太阳能选择性吸收涂层（SSC）是在太阳能集热管内表面所制备的一层将太阳辐射能转化为热能的光吸收薄膜，其在太阳辐射波段（0.3~2.5μm）具有较高的吸收率，同时在物体热辐射的红外发射波段（2.5~25μm）具有较低的发射率。商业化真空集热管运行过程中长期处于高热流密度下，采用玻璃金属密封方式很容易产生真空失效，且成本较高。若是SSC在中高温空气环境中仍能保持有效工作，不出现氧化或层间扩散等导致性能衰变的问题，集热管成本就有望大幅度降低，因此，中高温非真空SSC的研发对太阳能中高温热利用具有重要意义。

图1 SSC工作原理和本课题中高温非真空SSC结构

图2磁控溅射镀膜装置示意图和硅吸收层的XRD以及光吸收系数实验数据

热科学与工程实验室提出了一种基于微结构硅的中高温非真空SSC，涂层结构中以致密的Cr₂O₃作为层间扩散阻挡层，并以Si₃N₄作为减反和抗氧化层，红外反射层，降低红外发射率。相关的涂层结构和制备方法均已获得国家授权专利（一种太阳能选择性吸收膜系；一种硅薄膜光热吸收体的制备方法）。

课题组首先通过光学模拟软件（Essential Macleod）对涂层厚度和结构进行优化设计，再根据最终优化结果采用磁控溅射法制备出该多层膜系结构，并对涂层的抗氧化性和热稳定性进行实验测试分析，相关成果发表在国际期刊《Applied Surface Science》，题名：Preparation and thermal stability of a novel mid-temperature air-stable solar selective coating。链接如下：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0169433219314096

图3涂层热处理前后AFM图；(a)未退火，(b)300℃空气中退火10h，(c)400℃空气中退火5h，(d)400℃氩气中退火10h

图4涂层热处理前后反射率曲线