CN201121207Y - 一种大面积镀制太阳能整板集热器芯片的装置 - Google Patents

Abstract

一种大面积镀制太阳能整板集热器芯片的装置，属真空镀膜领域，针对现有技术满足不了大面积芯片镀制要求，提出一种技术方案，它包括由真空室和立式阀门串连组成，其特征是该装置底面上设有装夹车，车体底平面上等距设有装夹机具，并排成纵列式，装置顶面上设有吊车，吊车上纵向横向均匀布有磁控溅射阴极，并排成纵列式，并在真空室内装夹机具和磁控溅射阴极交替布置，磁控溅射阴极纵向间隔内设有充气管，各充气管与供气***连接，装夹车和吊车互作相对运动，其优点是可在大面积整板太阳能集热芯片上获得理想的光谱选择性涂层，并均匀理化性能好，膜层寿命长。

Description

一种大面积镀制太阳能整板集热器芯片的装置

技术领域

本实用新型属于真空镀膜技术领域，特别涉及一种大面积镀制太阳能整板集热器芯片的装置。

背景技术

太阳能集热板(芯片)是平板太阳能热水器的核心部件，而平板太阳能热水器的热效率是由集热板表面薄膜的光谱选择性吸收性能(α_s-吸收率，ε-发射率)决定。目前国内太阳能集热器上的选择性吸收涂层材料的制备方法主要有：喷涂法、电化学法(阳极氧化)、电镀法(电镀黑铬)、磁控溅射法。其中喷涂法是采用喷枪装置，在常压条件下使用喷枪喷涂吸收涂层，这种生产结构方式的优点是：操作简单、生产成本低，但所形成的吸收薄膜性能不高，α_s-吸收率在85％左右，ε-发射率在0.25-0.3，膜层的耐侯性差，使用寿命短；电化学法(阳极氧化)、电镀法(电镀黑铬)均是采用电镀槽的生产方式，在常压条件下通过电化学反应来获得集热板表面的吸收涂层，这种结构生产方式的优点是：所形成吸收涂层的均匀性较好，吸收率和发射率均较高，α_s-吸收率在91％左右，ε-发射率在0.13左右，但该结构装置的生产方式会造成产品生产过程的环境污染，膜层的耐侯性差，且不适合大规模生产；磁控溅射法是在真空条件下，在真空镀膜装置内在太阳能整板集热器表面上沉积高性能的光谱选择性吸收膜层，薄膜性能可达到α_s-吸收率在96％左右，ε-发射率在0.08，该结构生产方式的优点是：采用的是真空溅射镀膜装置来沉积光谱选择性吸收薄膜；能生产出集热效率更高的光谱选择性吸收薄膜；由于是在真空镀膜室中生产，所以生产过程没有任何污染。目前生产圆形玻璃真空集热管表面涂层，大部份均采用真空镀制生产方式，但这种玻璃真空集热管的镀膜装置，由于受结构形式的限制，无法应用在整板集热芯片上制备选择性涂层，因此我国在平板式集热器吸收涂层的制备中，仍然大量采用喷枪喷涂或电镀槽方式的阳极氧化或电镀方法。目前国内外市场仍没有能在整体集热板芯片表面真空镀制具有光谱选择性吸收涂层的装置报导。

实用新型内容

本实用新型针对上述问题提供一种大面积镀制太阳能整板集热器芯片的装置，该装置采用磁控溅射方法在整板太阳能芯片上制备光谱选择性涂层，本装置具有溅射速度快、基体温度低、膜层与基体结合牢固并可在大面积得到均匀薄膜，膜层理化性能好、无污染、并具有良好的光谱选择性吸收特性；经本装置真空沉积光谱选择性吸收涂层后，可以直接成为一个整体的集热芯片，而不需要再进行任何组合、焊接或剪裁等处理过程。上述装置可使平板太阳能集热器生产实现工业化和产品热效率得到极大地提高。

本实用新型所采用的技术方案是：它包括由真空***与真空室及其立式阀门串联组成。其中装置底面上设有装夹车，车体底平面上等距设有装夹机具，并成纵列式安装，可将太阳能集热器整体芯片(整体芯片是指由多条铜、铜铝翼片或者金属条带与循环水管焊接组成的集热板芯片)或由整体芯片拼凑组合构成一个大的平面，其特征在于将其装夹在一个装夹车上，并垂直而立，相对壳体或静止，或做往复运动。其移动速度可依靶极数量设定，一般在：(10-200)mm/s。装置顶部上设有吊车，在吊车上横向均匀分布磁控溅射阴极，将其绝缘刚性组合固联在吊车上。溅射阴极靶分布在相临两列相向两组太阳能集热器芯片构成的空间的中间，相对于太阳能集热器芯片做或静止或往复运动，其移动速度在：(10-200)mm/s。磁控溅射阴极纵向设有充气单元，该单元与供气***相连接，并采用绝缘立式固定在吊车上，与磁控溅射阴极同步运动。

如上所说由真空***和真空室及立式阀门构成的装置，可是一个单元或多个单元串联，所说的装夹具纵列间距200～400mm，磁控射阴极与充气管间距为30～150mm。

本实用新型的益处效果是：可在整板太阳能集热芯片上获得理想的光谱选择性涂层，使平板太阳能热水器的生产效率和热效率得到了极大地提高。使平板太阳能热水器即使在寒冷的地区也可以应用，也可以放在屋顶，阳台，墙壁上，满足了目前节能建筑中太阳能利用与建筑一体化的要求，有更强的国内外市场竞争力和生命力。可实现大批量工业化生产，提高生产效率，进一步降低成本，且生产过程中不会产生任何环境污染，是目前新一代太阳能集热板产品。

附图说明

图1是本实用新型太阳能集热芯片单节镀膜室俯视图；

图2是本实用新型太阳能集热芯片单节镀膜室主视图；

图3是本实用新型太阳能集热芯片多节镀膜室俯视图；

图4是本实用新型太阳能集热芯片多节镀膜室主视图；

图中：1、真空室，2、待镀整体集热芯片组，3、阴极(至少设有一个溅射靶)，4、装夹车，5、导轨，6、气动阀，7、扩散真空泵，8、罗茨真空泵，9、机械真空泵，10、充气管，11、吊车，12、立式阀门，13、第n节镀膜室。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进一步描述。

本装置包括由真空室1和立式阀门12串连组成，该装置底面上设有装夹车4，车体底平面上等距设有装夹机具，并排成纵列式，装置顶面上设有吊车11，吊车11上纵向横向均匀布有磁控溅射阴极3，并排成纵列式，并在真空室1内装夹机具和磁控溅射阴极3交替布置，磁控溅射阴极3纵向间隔内设有充气管10，各充气管10与供气***连接，装夹车4和吊车11互作相对运动。

所说的真空室1为一个独立单元或由真空室(1)与立式阀门(12)组成多个单元串连。所说的装夹机具纵列间距200～400mm，装夹机具纵列数大于等于2；所说的磁控溅射阴极3与充气管10间距为30～150mm，磁控溅射阴极靶数大于等于1；所说的装夹车4与吊车11相对运动速度为10～200mm/s。

其动作过程是：装有太阳能集热整体芯片(整体芯片是指由多条铜、铜铝翼片或者金属条带与循环水管焊接组成的集热板芯片)的装夹车4装入真空室1中，装夹车4上的太阳能集热整体芯片组2与溅射阴极3的溅射靶相间而列，开启真空抽气机组对真空室1进行抽初真空和高真空，待到达镀膜真空条件后，开启充气管10充工作气体，然后启动溅射阴极3。待镀整体集热芯片组2的装夹车4与溅射阴极3是相对移动的，即在单节真空室1组成的镀膜装置中，待镀整体集热芯片组2的装夹车4是相对真空室壳体静止的，而溅射阴极3相对真空室1壳体是移动的；在多节真空室1组成的镀膜装置中，待镀整体集热芯片组装夹车4是相对镀膜室壳体移动的，而溅射阴极3相对真空室1壳体是静止的。待镀整体集热芯片组装夹车4与溅射阴极3是相对移动的速度可依阴极靶数量设定，一般在：(10-200)mm/s。进行上述过程后，在待镀整体集热芯片组的每个整体集热芯片表面，沉积镀制上光谱选择性吸收涂层。

在多节真空室1组成的镀膜装置中，可由n节真空壳体积木式串接组成，见图3。其中真空壳体相间有n+1个立式阀门12相连。待镀整体集热芯片组2的装夹车4相对n节镀膜室壳体线性移动，而溅射阴极3对镀膜室壳体相对静止，可以有多个溅射阴极3分布在多节镀膜室内，以增加产品的生产效率。

Claims (5)

1、一种镀制大面积太阳能整板集热器芯片的装置，包括由真空室(1)和立式阀门(12)串连组成，其特征是该装置底面上设有装夹车(4)，车体底平面上等距设有装夹机具，并排成纵列式，装置顶面上设有吊车(11)，吊车(11)上纵向横向均匀布有磁控溅射阴极(3)，并排成纵列式，并在真空室(1)内装夹机具和磁控溅射阴极(3)交替布置，磁控溅射阴极(3)纵向间隔内设有充气管(10)，各充气管(10)与供气***连接，装夹车(4)和吊车(11)互作相对运动。

2、根据权利要求1所述的镀制大面积太阳能整板集热器芯片的装置，其特征在于所说的真空室(1)为一个独立单元或由真空室(1)与立式阀门(12)组成多个单元串连。

3、根据权利要求1所述的镀制大面积太阳能整板集热器芯片的装置，其特征在于所说的装夹机具纵列间距200～400mm，装夹机具纵列数大于等于2。

4、根据权利要求1所述的镀制大面积太阳能整板集热器芯片的装置，其特征在于所说的磁控溅射阴极(3)与充气管(10)间距为30～150mm，磁控溅射阴极靶数大于等于1。

5、根据权利要求1所述的镀制大面积太阳能整板集热器芯片的装置，其特征在于所说的装夹车(4)与吊车(11)相对运动速度为10～200mm/s。

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