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太阳能是理想和洁净的新能源和可再生能源,也是人类最值得开发利用的第一大替代能源。由于全球范围内的不可再生能源快速消耗,环境污染带来的压力逐年增加,太阳能利用技术必然会得到高速发展。在太阳能热利用技术中,太阳能集热器是将太阳辐射转变为热能的重要器件。而太阳能选择性吸收薄膜是太阳能集热器的主要功能组件,是太阳能光热转换中最为关键的部分,也是获得高光热转换效率的重要途径。本文从太阳能选择性吸收薄膜的基本原理出发,对材料选择、吸收机理以及制备方法等方面进行了介绍,对太阳能选择性吸收薄膜的国内外发展现状进行了论述。选择最合适的方法,提出了一种高吸收太阳能选择性吸收薄膜的方案。选择自身性能优良的金属和介质材料,设计了以Ti-Si3N4-Ti-Si3N4为膜系结构的太阳能选择性吸收薄膜,采用光学薄膜的导纳图解设计理论,利用介质薄膜1/4法则算出介质膜的厚度、MATLAB编程计算出半透明金属吸收层的厚度,从而确定膜系各层薄膜的厚度。使用Essential Macleod模拟软件计算出该膜系的反射率及光学导纳,对膜系的光学性能进行仿真模拟。模拟结果显示:该膜系在可见光-近红外光区的平均反射率在4%~5%之间,吸收率在95%~96%之间,满足设计要求。采用JGP560型磁控溅射镀膜机在玻璃基底上镀制Ti(100nm)-Si3N4(60~70nm)-Ti (10~20nm)-Si3N4(60~70nm)薄膜,验证薄膜设计计算结果以及Essential Macleod软件仿真结果的正确性。实验结果表明:Ti(100nm)-Si3N4(64nm)-Ti(15nm)-Si3N4(64nm)薄膜在可见光近红外光区的平均反射率在5%~7%之间,其吸收率在93%~95%之间,满足设计要求。最后对该太阳能选择性吸收薄膜性能分析做了总结,并对今后的研究发展进行了展望。