示意圖(基片上沉積 了由金屬膜組成的紅外光波反射層/吸熱半導體材料膜/減反射層)。圖14為本實用新型生產的再一平板太陽能吸熱鍍膜板結構示意圖(基片上沉積 了由金屬膜組成的紅外光波反射層/金屬介質復合材料膜/減反射層)。圖15為本實用新型鍍膜裝置另一總體結構示意圖。圖16為圖15的俯視圖。圖17為本實用新型鍍膜裝置再一總體結構示意圖。圖18為圖17的俯視圖。
具體實施方式
實施例1 圖1 圖12給出了本實施例1圖。本實施例介紹沉積至少一組“干涉膜堆”膜系 類型的太陽能吸熱鍍膜板膜的方法及裝置，選定的膜系為基片/Al紅外光反射層/AlN介 質層/不銹鋼金屬層/AlN介質層/不銹鋼金屬層/AlN減反射層，包括了兩組AlN/不銹鋼 干涉膜堆，以2000X1000X0. 2mm的鋁材為基片。參見圖1、圖2，本實施例裝置包括上片 區1，前真空鎖定室2，前保持室3，連續鍍膜室4，后保持室5，后真空鎖定室6，下片區7，載 片架14 (參見圖6、圖7)，載片架14上有掛釘15，載片架兩面均掛一片金屬基片16，載片架 下部的圓桿狀底部17，以及連接各室的真空閥門8(8a-8f)，其中8a、8f分別是前、后真空鎖 定室與外界大氣之間的真空閥門，在連續鍍膜室4的前、后端分別為前緩沖室4M，后緩沖室 4N。在連續鍍膜室4內，按照實現沉積圖12所示基片16上沉積由金屬膜組成的紅外光波 反射層18/金屬膜20與介質膜19組成的干涉膜堆(兩組)/減反射層21 (本實施例1太 陽能吸熱膜系具體為基片/Al紅外光反射層/AlN-不銹鋼干涉復合膜(兩組)/AlN減反射 層)，在磁控濺射靶的配置上，連續鍍膜室的兩側均依次分布有8個磁控濺射靶及其相應的 濺射腔室IOa IOh,依次為2個B革巴(10a、10b) /1個A靶(IOc) /1個B靶(IOd) /1個A靶 (IOe)/1個B靶(IOf)/2個A靶(10g、10h) (A靶為用于鍍制介質膜或金屬一介質復合膜或 吸熱半導體膜的中頻交流柱形旋轉靶或中頻交流平面靶，B靶位用于鍍制金屬膜層或紅外 光波反射膜層的直流平面靶)。連續鍍膜室的另一側的磁控濺射靶也是如此，載片架兩面均 掛金屬基片16從磁控濺射靶中間通過。各濺射腔室之間存在隔離腔室9(9a-9h)以實現各 濺射腔室的工作氣氛環境的獨立。圖3、圖4、圖5是鍍膜裝置中傳送系統示意圖中，貫穿整個鍍膜裝置(上片區1開 始到下片區7)載片架傳送系統是由減速機8通過鏈條9帶動的傳動齒輪10，減速機8a 8j的轉速可調，可各自單獨控制，立式鍍膜裝置箱底部安裝著外周面帶弧形凹槽的傳送凹輪12，減速機8通過齒輪10與凹輪12相連，齒輪10與凹輪12之間用磁流體密封11隔開， 齒輪10帶動凹輪12，載片架14就在傳送凹輪的上面，載片架14的底邊框是圓柱狀的17， 凹輪12靠摩擦傳動帶動載片架14的底邊框，使載片架14運動(凹輪也可改為平輪，載片 架14的底邊框也可改為平底，或者凹輪也可改為齒輪，載片架14的底邊框圓柱也可改為齒 條。)，凹輪的外周面呈弧形凹槽狀，且各凹輪外周面弧形凹槽的中心線在一條直線上，成為 載片架底部邊框限位在里面而行進的軌道，載片架的頂部安裝有永磁體13，在同一高度上 的兩側鍍膜室上也裝有磁極相反的永磁體，在平衡斥力的作用下，載片架在行進中是垂直 豎立著的。圖8、圖9為鍍膜裝置的基片傳送方式示意圖，圖8為鍍膜裝置所采用的一架接一 架傳送方式。載片架14從上片區1進入前真空鎖定室2、前保持室3及從后保持室5退出 到后真空鎖定室6、下片區7，伴隨真空閥門8a、8b、8e、8f的開啟關閉，載片架呈現出快速 的、斷續的、有節奏的傳送特點。而在前后保持室(3和5)真空閥門(8c和8d)的開啟和關 閉時，載片架在緩沖區(4M和4N)中在轉動凹輪的變速傳送下(傳送節奏、速度發生變化) 由快速的送人或退出，呈一架接一架連續勻速的進行，使載片架在連續鍍膜室內連續勻速 前行，在基片上均勻的沉積膜層，架與架之間的距離為20毫米至500毫米。圖9是鍍膜裝 置可以采用的另一種傳送方式，即一批接一批的進入方式，每一批中包含多架載片架，這種 方式增加閥門8開啟、關閉時每一次進出鍍膜裝置的基片數目，提高生產效率。圖10、圖11為本實施例中連續鍍膜室內磁控濺射靶及對應的濺射腔室示意圖(圖 11為圖10俯視圖)。磁控濺射靶22及相應的濺射腔室23之間由隔板24分割而形成各自 獨立的濺射腔室，濺射腔室23之間有一個載片架14得以通過的有狹縫25的真空抽氣室作 為隔離腔室9，可開啟的靶腔箱蓋27壓在腔室之上(壓力面有真空密封圈)。位于靶腔箱 蓋上面分子泵28由氣道29通入腔室，同時通過氣管30與機械泵(圖中未畫出)相連，構 成單獨的真空抽氣系統；兩根充氣管31橫貫位于濺射靶22兩側，縱貫這個腔室，其端頭經 過混氣箱24連接到分別控制沉積太陽能吸熱功能膜所需的工藝氣體氬氣、氮氣和氧氣的 三個氣體流量計32a、32b、32c的出口，形成了單獨的充氣控制系統。磁控濺射靶22為直流 平面靶，通過靶腔箱蓋27上的電源接頭33連接到濺射電源，形成單獨的濺射靶系統。磁控 濺射靶22還根據不同的需要采用為中頻交流柱形旋轉靶、中頻交流平面靶。上述真空抽氣 系統、充氣控制系統、磁控濺射靶都集成在靶腔箱蓋(靶基座)27上，形成了一個獨立的濺 射模塊，可按不同膜系的工藝要求移動。連續鍍膜室兩側濺射模塊的配置是一樣的(本實 施例1中濺射模塊的配置是對稱的，也可錯開不對稱配置，甚至將其中一側的濺射模塊配 置到隔離腔室9中，有利于工藝氣氛的穩定和調節)。本立式鍍膜裝置工作時，以大面積單張金屬片作為太陽能鍍膜板的基片16，基片 16掛在由型材或金屬板組成的載片架14上，載片架兩面均可掛一片或多片金屬基片，在真 空室外的減速機拖動傳送機構帶動載片架行進，以斷續方式被傳送機構帶動快速通過立式 鍍膜裝置中的前真空鎖定室2、前保持室3、前緩沖區4M后，載片架一架接一架的、連續勻速 依次進入到有8組磁控濺射靶與相應的濺射腔室的連續鍍膜室4中，載片架在立式鍍膜裝 置各室的中央部位直線行進，每組濺射腔室內在掛在載片架上兩面的基片的側面對稱或錯 開布置有磁控濺射靶，基片經過磁控濺射靶與相應的濺射腔室，可同時對載片架上的兩面 的金屬基片依次沉積由金屬膜組成的紅外光波反射層/金屬膜與介質膜組成的干涉膜堆/
7減反射層，以此在基片上形成太陽能吸收功能膜，連續鍍膜室后有后緩沖區4N、后保持室5 和后真空鎖定室6，外界大氣與前真空鎖定室之間、前真空鎖定室與前保持室之間、前保持 室與連續鍍膜室之間、連續鍍膜室與后保持室之間、后保持室與后真空鎖定室之間、后真空 鎖定室與外界大氣之間設有真空閥門，當前后真空鎖定室和前后保持室的真空度達到連續 鍍膜室的鍍膜工作真空度1-9X KT1Pa,各室與室之間的真空閥門開啟讓載片架分批次按節 奏進入連續鍍膜室或退出連續鍍膜室，前后真空鎖定室與大氣之間的閥門開閉一次進出鍍 膜載片架一批為一個生產節奏，架與架或批與批之間的距離為20毫米至500毫米，基片上 形成太陽能吸收功能膜后，依次從后緩沖區、后保持室和后真空鎖定室出來，生產出平板太 陽能吸熱鍍膜板。在連續鍍膜室的箱體上每組濺射腔室位置上在掛在載片架兩面上的基片 的側面對稱或錯開布置有磁控濺射靶，同時對載片架上的兩面的金屬基片依次沉積太陽能 吸收功能膜，生產效率比臥式鍍膜裝置提高一倍。本實施例中，為了沉積圖12所示介質-金屬干涉疊堆類型的一種太陽能吸熱膜 系基片/Al紅外光反射層/兩組AlN介質層-不銹鋼干涉復合層/AlN介質反射層，在濺 射靶配置如下(連續鍍膜室單側的)濺射靶10a、IOb采用直流平面靶，靶材為鋁，只充入 濺射氣體Ar ； IOcUOeUOg, IOh采用中頻交流柱形旋轉靶，靶材為不銹鋼，充入濺射氣體Ar 和反應氣體N2 ； IOcUlOf采用直流平面靶，只充入濺射氣體Ar。具體工藝如下 本實施例所獲得的“干涉膜堆”類型太陽能吸熱鍍膜板(膜系為基片/Al紅外光 反射層/AlN-不銹鋼干涉復合層(兩組)/AlN減反射層)的鍍膜層厚度依次為60-200nm、 20-80nm、10-20nm、20-80nm、6-12nm、20-80nm，優化厚度依次為 120-180nm、40_70nm、 12-18nm、40-70nm、6-10nm、40-70nm，經過光譜測試、計算，其太陽能吸收率為93%，發射率 為6%。實施例2 圖3 圖11、圖13、圖15、圖16給出了本實用新型實施例2圖。本實施例2基本 與實施例1同，不同處是本實施例主要沉積圖13所示的氮氧化物的“吸熱半導體材料膜系” 類型的一種太陽能吸熱鍍膜板，選用的膜系為基片16/A1紅外光反射層18/CrNiOyNx半導 體吸收層(吸熱半導體材料膜)34/SiN減反射層35，以2000 X 1000 X 0. 2mm的鋁材為基片。鍍膜裝置的所采用的傳動系統、傳動機構、基片的傳送方式、濺射靶及其對應的濺射腔室的 結構都與實施例1中圖3 圖11所示結構和方式一樣，只是根據所沉積的太陽能吸收膜系 的不同，連續鍍膜室內的濺射靶及其對應的腔室的配置做了調整，參見圖15、圖16。圖15、圖16為本實施例中鍍膜裝置總體結構示意圖，其包括的上片區1、前真空鎖 定室2、前保持室3、連續鍍膜室4、后保持室5、后真空鎖定室6、下片區7、真空閥8 (8a-8f) 以及連續鍍膜室4的前、后端的前、后緩沖室4M、4N都與實例一中圖1所示的一樣。在連續 鍍膜室4內，依據要沉積的基片/Al紅外光反射層/CrNiOyNx半導體吸收層/SiN減反射層 的膜系，其中CrNiOyNx中的0、N的含量在充氣時調整(可見下表內充氣一欄)，在磁控濺 射靶的配置上，依次分布在7個磁控濺射靶及其相應的濺射腔室10 (IOa-IOg)，依次為2個 B靶(10a、IOb)/3個A靶(10c、10d、IOe)/2個A靶(IOfUOg)0各濺射腔室之間存在隔離 腔室9(9a-9f)以實現各濺射腔室的工作氣氛環境的獨立。IOaUOb用于沉積在基片上的Al紅外光反射層，采用直流平面靶，鋁靶材，只充入 濺射氣體Ar ； 10c、IOcUlOe用于沉積CrNiOyNx半導體吸收層，其中CrNiOyNx中的0、N的含 量在充氣時調整(可見下表內充氣一欄)，采用中頻交流柱形旋轉靶，靶材為CrNi合金，充 入流量一樣濺射氣體Ar和反應氣體02、N2 ； 10g、IOh用于沉積SiN減反射層，采用中頻交流 平面靶，充入Ar、N2。具體工藝如下 磁控濺射靶10c、10d、10e用于沉積同一種膜層，且工藝參數一樣，所以在本實施 例中的10c、10d、10e之間不采用隔離腔室。本實施例中所沉積的基片/Al紅外光反射層/CrNiOyNx半導體吸收層/SiN減 反射層這一膜系中鍍膜層厚度依次為80-200nm，60-160nm, 20-100nm,優化厚度依次為 100-160nm，80-140nm，40-80nm，經過光譜測試、計算，其太陽能吸收率為90. 5%，發射率為9%。實施例3 圖3 圖11、圖14、圖17、圖18給出了本實用新型實施例3圖。本實施例3基本與 實施例1同，不同處是本實施例主要沉積圖14所示的“金屬介質復合材料膜”(或稱為“摻 雜金屬的介質材料”)類型的一種太陽能吸熱鍍膜板，需用的膜系為基片16/A1紅外光反射 層18/ΑΙΝχ金屬-介質復合材料層36/AlNy金屬-介質復合材料層37/A1N減反射層38，其 中AlNx中Al的填充因子高于AlNy中Al的填充因子，同樣也采用以2000X 1000X0. 2mm 的鋁材為基片。本實施例中，鍍膜裝置的所采用的傳動系統、傳動機構、基片的傳送方式、磁控濺射靶及其對應的濺射腔室的結構都與實施例1圖3 圖11中所示結構和方式一樣，只是根 據所沉積的太陽能吸收功能膜系的不同，連續鍍膜室內的濺射靶及其對應的腔室的配置做 了調整，參見圖17、圖18。圖17、圖18為本實施例中鍍膜裝置總體結構示意圖，其包括的上片區1、前真空鎖 定室2、前保持室3、連續鍍膜室4、后保持室5、后真空鎖定室6、下片區7、真空閥8 (8a-8f) 以及連續鍍膜室4的前、后端的前、后緩沖室4M、4N都與實例一中圖1所示的一樣。在連續 鍍膜室4內，按所沉積基片/Al紅外光反射層/AlNx金屬-介質復合材料層/AlNy金屬-介 質復合材料層/AlN減反射層的膜系，在磁控濺射靶的配置上，依次分布在8個磁控濺射靶 及其相應的濺射腔室10 (IOa-IOh)，依次為2個B靴(10a、10b) /2個A靶(IOcUOd) /2個A 靶(IOeUOf)/2個A靶(IOgUOh)0各濺射腔室之間存在隔離腔室9 (9a-9m)，以實現各濺 射腔室的工作氣氛環境的獨立。IOaUOb用于沉積在基片上的Al紅外光反射層，采用直流平面靶，鋁靶材，只充入 濺射氣體Ar ；IOcUOd用于沉積AlNx金屬-介質復合材料層，采用中頻交流柱形旋轉靶，靶 材為Al，充入流量一樣的濺射氣體Ar和反應氣體N2 ； IOeUOf用于沉積AlNy金屬-介質復 合材料層，采用中頻交流柱形旋轉靶，靶材為Al，充入濺射氣體Ar和反應氣體N2，但N2氣 氛比例更大(即Al由70%逐漸下降到30%，而N由30%逐漸上升到70%，AlNy與AlNx區 別就在于此，其中y和χ是表示兩種AlN所含A1、N成份比例不同)；10g、IOh用于沉積AlN 減反射層，采用中頻交流平面靶，充入Ar、N2。具體工藝如下 工作真空度(Pa)為2-5 X ΙΟ—1本實施例中所沉積的基片/Al紅外光反射層/AlNx金屬-介質復合材料層/AlNy 金屬_介質復合材料層/AlN減反射層膜系的各層厚度依次為80-200nm、20-60nm、40-80nm、 50-90nm，優化厚度依次為120-170nm、30-50nm、50-70nm、60-80nm，經過光譜測試、計算，其 太陽能吸收率為95. 5%，發射率為8%。上述各實施例是對本實用新型的上述內容作進一步的說明，但不應將此理解為本 實用新型上述主題的范圍僅限于上述實施例。凡基于上述內容所實現的技術均屬于本實用 新型的范圍。
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權利要求生產平板太陽能吸熱鍍膜板的立式鍍膜裝置，包括前真空鎖定室、前保持室、至少有3組磁控濺射靶與相應的濺射腔室的能在基片上依次沉積由金屬膜組成的紅外光波反射層/至少一組由金屬膜或金屬介質復合膜與介質膜組成的干涉膜堆/減反射層、或者在基片上依次沉積由金屬膜組成的紅外光波反射層/吸熱半導體材料膜或金屬介質復合材料膜/減反射層、以此在基片上形成太陽能吸收功能膜的連續鍍膜室、后保持室、后真空鎖定室，磁控濺射靶及靶材，電源，工藝氣體進氣管及控制系統，真空抽氣系統，其特征在于有能掛一片或多片金屬基片的由型材或金屬板組成的載片架，帶動載片架行進的減速機拖動傳送機構是與減速機相連的被磁流體密封的帶弧形槽的凹輪與載片架下部的圓桿狀底部組成的或平輪與載片架下部的底部組成的，載片架上端部的一側或兩側設置有基片掛鉤，載片架的上部有磁極懸浮穩定機構或是載片架傾斜10°以內上部靠在靠輪上以保持載片架在立式鍍膜裝置各室的中央部位直線行進的穩定機構，在連續鍍膜室的箱體上每組濺射腔室位置上至少在掛在載片架上的基片的一側布置有磁控濺射靶，在大氣與前真空鎖定室之間、后真空鎖定室與大氣之間有真空閥門，前真空鎖定室與前保持室之間，后保持室與后真空鎖定室之間有真空閥門，前保持室與連續鍍膜室之間、連續鍍膜室與后保持室之間有讓載片架分批次按生產節奏進入連續鍍膜室或退出連續鍍膜室的真空閥門。
2.如權利要求1所述的生產平板太陽能吸熱鍍膜板的立式鍍膜裝置，其特征在于有兩 面均能掛一片或多片金屬基片的由型材或金屬板組成的載片架，每組濺射腔室內在掛在載 片架上的基片的兩側對稱或錯開布置有磁控濺射靶。
3.如權利要求1或2所述的生產平板太陽能吸熱鍍膜板的立式鍍膜裝置，其特征在于 帶動載片架行進的是靠與減速機相連的被磁流體密封的齒輪與載片架下部的齒條組成的。
4.如權利要求1或2所述的生產平板太陽能吸熱鍍膜板的立式鍍膜裝置，其特征在 于在前保持室與連續鍍膜室之間有載片架由按生產節奏的斷續快速的進片方式變為呈一 架接一架的連續勻速行進方式進入連續鍍膜室的前緩沖區，基片上形成太陽能吸收功能膜 后，連續鍍膜室與后保持室之間有使載片架呈一架接一架的連續勻速行進方式退出連續鍍 膜室后形成按生產節奏的斷續快速的出片方式的后緩沖區。
5.如權利要求1或12所述的生產平板太陽能吸熱鍍膜板的立式鍍膜裝置，其特征在于 在連續鍍膜室中的每組濺射腔室內兩側對稱或錯開布置有磁控濺射靶。
6.如權利要求1或2所述的生產平板太陽能吸熱鍍膜板的立式鍍膜裝置，其特征在于 連續鍍膜室至少3組磁控濺射靶及相應的濺射腔室之間有隔板形成各自獨立腔室，配有獨 立的抽真空系統，各自有獨立磁控濺射電源、工藝充氣管路及控制單元系統，使靶、充氣管 道、真空抽氣系統集成在一個靶基座或腔室蓋板上成為一個單獨濺射模塊。
7.如權利要求1或2所述的生產平板太陽能吸熱鍍膜板的立式鍍膜裝置，其特征在于 至少3組濺射靶及相應的濺射腔室之間至少有一個載片架得以通過的有狹縫的真空抽氣 室作為隔離腔室。
8.如權利要求1或2所述的生產平板太陽能吸熱鍍膜板的立式鍍膜裝置，其特征在于 磁控濺射靶是直流平面靶、直流柱形靶、中頻交流平面靶、中頻交流柱形靶、中頻交流柱形 旋轉靶中的至少一種。
專利摘要本實用新型提供了生產平板太陽能吸熱鍍膜板的立式鍍膜裝置，包括載片架、前真空鎖定室、前保持室、前緩沖區、連續鍍膜室、后緩沖區、后保持室和后鎖定室，其特征是有能掛一片或多片金屬基片的由型材或金屬板組成的載片架，帶動載片架行進的減速機拖動傳送機構是與減速機相連的被磁流體密封的帶弧形槽的凹輪與載片架下部的圓桿狀底部組成的或平輪與載片架下部的底部組成的，載片架上端部的一側或兩側設置有基片掛鉤。本實用新型生產的吸熱鍍膜板具有吸收率高、發射率低的優點。本實用新型生產效率高，成本低。
文檔編號C23C14/56GK201648514SQ20102014713
公開日2010年11月24日 申請日期2010年3月31日 優先權日2010年3月31日
發明者甘國工 申請人:甘國工