郭辰熹

摘要：以直流反应磁控溅射方法为制备手段，选择Cr、Al为靶材，以氩气为工作气体，以氮气为反应气体，在纳钙玻璃基底上制备了太阳光谱选择性吸收的薄膜Cr1-xAlxN，使之具有良好的光谱选择吸收特性。研究发现，在其他工艺参数不变的情况下，溅射气压在0.3-0.5Pa范围内，都能制备出择优取向的立方相Cr1-xAlxN。而在LN2：LAr=2:1，溅射气压为0.5Pa，工作温度为500℃，Cr靶溅射功率：Al靶溅射功率=3:2时，制备的Cr1-xAlxN薄膜致密、均匀，结晶性好，电阻率最低为。制备的Cr1-xAlxN薄膜在可见光区吸收率都能达到50%以上，且在红外光区（900nm~2100nm）达到100%，说明其在红外光区具有极低的发射率，符合太阳光谱选择性吸收特性。可用于太阳集热器的吸收表面，并可直接作为光热转换材料。

中图分类号：TM142文献标识码： A

0引言

太阳能的利用在近几十年内一直讨论火热，中高温太阳能吸收薄膜正是目前探讨的重点，其研制与工业应用成为国内外学者正在攻克的难关。许多国家都在积极研究性能优良、成本低廉、工艺简单、稳定性良好的中高温太阳光谱选择性吸收薄膜。

磁控溅射技术是太阳光谱选择性吸收薄膜研制的其中一种方法。始于上世纪70年代，随着逐步发展、完善成一种新型的溅射技术，而后太阳能选择性吸收薄膜的制备也引入了该种方法。CrxN具有金属属性，是一种较好的导体，其涂层具有极高的热稳定、耐腐蚀好、对有色金属及其合金化学惰性好等特点。

作为太阳能光谱选择薄膜，实验过程中的衬底温度、靶间距离、溅射功率、工作压力、氩氮流量比、沉积时间等工艺参数都将对所制薄膜的结构特性、光学性能与电学性能产生影响。……