太阳能选择性吸收薄膜的国内外发展现状
约一个世纪以前，人类最早利用太阳能是用一个底部涂黑扁平的开口水箱加热水。然而黑色薄膜并非是吸收太阳能的理想薄膜，肉眼能感觉到的薄膜黑的程度并不能说明吸热性能的优劣，吸收太阳光能使表面温度升高，导致在吸收太阳能的同时也不断地外散射红外光能，造成光热转换效率极低，仅适用于强光、低温状态下使用。上世纪50 年代，以色列物理学家Harry Z. Tabor 提出了太阳能选择性吸收膜层的概念后，采用光谱选择性吸收膜成为提高太阳能热利用的重要措施。此后，选择性吸收薄膜研究才开始在世界各国发展起来。
下面简要的列举几种比较有代表性的太阳能选择性吸收薄膜。
美国国家可再生能源实验室(NREL)将合适的金属和介质(如：W、Au、Pd、Pt、MnO、Ti02 等)混合，制备出性能优良的多重抗反射金属陶瓷薄膜，并采用理论模拟的方法研制出太阳能选择性吸收薄膜，在400℃时，其吸收率α 达到0.959，发射率ε 为0.061，该种薄膜可以满足高温蒸汽下稳定工作的要求。
以色列太阳能公司Solel 研制了以Al2O3 为基底、结合减反膜、抗发射薄膜的新型全真空集热管，其薄膜在400℃时，吸收率α 达到0.96，发射率ε 为0.1，且在高温的热湿空气下性能稳定，为槽式线聚焦太阳能热发电系统提高其高温吸收薄膜的性能、系统集热效率和降低发电成本提供了新途径。
澳大利亚悉尼大学Zhang Q C 和Mi11s D R 等人研制了以AlN 为陶瓷基底的金属陶瓷薄膜。AlN 原子间以共价键结合，具有高的熔点，良好的化学稳定性和高的导热率，同时其热膨胀系数与硅相近，又具有低介电常数与介电损耗等性能。因此该薄膜具有良好的热稳定性， 其中W- AlN 金属陶瓷薄膜工作温度可达500℃，可满足中高温光热发电需求。
LUZ 公司研究了一种以Mo 和Al2O3 为材料的新型太阳能选择性吸收薄膜。整个工艺采用7 靶共溅射(3 个Mo 靶和4 个Al2O3 靶)，膜沉积在4 m 长的不锈钢管上，钢管位于真空室中央。该膜层在350℃时，吸收率α 为0.96，发射率ε为0.16。以该膜制成的集热管已用于太阳能发电系统(SEGS) 中高倍聚焦的真空集热器中。1984- 1991 年，该公司已在美国南加利福尼亚建立了9 座这种类型的太阳能热发电站，总发电容量为354 MW。
慕尼黑大学Scholkopt 采用电子束蒸发方法在金属条带上连续沉积TiNx，吸收率α 为0.95，发射率ε 为0.05 (100℃)。其可在375℃时稳定工作，250℃下的光热转换效率达到50%。由于其镀膜工艺具有连续化、低成本的特点，可组建薄膜生产线进行大规模生产，实现了薄膜镀制技术质的飞跃。
改革开放以来，新型薄膜技术从国外开始流入我国，我国的薄膜技术在过去的30 年中取得了巨大的发展。
北京市太阳能研究所采用磁控溅射方法制备了AlNxOy 太阳能选择性吸收涂层。该涂层应用于真空环境，80℃下，发射率ε 为0.09，320℃环境下，发射率ε 为0.136。同年还制备了氮化钛太阳能选择性吸收薄膜，该薄膜采用真空磁控溅射离子束镀膜，在氩气和氮气的混合气体中把金属钛溅射沉积到经光亮处理的衬底上制成。1992 年，郭信章等人将AlNxOy 进一步改进，以纯铝为靶材，制备AlNxOy 薄膜后，再沉积薄层氧化铝作为减反射层。用该工艺制备的吸收膜，太阳能吸收率α 为0.95，发射率ε 为0.09，并且具有良好的耐磨、耐腐蚀、耐高温性能。陈步亮等人采用磁控溅射技术制备了Al/Al-N金属陶瓷膜，吸收率0.89，100℃下发射率0.045。潘永强采用直流磁控溅射技术制备了Cr/Cr2ZnO3金属陶瓷膜，并研究了不同工艺对涂层太阳能选择性吸收性能的影响，性能最好的涂层α 大于0.95，ε 小于0.05，选择性吸收性能优异。赵玉文等人分别用氟树脂和乙丙橡胶、有机硅为粘接剂，以PbS为颜料， 制备了2 种涂料， 吸收率0.85~0.91，发射率0.23~0.5，均达到了较高的吸收率和较低的发射率。
天津大学黄群武等人，采用化学氧化法，以NaClO 为氧化剂，在黄铜表面制备出CuO 涂层，吸收率α 约0.95，发射率ε 约0.5。在CuO 表面再镀上TiO2 后，复合涂层的吸收率略有下降，但是其耐热、耐蚀、耐磨性能得到较大提升。
江苏大学范真、杨娟等人采用双层AlN 作为减反射层，单层Si 作为膜系的吸收层，铝板作为膜系的基体，其中基体用MEMS 方法处理成具有表面微坑结构形状;该膜系从顶层至底层依次为：双层AlN 膜减反层、单层Si 吸收层、单层铝膜红外反射层。基体表面的微坑结构可实现对太阳光的多次反射以增加吸收;双层AlN 膜可有效地减少膜表面对可见光的反射。制备工艺简单，制出的膜吸收率高，发射率低。
清华大学自主研制了多种选择性吸收薄膜，其中溅射铝- 氮- 氧薄膜，太阳能吸收率α达到0.93，发射率ε 约为0.04 (室温);多层不锈钢薄膜，太阳能吸收率α 为0.96，发射率ε 为0.06(80℃);铝- 氧- 氟或铝- 氮- 铝为减反射层的Al- N- F 多层Al- N- Al 薄膜，太阳能吸收率α 为0.95，发射率ε 为0.06 (100℃);Mo- N- O 选择性吸收表面，刚沉积的表面太阳能吸收率α为0.94，发射率ε 为0.19，经过600℃、90min 热处理后，太阳能吸收率α 为0.92，发射率ε 为0.21(80℃)。
由于在国内外太阳能选择性吸收薄膜的材料种类众多，且结构各异，制备方法也不尽相同，所以在这就不一一赘述了。
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