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CN106813408A - 一种太阳能选择性吸收涂层、制备方法和用途 - Google Patents

一种太阳能选择性吸收涂层、制备方法和用途 Download PDF

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CN106813408A
CN106813408A CN201610808321.3A CN201610808321A CN106813408A CN 106813408 A CN106813408 A CN 106813408A CN 201610808321 A CN201610808321 A CN 201610808321A CN 106813408 A CN106813408 A CN 106813408A
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张金柱
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Shandong Shengquan New Material Co Ltd
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Abstract

本发明涉及一种太阳能选择性吸收涂层，所述涂层由下至上依次包括：基底层、红外反射层、吸收层、减反射层；所述吸收层包括至少一层石墨烯类材料吸收层。本发明提供的太阳能选择性吸收涂层的光吸收性好，光吸收比高达0.98以上，且发射率低，发射比在0.01以下之间，光热转化率高。

Description

一种太阳能选择性吸收涂层、制备方法和用途
技术领域
本发明属于太阳能光热转化领域，涉及太阳能选择性吸收涂层、制备方法和用途。
背景技术
目前，太阳能的能量利用主要有光热转换、光电转换、光化学转换3种方式，其中太阳能光热转换是目前世界范围内最普及的利用太阳能的一种形式。太阳能光热转换的基本原理是：通过设计选择性吸收材料及其结构将太阳辐射能收集起来，通过光与物质的相互作用转换成热能加以利用。但由于太阳能是一种低品质能源，能量密度较低，要想获得较高的光热转化效率，必须采用相应的技术和装置(如太阳光集热器)对太阳能进行采集。太阳能选择性吸收涂层是太阳能集热器的主要功能组件之一，是太阳能光热转换中最为关键的部分，其质量和光学性质决定着器件的热捕集性能。为使太阳能得到充分有效的利用，应最大限度地对入射的太阳辐射进行吸收，尽量减少消光材料本体对环境的热辐射损失。如何实现太阳能选择性吸收涂层同时具有高的太阳辐射吸收率和低的红外辐射发射率，有效提高太阳能系统集热温度和集热效率等重要技术参数，是太阳能热利用研究的核心问题。
目前，有关选择吸收涂层系统的研究很多，选择性吸收涂层材料包括金属、金属氧化物、硫化物、碳化物、氮化物以及近年来出现的金属-陶瓷复合材料等，其发展是从金属氧化物涂料、黑镍、黑铬到铝阳极化涂层再到超级蓝膜涂层的更新换代过程。膜系也由最基本的干涉滤波型、体吸收型发展到多层渐变型、干涉吸收型，制备工艺由简单的涂覆方法、电化学方法，发展到真空蒸镀、磁控溅射等近代薄膜物理方法。简单来说，主要经历了涂料型涂层、电化学涂层、气相沉积涂层、湿法化学涂层等几个重要阶段。
因此，本发明需要提供一种光吸收性好，发射率低的涂层。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种光吸收性好，发射率低的涂层、其制备方法、用途和包含其的集热器。
本发明通过如下技术方案实现
第一方面，本发明提供了一种太阳能选择性吸收涂层，所述涂层由下至上依次包括：基底层、红外反射层、吸收层、减反射层；
所述吸收层包括至少一层石墨烯类材料吸收层。
本发明提供的太阳能选择性吸收涂层中，红外吸收层的作用是把吸收层向基底层方向的远红外辐反射回吸收层，使其二次吸收，降低涂层向外的辐射量；吸收层为主要功能层，其中的石墨烯类材料吸收层相较于常规的吸收层，能够增大吸收层的吸收率，降低其远红外辐射率，进一步增强抗腐蚀性，并起到一定的自净化功能，降低衰老周期；减反射层是减少反射促进吸收层的吸收，并起到一定的保护作用，例如腐蚀性。
优选地，所述石墨烯类材料吸收层包括石墨烯类材料涂层或石墨烯类材料二维膜层。
优选地，所述石墨烯类材料涂层通过将含有石墨烯类材料的溶液旋涂得到；所述含有石墨烯类材料的溶液中的石墨烯类材料通过物理剥离法、氧化还原法、生物质水热碳化法制备得到。
优选地，所述石墨烯类材料二维膜层通过化学气相沉积法形成。
优选地，所述石墨烯类材料吸收层的厚度为5～2000nm，例如8nm、16nm、28nm、32nm、55nm、60nm、67nm、73nm、76nm、82nm、86nm、91nm、96nm、150nm、500nm、700nm、1100nm、1400nm、1700nm等。
优选地，所述石墨烯类材料包括石墨烯片层，石墨烯及其多片层结构的混合体、生物质石墨烯、氧化石墨烯、石墨烯衍生物的一种或几种的混合，其中石墨烯衍生物包括元素掺杂的石墨烯。
所述生物质石墨烯为以生物质(纤维素、半纤维素、木质素)为主要原料，经过催化、碳化工艺制备而成；具体的，以生物质纤维素为原料制备的含有单层石墨烯、少层石墨烯、石墨烯纳米片层结构，并负载金属/非金属化合物的复合炭材料。
生物质石墨烯的主要指标：电导率＞3000S/m，优选＞5000S/m；比表面积＞200m2/g，优选＞300m2/g；碳含量＞90.00％，优选＞95％；拉曼光谱IG/ID＞2，优选＞3；片层厚度＜50.0nm；C/O＞45.0％；金属非金属化合物＜6％，优选1.00-4.00％。
所述吸收层还包括至少一层非石墨烯类材料吸收层。
优选地，当含有非石墨烯类材料吸收层时，沿太阳光入射方向，吸收层的非石墨烯类材料吸收层设置在所述石墨烯类材料吸收层下方。
优选地，所述非石墨烯类材料吸收层包括含有金属元素和/或半导体金属元素的材料的吸收层。
所述非石墨烯类材料吸收层由金属陶瓷材料组成，可以选择由双层金属(和/或半导体)陶瓷材料组成，底层金属(和/或半导体)含量高，上层金属(和/或半导体)含量低。
优选地，所述含有金属元素和/或半导体金属元素的材料选自金属、金属氧化物、金属氮化物、半导体元素氧化物或半导体元素氮化物中的任意1种或至少2种的组合，优选自锡氧化物、锌氧化物、铝氧化物、钛氧化物、硅氧化物、镍氧化物、铬氧化物、铌氧化物、钽氧化物、硅氮化物、铬氮化物、钛氮化物或铝氮化物中的任意1种或至少2种的组合。
优选地，当含有2个或以上的非石墨烯类材料吸收层时，所述非石墨烯类材料吸收层中，沿太阳光入射方向，相邻的两个非石墨烯类材料吸收层的金属元素和半导体元素的总含量呈升高趋势。
本发明对于相邻的两个非石墨烯类材料吸收层的金属元素和半导体元素的总含量的升高的数值不做具体限定，典型但非限制性的可以是1～20wt％，3～30wt％、3～10wt％、2wt％、5wt％、7wt％、9wt％、12wt％、14wt％、16wt％、18wt％、19wt％、22wt％、26wt％、28wt％、32wt％等。
优选地，所述吸收层的总厚度为5～2500nm，例如10nm、20nm、30nm、43nm、46nm、48nm、52nm、65nm、80nm、97nm、113nm、126nm、152nm、186nm、221nm、246nm、350nm、550nm、800nm、1000nm、1300nm、1800nm、2200nm、2400nm等。
优选地，所述基底层的材料选自金属材料，优选经过表面氧化的金属材料。
优选地，所述金属材料选自钢、不锈钢、铜或铝中的任意1种或至少2种的组合。
优选地，所述红外反射层的材料选自银、金、铝、铬、钼、铜、镍、钛、铌、钽、钨、钯中的任意1种或至少2种的合金。
优选地，所述红外反射层的厚度为10～400nm，例如20nm、30nm、50nm、70nm、90nm、103nm、106nm、118nm、132nm、155nm、160nm、175nm、183nm、226nm、252nm、286nm、351nm、366nm、380nm等。
优选地，所述减反射层的材料选自金属氧化物、金属氮化物、半导体元素氧化物或半导体元素氮化物中的任意1种或至少2种的组合，优选自锡氧化物、锌氧化物、铝氧化物、钛氧化物、硅氧化物、镍氧化物、铬氧化物、铌氧化物、钽氧化物、硅氮化物、铬氮化物或铝氮化物中的任意1种或至少2种的组合。
优选地，所述减反射层的厚度为40～400nm，例如43nm、46nm、48nm、52nm、55nm、60nm、67nm、73nm、76nm、82nm、86nm、91nm、96nm、200nm、300nm、350nm、380nm等。
作为可选技术方案，所述涂层由下至上依次包括：基底层、红外反射层、第一非石墨烯类材料吸收层、第一石墨烯类材料吸收层和减反射层。
作为可选技术方案，所述涂层由下至上依次包括：基底层、红外反射层、第一非石墨烯类材料吸收层、第一石墨烯类材料类吸收层、第二非石墨烯类材料吸收层和减反射层。
作为可选技术方案，所述涂层由下至上依次包括：基底层、红外反射层、第一非石墨烯类材料吸收层、第一石墨烯类材料吸收层、第二非石墨烯类材料吸收层、第二石墨烯类材料吸收层和减反射层。
作为可选技术方案，所述涂层由下至上依次包括：基底层、红外反射层、石墨烯类材料吸收层和减反射层。
优选地，所述第一非石墨烯类材料吸收层比第二非石墨烯类材料吸收层中金属元素和半导体元素的总含量高。
第二方面，本发明提供了一种如第一方面所述的太阳能选择性吸收涂层的制备方法，所述方法包括如下步骤：
(1)提供基底材料；
(2)在所述基底材料上覆盖红外反射层；
(3)形成至少一层石墨烯类材料吸收层；
(4)形成减反射层。
优选地，在步骤(3)之前和/或之后进行步骤(3’)：根据所述吸收层的设计结构形成非石墨烯类材料的吸收层。
优选地，步骤(1)和步骤(2)之间进行步骤(2’)：将所述基底材料进行表面氧化。
所述“根据所述吸收层的设计结构”是指，对于具有不同结构的吸收层，其步骤(3’)的位置关系可以设计在步骤(3)之前和/或之后，典型但非限制性的为：
一种太阳能选择性吸收涂层，由下至上依次包括：基底层、红外反射层、第一非石墨烯类材料吸收层、第一石墨烯类材料吸收层和减反射层，其制备方法包括如下步骤：
(1)提供基底材料；
(2)在所述基底材料上覆盖红外反射层；
(3’)在所述红外反射层上形成第一非石墨烯类材料吸收层；
(3)在所述第一非石墨烯类材料吸收层上形成第一石墨烯类材料吸收层；
(4)在所述第一石墨烯类材料吸收层上形成减反射层；
可选，在步骤(1)和步骤(2)之间进行步骤(2’)：将所述基底材料进行表面氧化。
一种太阳能选择性吸收涂层，由下至上依次包括：基底层、红外反射层、第一非石墨烯类材料吸收层、第一石墨烯类材料吸收层、第二非石墨烯类材料吸收层、第二石墨烯类材料吸收层和减反射层，其制备方法包括如下步骤：
(1)提供基底材料；
(2)在所述基底材料上覆盖红外反射层；
(3’a)在所述红外反射层上形成第一非石墨烯类材料吸收层；
(3)在所述第一非石墨烯类材料吸收层上形成第一石墨烯类材料吸收层；
(3’b)在所述第一石墨烯类材料吸收层上形成第二非石墨烯类材料吸收层；
(3’c)在所述第二非石墨烯类材料吸收层上形成第二石墨烯类材料吸收层；
(4)在所述第二石墨烯类材料吸收层上形成减反射层；
可选，在步骤(1)和步骤(2)之间进行步骤(2’)：将所述基底材料进行表面氧化。
优选地，所述覆盖红外反射层的方法为磁控溅射、蒸镀、化学气相沉积、电镀中的任意1种。
优选地，形成非石墨烯类材料的方法为旋涂、喷涂、磁控溅射、蒸镀、化学气相沉积、电镀中的任意1种。
优选地，形成石墨烯类材料的吸收层的方法为旋涂、喷涂或化学气相沉积中的任意1种；
优选地，形成减反射层为磁控溅射、蒸镀、化学气相沉积、电镀中的任意1种。
本发明所述磁控溅射、蒸镀、化学气相沉积、电镀是本领域的已知技术，本领域技术人员能够通过所掌握的专业知识获得相应的工艺条件。
第三方面，本发明提供了一种第一方面所述的太阳能选择性吸收涂层的用途，所述太阳能选择性吸收涂层用作太阳能集热器。
第四方面，本发明提供了一种太阳能集热器，所述太阳能集热器的光热转换部件为第一方面所述的太阳能选择性吸收涂层。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明提供的太阳能选择性吸收涂层的光吸收性好，光吸收比高达0.99，发射比低，发射比在0.1以下，甚至可达0.01以下，更好可达0.01～0.001之间，光热转化率高。
附图说明
图1是实施例1提供的太阳能选择性吸收涂层的结构示意图；
图2是实施例2提供的太阳能选择性吸收涂层的结构示意图。
具体实施方式
为便于理解本发明，本发明列举实施例如下。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
本发明所述的太阳能选择性吸收涂层的制备方法可以任选以下之一进行：
方法1，采用磁控溅射进行太阳能选择性吸收涂层各层的制备，石墨烯类材料吸收层为涂覆到涂层上加热固化。
方法2，采用蒸镀进行太阳能选择性吸收涂层各层的制备，石墨烯类材料吸收层为涂覆到涂层上加热固化。
本发明所述磁控溅射的方式为本领域的已知技术，本发明对所述磁控溅射的条件不做具体限定，且以下所述非石墨烯吸收层为2层或以上时，靠近基底层的吸收层金属和非金属含量要高于远离基底层的含量，且呈递减趋势。
实施例1
一种太阳能选择性吸收涂层，由下至上依次包括：表面被氧化的铜箔、厚度为150nm的银层(红外反射层)、厚度为40nm的氧化铝(第一吸收层)、厚度为5nm的第一石墨烯类材料(生物质石墨烯)吸收层和厚度为200nm的氧化硅层(减反射层)。结构如图1所示。
对比例1
一种太阳能选择性吸收涂层，由下至上依次包括：表面被氧化的铜箔、厚度为150nm的银层(红外反射层)、厚度为45nm的氧化铝(第一吸收层)和厚度为200nm的氧化硅层(减反射层)。
实施例2
一种太阳能选择性吸收涂层，由下至上依次包括：
所述涂层由下至上依次包括：表面被氧化的铜箔、厚度为150nm的银层(红外反射层)、厚度为40nm的氧化铝(第一吸收层)、厚度为20nm的第一石墨烯类材料(生物质石墨烯)吸收层、厚度为40nm的氧化硅层(第二吸收层)和厚度为200nm的氧化硅层(减反射层)减反射层。结构如图2所示。
对比例2
一种太阳能选择性吸收涂层，由下至上依次包括：
或者，所述涂层由下至上依次包括：表面被氧化的铜箔、厚度为150nm的银层(红外反射层)、厚度为40nm的氧化铝(第一吸收层)、厚度为20nm的氧化硅(第二吸收层)和厚度为200nm的氧化硅层(减反射层)。
实施例3
一种太阳能选择性吸收涂层，由下至上依次包括：
所述涂层由下至上依次包括：表面被氧化的铜箔、厚度为150nm的银层(红外反射层)、厚度为40nm的氧化铝(第一吸收层)、厚度为100nm的第一石墨烯类材料(生物质石墨烯)吸收层、厚度为40nm的氧化硅层(第二吸收层)和厚度为200nm的氧化硅层(减反射层)减反射层。
实施例4
一种太阳能选择性吸收涂层，由下至上依次包括：
所述涂层由下至上依次包括：表面被氧化的铜箔、厚度为150nm的银层(红外反射层)、厚度为40nm的氧化铝(第一吸收层)、厚度为300nm的第一石墨烯类材料(生物质石墨烯)吸收层、厚度为40nm的氧化硅层(第二吸收层)和厚度为200nm的氧化硅层(减反射层)减反射层。
实施例5
一种太阳能选择性吸收涂层，由下至上依次包括：
所述涂层由下至上依次包括：表面被氧化的铜箔、厚度为150nm的银层(红外反射层)、厚度为40nm的氧化铝(第一吸收层)、厚度为700nm的第一石墨烯类材料(生物质石墨烯)吸收层、厚度为40nm的氧化硅层(第二吸收层)和厚度为200nm的氧化硅层(减反射层)减反射层。
实施例6
一种太阳能选择性吸收涂层，由下至上依次包括：
所述涂层由下至上依次包括：表面被氧化的铜箔、厚度为150nm的银层(红外反射层)、厚度为40nm的氧化铝(第一吸收层)、厚度为1000nm的第一石墨烯类材料(生物质石墨烯)吸收层、厚度为40nm的氧化硅层(第二吸收层)和厚度为200nm的氧化硅层(减反射层)减反射层。
实施例7
一种太阳能选择性吸收涂层，由下至上依次包括：
所述涂层由下至上依次包括：表面被氧化的铜箔、厚度为150nm的银层(红外反射层)、厚度为40nm的氧化铝(第一吸收层)、厚度为1500nm的第一石墨烯类材料(生物质石墨烯)吸收层、厚度为40nm的氧化硅层(第二吸收层)和厚度为200nm的氧化硅层(减反射层)减反射层。
实施例8
一种太阳能选择性吸收涂层，由下至上依次包括：
所述涂层由下至上依次包括：表面被氧化的铜箔、厚度为150nm的银层(红外反射层)、厚度为40nm的氧化铝(第一吸收层)、厚度为2000nm的第一石墨烯类材料(生物质石墨烯)吸收层、厚度为40nm的氧化硅层(第二吸收层)和厚度为200nm的氧化硅层(减反射层)减反射层。
实施例9
一种太阳能选择性吸收涂层，由下至上依次包括：
所述涂层由下至上依次包括：表面被氧化的铝箔、厚度为150nm的银层(红外反射层)、厚度为200nm的氧化铝(第一吸收层)、厚度为1000nm的第一石墨烯类材料(生物质石墨烯)吸收层、厚度为300nm的氧化硅层(第二吸收层)、厚度为1000nm的第二石墨烯类材料(生物质石墨烯)吸收层和厚度为200nm的氧化硅层(减反射层)。
实施例10
一种太阳能选择性吸收涂层，由下至上依次包括：
所述涂层由下至上依次包括：表面被氧化的铝箔、厚度为150nm的银层(红外反射层)、厚度为40nm的氧化铝(第一吸收层)、厚度为100nm的第一石墨烯类材料(生物质石墨烯)吸收层、厚度为40nm的氧化硅层(第二吸收层)、厚度为100nm的第二石墨烯类材料(生物质石墨烯)吸收层和厚度为200nm的氧化硅层(减反射层)。
实施例11
一种太阳能选择性吸收涂层，由下至上依次包括：
所述涂层由下至上依次包括：表面被氧化的铜箔、厚度为150nm的银层(红外反射层)、厚度为40nm的氧化铝(第一吸收层)、厚度为40nm的氧化硅层(第二吸收层)、厚度为100nm的第一石墨烯类材料(生物质石墨烯)吸收层和厚度为200nm的氧化硅层(减反射层)。
实施例12
一种太阳能选择性吸收涂层，由下至上依次包括：表面被氧化的铝箔、厚度为150nm的银层(红外反射层)、厚度为5nm的第一石墨烯类材料(生物质石墨烯)吸收层和厚度为200nm的氧化硅层(减反射层)。
实施例13
一种太阳能选择性吸收涂层，由下至上依次包括：表面被氧化的铝箔、厚度为150nm的银层(红外反射层)、厚度为150nm的第一石墨烯类材料(生物质石墨烯)吸收层和厚度为200nm的氧化硅层(减反射层)。
实施例14
一种太阳能选择性吸收涂层，由下至上依次包括：表面被氧化的铜箔、厚度为100nm的银层(红外反射层)、厚度为40nm的氧化铝(第一吸收层)、厚度为100nm的第一石墨烯类材料(生物质石墨烯)吸收层和厚度为400nm的氧化硅层(减反射层)。
实施例15
一种太阳能选择性吸收涂层，由下至上依次包括：表面被氧化的铜箔、厚度为400nm的银层(红外反射层)、厚度为40nm的氧化铝(第一吸收层)、厚度为100nm的第一石墨烯类材料(生物质石墨烯)吸收层和厚度为40nm的氧化硅层(减反射层)。
实施例16
一种太阳能选择性吸收涂层，由下至上依次包括：表面被氧化的铜箔、厚度为150nm的银层(红外反射层)、厚度为40nm的氧化铝(第一吸收层)、厚度为100nm的第一石墨烯类材料(氧化石墨烯)吸收层和厚度为200nm的氧化硅层(减反射层)。
实施例17
一种太阳能选择性吸收涂层，由下至上依次包括：表面被氧化的铜箔、厚度为150nm的银层(红外反射层)、厚度为40nm的氧化铝(第一吸收层)、厚度为100nm的第一石墨烯类材料(氮掺杂石墨烯)吸收层和厚度为200nm的氧化硅层(减反射层)。
实施例18
一种太阳能选择性吸收涂层，由下至上依次包括：
所述涂层由下至上依次包括：表面被氧化的铝箔、厚度为150nm的铜层(红外反射层)、厚度为40nm的氧化锌(第一吸收层)、厚度为100nm的第一石墨烯类材料(氧化石墨烯)吸收层、厚度为40nm的氧化钛层(第二吸收层)、厚度为100nm的第二石墨烯类材料(氮掺杂石墨烯)吸收层和厚度为200nm的氮化镍层(减反射层)。
实施例19
一种太阳能选择性吸收涂层，由下至上依次包括：
所述涂层由下至上依次包括：表面被氧化的铝箔、厚度为150nm的钛层(红外反射层)、厚度为40nm的氧化锡(第一吸收层)、厚度为100nm的第一石墨烯类材料(氧化石墨烯和生物质石墨烯混合物，质量比1:1)吸收层、厚度为40nm的氧化镍层(第二吸收层)、厚度为100nm的第二石墨烯类材料(氮掺杂石墨烯和氧化还原石墨烯混合物，质量比1:1)吸收层和厚度为200nm的氮化硅层(减反射层)。
性能测试：
测试方法为：发射率(发射比)ε的测试方法参考GB/T 25965-2010，吸收率(吸收比)α的测试方法参考GB/T 25968-2010。
测试结果见表1。
表1
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程，但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种太阳能选择性吸收涂层，其特征在于，所述涂层由下至上依次包括：基底层、红外反射层、吸收层、减反射层；
所述吸收层包括至少一层石墨烯类材料吸收层。
2.如权利要求1所述的太阳能选择性吸收涂层，其特征在于，所述石墨烯类材料吸收层包括石墨烯类材料涂层或石墨烯类材料二维膜层；
优选地，所述石墨烯类材料涂层通过将含有石墨烯类材料的溶液旋涂得到；所述含有石墨烯类材料的溶液中的石墨烯类材料通过物理剥离法、氧化还原法、生物质水热碳化法制备得到；
优选地，所述石墨烯类材料二维膜层通过化学气相沉积法形成；
优选地，所述石墨烯类材料吸收层的厚度为5～2000nm。
3.如权利要求1或2所述的太阳能选择性吸收涂层，其特征在于，所述吸收层还包括至少一层非石墨烯类材料吸收层；
优选地，当含有非石墨烯类材料吸收层时，沿太阳光入射方向，吸收层的非石墨烯类材料吸收层设置在所述石墨烯类材料吸收层下方；
优选地，所述非石墨烯类材料吸收层包括含有金属元素和/或半导体金属元素的材料的吸收层；
优选地，所述含有金属元素和/或半导体金属元素的材料选自金属、金属氧化物、金属氮化物、半导体元素氧化物或半导体元素氮化物中的任意1种或至少2种的组合，优选自锡氧化物、锌氧化物、铝氧化物、钛氧化物、硅氧化物、镍氧化物、铬氧化物、铌氧化物、钽氧化物、硅氮化物、铬氮化物、钛氮化物或铝氮化物中的任意1种或至少2种的组合；
优选地，当含有2个或以上的非石墨烯类材料吸收层时，所述非石墨烯类 材料吸收层中，沿太阳光入射方向，相邻的两个非石墨烯类材料吸收层的金属元素和半导体元素的总含量呈升高趋势；
优选地，所述吸收层的总厚度为5～2500nm。
4.如权利要求1～3之一所述的太阳能选择性吸收涂层，其特征在于，所述基底层的材料选自金属材料，优选经过表面氧化的金属材料；
优选地，所述金属材料选自钢、不锈钢、铜或铝中的任意1种或至少2种的组合。
5.如权利要求1～4之一所述的太阳能选择性吸收涂层，其特征在于，所述红外反射层的材料选自银、金、铝、铬、钼、铜、镍、钛、铌、钽、钨、钯中的任意1种或至少2种的合金；
优选地，所述红外反射层的厚度为10～400nm。
6.如权利要求1～5之一所述的太阳能选择性吸收涂层，其特征在于，所述减反射层的材料选自金属氧化物、金属氮化物、半导体元素氧化物或半导体元素氮化物中的任意1种或至少2种的组合，优选自锡氧化物、锌氧化物、铝氧化物、钛氧化物、硅氧化物、镍氧化物、铬氧化物、铌氧化物、钽氧化物、硅氮化物、铬氮化物或铝氮化物中的任意1种或至少2种的组合；
优选地，所述减反射层的厚度为40～400nm。
7.如权利要求1～6之一所述的太阳能选择性吸收涂层，其特征在于，所述涂层由下至上依次包括：基底层、红外反射层、第一非石墨烯类材料吸收层、第一石墨烯类材料吸收层和减反射层；
或者，所述涂层由下至上依次包括：基底层、红外反射层、第一非石墨烯类材料吸收层、第一石墨烯类材料吸收层、第二非石墨烯类材料吸收层和减反 射层；
或者，所述涂层由下至上依次包括：基底层、红外反射层、第一非石墨烯类材料吸收层、第一石墨烯类材料吸收层、第二非石墨烯类材料吸收层、第二石墨烯类材料吸收层和减反射层；
或者，所述涂层由下至上依次包括：基底层、红外反射层、石墨烯类材料吸收层和减反射层。
优选地，所述第一非石墨烯类材料吸收层比第二非石墨烯类材料吸收层中金属元素和半导体元素的总含量高。
8.一种如权利要求1～7之一所述的太阳能选择性吸收涂层的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
(1)提供基底材料；
(2)在所述基底材料上覆盖红外反射层；
(3)形成至少一层石墨烯类材料吸收层；
(4)形成减反射层；
优选地，在步骤(3)之前和/或之后进行步骤(3’)：根据所述吸收层的设计结构形成非石墨烯类材料的吸收层；
优选地，步骤(1)和步骤(2)之间进行步骤(2’)：将所述基底材料进行表面氧化；
优选地，所述覆盖红外反射层的方法为磁控溅射、蒸镀、化学气相沉积、电镀中的任意1种；
优选地，形成非石墨烯类材料的吸收层的方法为磁控溅射、蒸镀、化学气相沉积、电镀中的任意1种；
优选地，形成石墨烯类材料的吸收层的方法为旋涂、喷涂或化学气相沉积中的任意1种；
优选地，形成减反射层为磁控溅射、蒸镀、化学气相沉积、电镀中的任意1种。
9.一种如权利要求1～7之一所述的太阳能选择性吸收涂层的用途，其特征在于，所述太阳能选择性吸收涂层用作太阳能集热器。
10.一种太阳能集热器，其特征在于，所述太阳能集热器的光热转换部件为权利要求1～7之一所述的太阳能选择性吸收涂层。
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