專利名稱：生產(chǎn)平板太陽能吸熱鍍膜板的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及太陽能光熱利用領(lǐng)域，特別涉及的是生產(chǎn)平板太陽能吸熱鍍膜板的方法及裝置。
背景技術(shù)：
太陽能資源是21世紀(jì)的新能源，太陽能制冷、太陽能熱水器、太陽能發(fā)電、海水凈化等都是重要的應(yīng)用領(lǐng)域。選擇性吸熱薄膜具有可見光-近紅外光區(qū)高吸收率、紅外光區(qū)高反射率的性能優(yōu)點，其生產(chǎn)方法及裝置成為太陽能利用技術(shù)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(chǎn)方法有以下幾種類型，且都具有相應(yīng)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(nèi)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(nèi)部通水帶走熱能，完成光熱轉(zhuǎn)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(jié)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(fā)射率高，太陽能吸收率低，太陽能利用效率低，同時這種生產(chǎn)方式對環(huán)境有
一定污染。電子槍蒸發(fā)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(yōu)勢。其缺點是單個電子槍所獲得的鍍材的蒸發(fā)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(zhì)-金屬干涉膜組類型的太陽吸熱膜層，光學(xué)厚度精度在2 至3nm左右時的控制更難實現(xiàn)。已有的連續(xù)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(chǎn)線從出口到進(jìn)口到連續(xù)鍍膜室如其權(quán)利要求1所述“構(gòu)成閉環(huán)”，工件還要自轉(zhuǎn)，無法生產(chǎn)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。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上原因，本發(fā)明的目的是為了克服以上不足，提供生產(chǎn)效率高的、膜層厚度控制方便、工藝實現(xiàn)靈活、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)的生產(chǎn)平板太陽能吸熱鍍膜板的方法。本發(fā)明的另一個目的是提供一種對環(huán)境污染程度小的生產(chǎn)平板太陽能吸熱鍍膜板的生產(chǎn)裝置。本發(fā)明的目的是這樣來實現(xiàn)的本發(fā)明生產(chǎn)平板太陽能吸熱鍍膜板的方法，該方法是以大面積單張金屬片作為太陽能鍍膜板的基片，基片以斷續(xù)方式通過臥式鍍膜裝置中的前真空鎖定室、前保持室、前緩沖區(qū)，進(jìn)入到至少有3組磁控濺射靶與相應(yīng)的濺射腔室的連續(xù)鍍膜室中，基片進(jìn)入連續(xù)鍍
5膜室由減速機(jī)拖動的水平布置轉(zhuǎn)動輥軸一片接一片的、連續(xù)勻速的傳送，基片經(jīng)過磁控濺射靶與相應(yīng)的濺射腔室，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(zhì)復(fù)合膜與介質(zhì)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(dǎo)體材料膜或金屬介質(zhì)復(fù)合材料膜/減反射層，以此在基片上形成太陽能吸收功能膜，連續(xù)鍍膜室后有后緩沖區(qū)、后保持室和后真空鎖定室， 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(xù)鍍膜室之間、連續(xù)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(shè)有真空閥門，當(dāng)前后真空鎖定室和前后保持室的真空度達(dá)到連續(xù)鍍膜室的鍍膜工作真空度1-9 X IO-1Pa,各室與室之間的真空閥門開啟讓基片分批次按節(jié)奏進(jìn)入連續(xù)鍍膜室或退出連續(xù)鍍膜室，前后真空鎖定室與大氣之間的閥門開閉一次進(jìn)出鍍膜基片一片或一批為一個生產(chǎn)節(jié)奏，是斷續(xù)進(jìn)片方式，而在連續(xù)鍍膜室中基片一片或一批均為連續(xù)走片方式，基片上形成太陽能吸收功能膜后，依次從后緩沖區(qū)、后保持室和后真空鎖定室出來，生產(chǎn)出平板太陽能吸熱鍍膜板。采用長度方向大于600毫米、寬度方向大于300毫米的大面積、單張片金屬作為作為鍍膜基片，在水平布置的臥式鍍膜裝置上由減速機(jī)經(jīng)過齒型帶或鏈條拖動的轉(zhuǎn)動輥軸系統(tǒng)來傳送基片，隨著鍍膜裝置真空閥門的開啟，基片一批為一個生產(chǎn)節(jié)奏進(jìn)入臥式鍍膜裝置，鍍膜裝置由真空閥相連依次有前真空鎖定室、前保持室、連續(xù)鍍膜室、后保持室和后真空鎖定室，在連續(xù)鍍膜室，基片經(jīng)過按照膜系配置的多個濺射模塊，各濺射模塊配備獨立的充氣系統(tǒng)，相鄰濺射模塊之間設(shè)置隔腔室，基片從靶位下經(jīng)過時沉積的太陽能吸收功能膜層從基片向外依次為紅外光波反射層(金屬膜)/至少一組由金屬膜或金屬介質(zhì)復(fù)合膜與介質(zhì)膜組成的干涉膜堆/減反射層(介質(zhì)膜)，或者從基片向外依次為紅外光波反射層(金屬膜)/吸熱半導(dǎo)體材料膜或金屬介質(zhì)復(fù)合材料膜/減反射層(介質(zhì)膜)，連續(xù)鍍膜室至少有3組磁控濺射靶與相應(yīng)的濺射腔室，基片進(jìn)入連續(xù)鍍膜室由減速機(jī)拖動的水平布置轉(zhuǎn)動輥軸(減速機(jī)與輥軸經(jīng)過齒型帶或鏈條連接)傳送，一片接一片的、連續(xù)勻速的經(jīng)過磁控濺射靶與相應(yīng)的濺射腔室，沉積太陽能吸收功能膜層，生產(chǎn)的吸熱鍍膜板具有吸收率高，發(fā)射率低優(yōu)點，且生產(chǎn)效率高，成本低。上述的生產(chǎn)平板太陽能吸熱鍍膜板的方法，在前保持室與連續(xù)鍍膜室之間、連續(xù)鍍膜室與后保持室之間，基片是按生產(chǎn)節(jié)奏的斷續(xù)快速的進(jìn)片或出片方式，變?yōu)榛室黄右黄倪B續(xù)勻速行進(jìn)方式，也即在前保持室與連續(xù)鍍膜室之間、連續(xù)鍍膜室與后保持室之間有一段緩沖區(qū)(或稱緩沖室)，使基片按生產(chǎn)節(jié)奏的斷續(xù)快速的進(jìn)片方式在前緩沖區(qū)中變?yōu)槌室黄右黄倪B續(xù)勻速行進(jìn)方式進(jìn)入連續(xù)鍍膜室，基片上形成太陽能吸收功能膜后，基片呈一片接一片的連續(xù)勻速行進(jìn)方式退出連續(xù)鍍膜室進(jìn)入后緩沖區(qū)中，使基片在后緩沖區(qū)中形成按生產(chǎn)節(jié)奏的斷續(xù)快速的出片方式。上述的生產(chǎn)平板太陽能吸熱鍍膜板的方法，基片片與片或批與批之間的距離為20 毫米至500毫米。上述的生產(chǎn)平板太陽能吸熱鍍膜板的方法，連續(xù)鍍膜室至少3組濺射靶及相應(yīng)的濺射腔室之間由隔板分割而形成各自獨立的腔室，各自獨立的腔室有獨立的磁控濺射電源及工藝充氣控制單元系統(tǒng)，每組濺射靶可以分別單獨控制電源功率和鍍膜所需的工藝氣體。上述的生產(chǎn)平板太陽能吸熱鍍膜板的方法，濺射靶及相應(yīng)的濺射腔室它們之間至少有一個真空抽氣室做為隔離腔室，以保持靶位、腔室之間不竄氣，避免各腔室之間互相干擾工藝氣體和真空度。有2至3個抽氣隔離腔室，加上室與室之間是剛好能通過基片的狹縫結(jié)構(gòu)，靶位、腔室之間不竄氣，可使真空度差一個數(shù)量級，避免各腔室工藝氣氛和真空度之間互相干擾。濺射靶及相應(yīng)的濺射腔室不僅有充氣系統(tǒng)，還單獨配有真空抽氣系統(tǒng)，采用分子泵和機(jī)械泵抽氣機(jī)組，可使各自保持自己工藝所需的真空度和工藝氣氛，而不受其他濺射靶真空度和工藝氣氛的影響。氮和/或氧化合物(介質(zhì)膜)或金屬介質(zhì)復(fù)合膜或者吸熱半導(dǎo)體材料膜，通過控制工藝氣體N2和/或02的通入量和比例來控制化合物薄膜材料中的金屬元素以及氧和/或氮的化學(xué)計量比。上述的生產(chǎn)平板太陽能吸熱鍍膜板的方法，至少3組濺射靶及相應(yīng)的濺射腔室每組單獨的靶的類型是直流平面靶、直流柱形靶、中頻交流平面靶、中頻交流柱形靶中的至少一種。上述的生產(chǎn)平板太陽能吸熱鍍膜板的方法，鍍介質(zhì)膜或金屬介質(zhì)復(fù)合膜或吸熱半導(dǎo)體材料膜的磁控濺射靶是中頻交流柱形旋轉(zhuǎn)靶或者中頻交流平面靶，靶材是金屬靶，濺射時充入工藝氣體Ar以及N2和/或02沉積成金屬氮和/或氧化合物(介質(zhì)膜)或金屬介質(zhì)復(fù)合膜或者吸熱半導(dǎo)體材料膜。靶材是金屬靶，如鈦、鋁、不銹鋼等。上述的生產(chǎn)平板太陽能吸熱鍍膜板的方法，濺射腔室鍍介質(zhì)膜或金屬介質(zhì)復(fù)合膜或吸熱半導(dǎo)體材料膜的中頻交流柱形旋轉(zhuǎn)靶或中頻交流平面靶為A靶，鍍金屬膜或紅外光波反射膜的直流平面靶為B靶，其A靶與B靶的配置依次序為1至4個B靶/1至5個A靶 /1至4個B靶/1至5個A靶/1至4個B靶/1至5個A靶，或者配置為1至4個B靶/1 至5個A靶/1至5個A靶，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(zhì)復(fù)合膜與介質(zhì)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(dǎo)體材料膜或金屬介質(zhì)復(fù)合材料膜/減反射層， 生產(chǎn)出太陽能吸熱功能膜系。可以鍍制上述從基片向外依次為紅外光波反射層(金屬膜)/ 至少一組由金屬膜或金屬介質(zhì)復(fù)合膜與介質(zhì)膜組成的干涉膜堆/減反射層(介質(zhì)膜)，或者從基片向外依次為紅外光波反射層(金屬膜)/吸熱半導(dǎo)體材料膜或金屬介質(zhì)復(fù)合材料膜 /減反射層(介質(zhì)膜)的太陽能吸熱功能膜系。上述的生產(chǎn)平板太陽能吸熱鍍膜板的方法，單張金屬基片長度方向大于600毫米、寬度方向大于300毫米。本發(fā)明生產(chǎn)平板太陽能吸熱鍍膜板的裝置，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(yīng)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(zhì)復(fù)合膜與介質(zhì)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(dǎo)體材料膜或金屬介質(zhì)復(fù)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(xù)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(jìn)氣管及控制系統(tǒng)，真空抽氣系統(tǒng)，基片傳送機(jī)構(gòu)，其特征是基片以斷續(xù)方式快速通過前保持室和前真空鎖定室和同樣以斷續(xù)方式快速通過后保持室和后真空鎖定室的傳送機(jī)構(gòu)是電機(jī)拖動轉(zhuǎn)動輥軸，輥軸表面摩擦傳送基片，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(xù)鍍膜室之間、連續(xù)鍍膜室與后保持室之間有讓基片分批次按生產(chǎn)節(jié)奏進(jìn)入連續(xù)鍍膜室或退出連續(xù)鍍膜室的真空閥門。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(zhì)復(fù)合膜與介質(zhì)膜組成的干涉膜堆/減反射層(介質(zhì)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(dǎo)體材料膜或金屬介質(zhì)復(fù)合材料膜/減反射層(介質(zhì)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(xù)鍍膜室(前、后部分別設(shè)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(guān)閉使各室都能建立起鍍膜工藝所需的1-9X 10-1 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(guān)閉，基片在轉(zhuǎn)動輥的傳送下呈一片一片的或一批一批的方式有節(jié)奏的快速進(jìn)入 (退出)各室，前(后)保持室與連續(xù)鍍膜室之間的閥門開啟關(guān)閉，基片在轉(zhuǎn)動輥的傳送下呈一片一片的或一批次多片一批次多片的方式有節(jié)奏的快速的進(jìn)入(退出)連續(xù)鍍膜室。上述的生產(chǎn)平板太陽能吸熱鍍膜板的裝置，在前保持室與連續(xù)鍍膜室之間有基片由按生產(chǎn)節(jié)奏的斷續(xù)快速的進(jìn)片方式變?yōu)槌室黄右黄倪B續(xù)勻速行進(jìn)方式進(jìn)入連續(xù)鍍膜室的前緩沖區(qū)(或稱前緩沖室)，基片上形成太陽能吸收功能膜后，連續(xù)鍍膜室與后保持室之間有使基片呈一片接一片的連續(xù)勻速行進(jìn)方式退出連續(xù)鍍膜室后形成按生產(chǎn)節(jié)奏的斷續(xù)快速的出片方式的后緩沖區(qū)(或稱后緩沖室)。當(dāng)基片快速進(jìn)入連續(xù)鍍膜室之后，轉(zhuǎn)動輥的傳動速度變?yōu)榇趴貫R射靶沉積工藝速度所需要的慢速的、連續(xù)的、勻速的基片運行速度，使分批次快速進(jìn)入連續(xù)鍍膜室的基片一片接一片或一批次接一批次的連續(xù)的經(jīng)過磁控濺射靶濺射沉積區(qū)，使片與片或批次與批次之間的距離變?yōu)楸M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(jié)約成本。上述的生產(chǎn)平板太陽能吸熱鍍膜板的裝置，在低于轉(zhuǎn)動輥軸與基片接觸面的轉(zhuǎn)動輥軸間布設(shè)托板或托條。為防止在轉(zhuǎn)動輥間隔大于一定距離時薄形金屬基片前端部掉入間隔，在轉(zhuǎn)動輥之間低于輥上平面處設(shè)有托板或托條。上述的生產(chǎn)平板太陽能吸熱鍍膜板的裝置，在鍍膜裝置至少5個功能室的閥門處，設(shè)有隨閥門的開啟能上升或下降的基片傳送過渡輥軸或過渡墊板。在各室之間有幫助基片跨越閥門與輥間距的隨閥門開啟關(guān)閉隨動的過渡墊板機(jī)構(gòu)，也可以是墊輥、墊條、支撐條、支撐網(wǎng)等。上述的生產(chǎn)平板太陽能吸熱鍍膜板的裝置，連續(xù)鍍膜室至少3組磁控濺射靶及相應(yīng)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(tǒng)，各自有獨立磁控濺射電源、工藝充氣管路及控制單元系統(tǒng)，使靶、充氣管道、真空抽氣系統(tǒng)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(xù)鍍膜室的任何工藝需要的位置工作，以方便實現(xiàn)鍍制不同膜系的吸熱功能膜層。上述的生產(chǎn)平板太陽能吸熱鍍膜板的裝置，至少3組濺射靶及相應(yīng)的濺射腔室他們之間至少有一個基片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(yīng)的濺射腔室他們之間至少有一個側(cè)壁開有狹縫(能通過基片)的真空抽氣室作為隔離腔室，不設(shè)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(shù)量級， 以方便不同靶腔實現(xiàn)不同的充氣氣氛和工藝條件，鍍制不同材質(zhì)的膜層。上述的生產(chǎn)平板太陽能吸熱鍍膜板的裝置，磁控濺射靶是直流平面靶、直流柱形靶、中頻交流平面靶、中頻交流柱形靶中的至少一種。因可以任意組合，方便實現(xiàn)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。
上述的生產(chǎn)平板太陽能吸熱鍍膜板的裝置，磁控濺射靶是中頻交流柱形旋轉(zhuǎn)靶。 可以采用不同金屬材料的靶材用不同氣氛氣體實現(xiàn)化學(xué)計量比材質(zhì)的膜層，也可以用陶瓷靶材直接鍍制介質(zhì)膜。采用中頻交流柱形旋轉(zhuǎn)靶，可以提高濺射速率，提高生產(chǎn)效率，降低成本。本發(fā)明生產(chǎn)平板太陽能吸熱鍍膜板的方法，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，在水平布置的臥式鍍膜裝置上的連續(xù)鍍膜室中，基片經(jīng)過按照膜系配置的多個濺射模塊，基片從靶位下經(jīng)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，本發(fā)明生產(chǎn)的吸熱鍍膜板具有吸收率高、發(fā)射率低的優(yōu)點，且生產(chǎn)效率高，成本低。本發(fā)明還提供了生產(chǎn)平板太陽能吸熱鍍膜板的裝置，能高效率的生產(chǎn)膜層厚度控制方便、工藝實現(xiàn)靈活、大面積的平板太陽能吸熱鍍膜板。


圖1為本發(fā)明鍍膜裝置總體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明鍍膜裝置傳送系統(tǒng)示意圖。圖3為本發(fā)明鍍膜裝置真空閥關(guān)閉時傳送機(jī)構(gòu)示意圖。圖4為本發(fā)明鍍膜裝置真空閥開啟時傳動機(jī)構(gòu)示意圖。圖5為基片傳送方式示意圖。圖6為基片另一傳送方式示意圖。圖7為濺射靶及對應(yīng)的濺射腔室示意圖。圖8為圖7的俯視圖。圖9為本發(fā)明生產(chǎn)的平板太陽能吸熱鍍膜板結(jié)構(gòu)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(zhì)膜組成的干涉膜堆/減反射層)。圖10為本發(fā)明生產(chǎn)的另一平板太陽能吸熱鍍膜板結(jié)構(gòu)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(zhì)復(fù)合材料膜/減反射層)。圖11為本發(fā)明生產(chǎn)的再一平板太陽能吸熱鍍膜板結(jié)構(gòu)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(dǎo)體材料膜/減反射層)。圖12為本發(fā)明鍍膜裝置另一總體結(jié)構(gòu)示意圖。圖13為本發(fā)明鍍膜裝置再一總體結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式實施例1 圖1 圖9給出了本實施例1圖。參看圖1，本實施例1中的裝置包括上片區(qū)1， 前真空鎖定室2，前保持室3，連續(xù)鍍膜室4，，后保持室5，后真空鎖定室6，下片區(qū)7，以及連接各室的真空閥門8(8a、8b、8c、8d、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(xù)鍍膜室4的前、后端分別為前緩沖室4M、后緩沖室4N。在連續(xù)鍍膜室4內(nèi)，按照實現(xiàn)沉積圖9所示基片27上沉積由金屬膜組成的紅外光波反射層28/金屬膜 30與介質(zhì)膜四組成的干涉膜堆(兩組)/減反射層31 (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(fù)合膜(兩組)/AlN減反射層)，在濺射靶的
9配置上，依次分布在8個磁控濺射靶及其相應(yīng)的濺射腔室10a、10b、10c、10d、10e、IOf、10g、 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(zhì)膜或金屬-介質(zhì)復(fù)合膜或吸熱半導(dǎo)體膜的中頻交流柱形旋轉(zhuǎn)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)。各濺射腔室之間存在隔離腔室9(9a、9b、9C、9d、9e、9f、9g9h)以實現(xiàn)各濺射腔室的工作氣氛環(huán)境的獨立。本裝置中還設(shè)有電源，工藝氣體進(jìn)氣管及控制系統(tǒng)，真空抽氣系統(tǒng)。圖2是鍍膜裝置中傳送系統(tǒng)示意圖中，基片傳送系統(tǒng)是由減速機(jī)11通過鏈條13 帶動的輥軸12構(gòu)成，輥軸12貫穿前后(上片區(qū)1開始，到下片區(qū)7)。減速機(jī)11 (lla、llb、 llc、lld、lle、llf、llg、llh、lli)的轉(zhuǎn)速可調(diào)，可各自單獨控制。圖3、圖4是傳送機(jī)構(gòu)示意圖，減速機(jī)11 (Ila-Ili)與輥軸12通過鏈條(也可用齒型帶)相連，各輥軸的兩端用軸承固定在腔室的底部。輥軸與輥軸之間設(shè)有托塊14，在真空閥門8的兩側(cè)也設(shè)有托塊15，目的是使薄片基片在輥軸上行進(jìn)時其前端不至于竄入輥軸之下。隨真空閥門8的開閉(圖3為真空閥門8關(guān)閉，圖4為真空閥門8開啟時)而上升或下降的過渡墊板機(jī)構(gòu)16(兩端由短繩吊在真空閥門8上)配合墊板15，在基片27跨越真空閥門8時幫助薄形金屬基片順利跨過。圖5、圖6為鍍膜裝置的基片傳送方式示意圖，圖5為鍍膜裝置所采用的一片接一片傳送方式?；?7從上片區(qū)1進(jìn)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(qū)7，伴隨真空閥門8a、8b、8e、8f的開啟關(guān)閉，呈現(xiàn)出快速的、斷續(xù)的、 有節(jié)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(guān)閉時，基片快速的送人或退出連續(xù)鍍膜室內(nèi)的緩沖區(qū)(4M和4N)，斷續(xù)的按節(jié)奏進(jìn)入、退出的基片在轉(zhuǎn)動軸的減速傳送下(傳送節(jié)奏、速度發(fā)生變化)，呈一片接一片連續(xù)勻速的進(jìn)行均勻的沉積膜層，片與片之間的距離為20毫米至500毫米。圖6是鍍膜裝置可以采用的另一種傳送方式，即一批接一批的方式，這種方式增加真空閥門8開啟、關(guān)閉時每一次進(jìn)出鍍膜裝置的基片數(shù)目，提高生產(chǎn)效率。圖7、圖8為本實施例中連續(xù)鍍膜室內(nèi)濺射靶及對應(yīng)的濺射腔室示意圖(圖7、圖 8分別為側(cè)視圖和俯視圖)。濺射靶23及相應(yīng)的濺射腔室32之間由隔板17分割而形成各自獨立的腔室，濺射腔室32之間有一個基片27得以通過的有狹縫33的真空抽氣室作為隔離腔室34，可開啟的靶腔箱蓋18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19由氣道20通入腔室，同時通過氣管21與機(jī)械泵(圖中未畫出)相連，構(gòu)成單獨的真空抽氣系統(tǒng)；兩根充氣管22橫貫位于濺射靶23兩側(cè)，縱貫這個腔室，其端頭經(jīng)過混氣箱M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25a、25b、25c的出口，形成了單獨的充氣控制系統(tǒng)。濺射靶23為直流平面靶， 通過靶腔箱蓋18上的電源接頭沈連接到濺射電源，形成單獨的濺射靶系統(tǒng)。濺射靶23還根據(jù)不同的需要采用為中頻交流柱形旋轉(zhuǎn)靶、中頻交流平面靶。上述真空抽氣系統(tǒng)、充氣控制系統(tǒng)、濺射靶都集成在靶腔箱蓋(靶基座)18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。本鍍膜裝置工作時，以大面積單張金屬片作為太陽能鍍膜板的基片27，基片27以斷續(xù)方式通過臥式鍍膜裝置中的前真空鎖定室2、前保持室3、前緩沖區(qū)4M，進(jìn)入到連續(xù)鍍膜室4中，連續(xù)鍍膜室4有8組磁控濺射靶與相應(yīng)的濺射腔室，基片進(jìn)入連續(xù)鍍膜室由減速機(jī)拖動的水平布置轉(zhuǎn)動輥軸12 —片接一片的、連續(xù)勻速的傳送，基片經(jīng)過磁控濺射靶與相應(yīng)的濺射腔室，在基片上依次沉積由金屬膜組成的紅外光波反射層/金屬膜與介質(zhì)膜組成的干涉膜堆/減反射層，以此在基片上形成太陽能吸收功能膜，連續(xù)鍍膜室后有后緩沖區(qū) 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(xù)鍍膜室之間、連續(xù)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(shè)有真空閥門，當(dāng)前后真空鎖定室和前后保持室的真空度達(dá)到連續(xù)鍍膜室的鍍膜工作真空度1-9X 10-1 ，他們之間的真空閥門開啟讓基片分批次按節(jié)奏進(jìn)入連續(xù)鍍膜室或退出連續(xù)鍍膜室，前后真空鎖定室與大氣之間的閥門開閉一次進(jìn)出鍍膜基片一批為一個生產(chǎn)節(jié)奏，片與片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(qū)、后保持室和后真空鎖定室出來，生產(chǎn)出平板太陽能吸熱鍍膜板。本實施例中，為了沉積圖6所示介質(zhì)-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(zhì)層-不銹鋼干涉復(fù)合層/AlN介質(zhì)反射層，在濺射靶配置如下濺射靶10a、10b用于沉積采用直流平面靶，靶材為鋁，只充入濺射氣體Ar ；10c、 10e、10g、IOh采用中頻交流柱形旋轉(zhuǎn)靶，靶材為不銹鋼，充入濺射氣體Ar和反應(yīng)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
權(quán)利要求
1.生產(chǎn)平板太陽能吸熱鍍膜板的方法，該方法是以大面積單張金屬片作為太陽能鍍膜板的基片，基片以斷續(xù)方式被轉(zhuǎn)動輥軸傳送快速進(jìn)入和通過臥式鍍膜裝置中的前真空鎖定室、前保持室，進(jìn)入到至少有3組磁控濺射靶與相應(yīng)的濺射腔室的連續(xù)鍍膜室中，基片在連續(xù)鍍膜室內(nèi)由減速機(jī)拖動的水平布置轉(zhuǎn)動輥軸一片接一片的、連續(xù)勻速的傳送，基片經(jīng)過磁控濺射靶與相應(yīng)的濺射腔室，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(zhì)復(fù)合膜與介質(zhì)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(dǎo)體材料膜或金屬介質(zhì)復(fù)合材料膜/減反射層，從而在基片上形成太陽能吸收功能膜，連續(xù)鍍膜室后有后保持室和后真空鎖定室，基片的出片與進(jìn)片方式相同，也是以斷續(xù)方式被轉(zhuǎn)動輥軸傳送快速退出和通過后保持室和后真空鎖定室，進(jìn)片、鍍膜和出片的具體方法為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(xù)鍍膜室之間、連續(xù)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(shè)有真空閥門，當(dāng)前、后真空鎖定室和前、 后保持室的真空度達(dá)到連續(xù)鍍膜室的鍍膜工作真空度1-9X 10-1 ，各室與室之間的真空閥門開啟讓基片分批次按生產(chǎn)節(jié)奏進(jìn)入連續(xù)鍍膜室或退出連續(xù)鍍膜室，前、后真空鎖定室與大氣之間的真空閥門開閉一次進(jìn)出鍍膜基片一片或一批為一個生產(chǎn)節(jié)奏，是斷續(xù)進(jìn)片方式，而在連續(xù)鍍膜室中基片一片或一批均為連續(xù)走片方式，基片上形成太陽能吸收功能膜后，被轉(zhuǎn)動輥軸傳送快速依次從后保持室和后真空鎖定室以斷續(xù)方式快速出片，生產(chǎn)出平板太陽能吸熱鍍膜板。
2.如權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)平板太陽能吸熱鍍膜板的方法，其特征在于在前保持室與連續(xù)鍍膜室之間、連續(xù)鍍膜室與后保持室之間，基片是按生產(chǎn)節(jié)奏的斷續(xù)快速的進(jìn)片或出片方式，變?yōu)榛室黄右黄倪B續(xù)勻速行進(jìn)方式，也即在前保持室與連續(xù)鍍膜室之間、 連續(xù)鍍膜室與后保持室之間有一段緩沖區(qū)，使基片按生產(chǎn)節(jié)奏的斷續(xù)快速的進(jìn)片方式在前緩沖區(qū)中變?yōu)槌室黄右黄倪B續(xù)勻速行進(jìn)方式進(jìn)入連續(xù)鍍膜室，基片上形成太陽能吸收功能膜后，基片呈一片接一片的連續(xù)勻速行進(jìn)方式退出連續(xù)鍍膜室進(jìn)入后緩沖區(qū)中，使基片在后緩沖區(qū)中形成按生產(chǎn)節(jié)奏的斷續(xù)快速的出片方式。
3.如權(quán)利要求1或2所述的生產(chǎn)平板太陽能吸熱鍍膜板的方法，其特征在于基片片與片或批與批之間的距離為20毫米至500毫米。
4.如權(quán)利要求1或2所述的生產(chǎn)平板太陽能吸熱鍍膜板的方法，其特征在于連續(xù)鍍膜室至少3組濺射靶及相應(yīng)的濺射腔室之間由隔板分割而形成各自獨立的腔室，各自獨立的腔室有獨立的磁控濺射電源及工藝充氣控制單元系統(tǒng)，每組濺射靶分別單獨控制電源功率和鍍膜所需的工藝氣體。
5.如權(quán)利要求1或2所述的生產(chǎn)平板太陽能吸熱鍍膜板的方法，其特征在于濺射靶及相應(yīng)的濺射腔室之間至少有一個真空抽氣室做為隔離腔室，以保持靶位、腔室之間不竄氣， 避免各腔室之間互相干擾工藝氣體和真空度。
6.如權(quán)利要求1或2所述的生產(chǎn)平板太陽能吸熱鍍膜板的方法，其特征在于濺射靶及相應(yīng)的濺射腔室中單獨的靶的類型是直流平面靶、直流柱形靶、中頻交流平面靶、中頻交流柱形靶中的至少一種。
7.如權(quán)利要求1或2所述的生產(chǎn)平板太陽能吸熱鍍膜板的方法，其特征在于鍍介質(zhì)膜或金屬介質(zhì)復(fù)合膜或吸熱半導(dǎo)體材料膜的磁控濺射靶是中頻交流柱形旋轉(zhuǎn)靶或者中頻交流平面靶，靶材是金屬靶，濺射時充入工藝氣體Ar以及隊和/或&沉積成金屬氮和/或氧化合物或金屬介質(zhì)復(fù)合膜或者吸熱半導(dǎo)體材料膜。
8.如權(quán)利要求7所述的生產(chǎn)平板太陽能吸熱鍍膜板的方法，其特征在于濺射腔室鍍介質(zhì)膜或金屬介質(zhì)復(fù)合膜或吸熱半導(dǎo)體材料膜的中頻交流柱形旋轉(zhuǎn)靶或中頻交流平面靶為A 靶，鍍金屬膜或紅外光波反射膜的直流平面靶為B靶，其A靶與B靶的配置依次序為1至4 個B靶/1至5個A靶/1至4個B靶/1至5個A靶/1至4個B靶/1至5個A靶，或者配置為1至4個B靶/1至5個A靶/1至5個A靶，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(zhì)復(fù)合膜與介質(zhì)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(dǎo)體材料膜或金屬介質(zhì)復(fù)合材料膜/減反射層，生產(chǎn)出太陽能吸熱功能膜系。
9.如權(quán)利要求1或2所述的生產(chǎn)平板太陽能吸熱鍍膜板的方法，其特征在于單張金屬基片長度方向大于600毫米、寬度方向大于300毫米。
10.生產(chǎn)平板太陽能吸熱鍍膜板的裝置，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(yīng)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(zhì)復(fù)合膜與介質(zhì)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(dǎo)體材料膜或金屬介質(zhì)復(fù)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(xù)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(jìn)氣管及控制系統(tǒng)，真空抽氣系統(tǒng)，基片傳送機(jī)構(gòu)，其特征在于基片以斷續(xù)方式快速通過前保持室和前真空鎖定室和同樣以斷續(xù)方式快速通過后保持室和后真空鎖定室的傳送機(jī)構(gòu)是電機(jī)拖動轉(zhuǎn)動輥軸，輥軸表面摩擦傳送基片，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(xù)鍍膜室之間、連續(xù)鍍膜室與后保持室之間有讓基片分批次按生產(chǎn)節(jié)奏進(jìn)入連續(xù)鍍膜室或退出連續(xù)鍍膜室的真空閥門。
11.如權(quán)利要求10所述的生產(chǎn)平板太陽能吸熱鍍膜板的裝置，其特征在于在前保持室與連續(xù)鍍膜室之間有基片由按生產(chǎn)節(jié)奏的斷續(xù)快速的進(jìn)片方式變?yōu)槌室黄右黄倪B續(xù)勻速行進(jìn)方式進(jìn)入連續(xù)鍍膜室的前緩沖區(qū)，基片上形成太陽能吸收功能膜后，連續(xù)鍍膜室與后保持室之間有使基片呈一片接一片的連續(xù)勻速行進(jìn)方式退出連續(xù)鍍膜室后形成按生產(chǎn)節(jié)奏的斷續(xù)快速的出片方式的后緩沖區(qū)。
12.如權(quán)利要求10或11所述的生產(chǎn)平板太陽能吸熱鍍膜板的裝置，其特征在于在低于轉(zhuǎn)動輥軸與基片接觸面的轉(zhuǎn)動輥軸間布設(shè)托板或托條。
13.如權(quán)利要求10或11所述的生產(chǎn)平板太陽能吸熱鍍膜板的裝置，其特征在于在鍍膜裝置至少5個功能室的閥門處，設(shè)有隨閥門的開啟能上升或下降的基片傳送過渡輥軸或過渡墊板。
14.如權(quán)利要求10或11所述的生產(chǎn)平板太陽能吸熱鍍膜板的裝置，其特征在于連續(xù)鍍膜室至少3組磁控濺射靶及相應(yīng)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(tǒng)，各自有獨立磁控濺射電源、工藝充氣管路及控制單元系統(tǒng)，使靶、充氣管道、真空抽氣系統(tǒng)集成在一個靶基座或腔室蓋板上成為一個單獨濺射模塊。
15.如權(quán)利要求10或11所述的生產(chǎn)平板太陽能吸熱鍍膜板的裝置，其特征在于至少 3組濺射靶及相應(yīng)的濺射腔室間至少有一個基片得以通過的有狹縫的真空抽氣室作為隔離腔室。
16.如權(quán)利要求10或11所述的生產(chǎn)平板太陽能吸熱鍍膜板的裝置，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、中頻交流柱形靶中的至少一種。
17.如權(quán)利要求16所述的生產(chǎn)平板太陽能吸熱鍍膜板的裝置，其特征在于磁控濺射靶是中頻交流柱形旋轉(zhuǎn)靶。
全文摘要
本發(fā)明提供了生產(chǎn)平板太陽能吸熱鍍膜板的方法，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，在水平布置的臥式鍍膜裝置上由減速機(jī)經(jīng)過齒型帶或鏈條拖動的轉(zhuǎn)動輥軸系統(tǒng)來傳送基片，隨著鍍膜裝置真空閥門的啟閉，基片分批進(jìn)入臥式鍍膜裝置，在連續(xù)鍍膜室中，基片經(jīng)過按照膜系配置的多個濺射模塊，基片從靶位下經(jīng)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。本發(fā)明還提供了生產(chǎn)平板太陽能吸熱鍍膜板的裝置，裝置由前真空鎖定室、前保持室、連續(xù)鍍膜室、后保持室和后鎖定室組成。本發(fā)明生產(chǎn)的吸熱鍍膜板具有吸收率高、發(fā)射率低的優(yōu)點。本發(fā)明生產(chǎn)效率高，成本低。
文檔編號C23C14/35GK102206807SQ20101013731
公開日2011年10月5日 申請日期2010年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月31日
發(fā)明者徐勝洋, 惠述偉, 甘國工 申請人:甘國工