AlCrON太阳能选择性吸收涂层的制备及性能研究

采用直流反应磁控溅射及空气中300℃热处理法在Cu基底上制备Al Cr ON太阳能选择性吸收涂层。对所制备涂层的光谱选择性吸收性能和热稳定性能进行表征,涂层的吸收比和发射比分别为0.921和0.075。结果表明涂层具有较高的光学性能。另外,空气中300℃、100 h热处理后涂层的光学性能几乎不变,表明该涂层适用于平板太阳集热器。     

金属表面粗糙度对太阳能选择性吸收涂层性能的影响

对金属表面粗糙度与制备太阳能选择性吸收涂层性能(吸收比α(AM1.5),发射比ε_n(80℃))之间的关系进行实验,在对实验数据进行分析后得出,金属表面粗糙度与制备涂层发射比间存在线性关系,对制备涂层吸收比影响较小。实际生产中,选择粗糙度值在0.10μm较为合适。     

先进太阳选择性吸收涂层的发展

槽式抛物面太阳场运行温度的提高,由400℃至＞450℃,能增加总太阳发电效率和减小槽式抛物面发电厂的发电成本.当前的太阳选择性涂层不具备在较高工作温度所需的稳定性和工作性能.本文目的是开发更有效的太阳选择性涂层,在高于450℃时有高的太阳吸收比(α＞0.96)和低的热发射比(在450℃时,ε＜0.07),他们在高于450℃是热稳定的,在空气中是理想的,且具有改善了耐久性和生产制造性,因此减少了成本,利用计算机辅助光学设计软件,使多层太阳选择涂层具有超过目标的光学性能(吸收比为0.959,450℃时发射比为0.070)和比一般商业涂层有更低的热损失,那些具有高热稳定性的材料用计算机模型化了,这些超过设定的目标1％的发射比约等于1.2％吸收比.关键问题是沉积涂层的方法,为了沉积这单独的一层层薄膜,为了模型化的选择性多层结构的原型,使用由离子束辅助(IBAD)和电子束(电子束)共同沉积,这是由于它的灵活性和低的材料成本,实验工作聚焦在模型化的高温太阳选择性涂层;沉积一个个单层和模型化的涂层;测量光、热、形貌和成分等性质,并利用数据使模型化和沉积特性的有效性;涂层再优化;测量涂层工作性能和耐久性,将描述开发一个耐久的和先进的选择性涂层的过程.     

浅谈太阳集热器吸热涂层

浅谈太阳集热器吸热涂层木子太阳集热板芯是组成平板式太阳热水器的核心部件，附着在集热板芯上的太阳吸热涂层的优劣又直接影响着太阳热水器的性能。太阳吸热涂层总体上可分为非选择性涂层与选择性涂层两大类。区分它们吸热性能的重要指标是其吸收比α与发射比ε的比值α...     

不锈钢衬底表面形貌对AlN/AlN-Cr/Cu太阳能选择性吸收涂层光热性能的影响

在数值仿真计算和实验两方面研究不锈钢衬底表面形貌对AlN/AlN-Cr/Cu太阳能选择性吸收涂层光热性能的影响。在数值仿真计算中,建立一维三角形光栅结构模型对衬底表面形貌进行简化,采用严格耦合波分析(RCWA)的方法,仿真计算并分析光栅深度T_z和周期T_x对涂层的太阳吸收比α和400℃热发射比ε的影响。实验上,制备具有不同深度和间隔起伏表面的不锈钢衬底,采用磁控溅射的方法在其上沉积相同结构参数的AlN/AlN-Cr/Cu太阳能选择性吸收涂层,测定涂层性能参数,并分析不锈钢衬底形貌对其的影响。数值计算和实验结果表明:对于一个在已优化涂层组分和厚度的AlN/AlN-CdCu太阳能选择性吸收涂层,不锈钢衬底表面起伏对涂层高温光热转换将产生不利的影响。随着不锈钢衬底表面平均起伏深度的增加,涂层的太阳吸收比α基本保持不变,而400℃时的热发射比ε则明显逐渐增大。为保证涂层有效的光热转化效率,建议不锈钢衬底表面起伏的深宽比T_z/T_x≤1/20,深度T_z≤0.2μm。     

全玻璃真空太阳集热管半球发射比测量及仪器

全玻璃真空太阳集热管内选择性吸收涂层的发射比是个非常重要的光-热性能参数,GB/T17049-2005规定太阳选择性吸收涂层的半球发射比εh≤0.080(80℃±5℃).这里讨论发射比的测量方法及准确度.早期的办法是在生产集热管吸收涂层时,在镀膜机内挂上40×40mm的玻璃片,以此来代替该管的吸收涂层,通常测量其法向发射比.虽然该办法不理想,但也有益于生产中的检验.目前,有些厂家仍然使用此方法.     

墨绿色太阳能选择性吸收涂层

报道了一种墨绿色太阳能选择性吸收涂层，其太阳吸收率α＝０．９４－０．９６，红外发射率ε＝０．３７￣０．３９。研究了吸光剂酞菁绿与Ｆｅ３ＣｕＯ５的光性互补效应及其配比对涂层光学性能和色相的影响。     

NiCr系光谱选择性吸收薄膜的结构与性能表征

采用磁控溅射技术制备了优良的NiCr系深蓝色太阳光谱选择性吸收薄膜，测试了样品的太阳吸收比和热发射比，αs=0．90～0．94，ε=0．08～0．16(80℃)。用椭偏法测量了两层膜系的光学常数，借助扫描电镜、透射电镜、X射线衍射对薄膜进行了表征，并初步讨论了溅射工艺对样品结构形貌和光学性能的影响。     

全玻璃真空太阳能热管半球发射比测量及仪器

全玻璃真空太阳集热管内选择性吸收涂层的 发射比是个非常重要的光-热性能参数,GB/ T17049-2005规定太阳选择性吸收涂层的半球发射 比εh≤0．080(80℃±5℃)。这里讨论发射比的测量 方法及准确度。早期的办法是在生产集热管吸收     

基于钼二维表面光栅的高温太阳能选择性吸收表面设计

采用严格耦合波分析方法设计了基于二维表面光栅的高温太阳能选择性吸收表面.首先根据高温太阳能选择性表面的要求,选择金属钼(Mo)作为二维表面光栅的基底材料.通过优化钼二维表面光栅的几何结构,实现对太阳能的选择性吸收.结果表明:采用等效复折射率渐变的金字塔形光栅,适当减少光栅周期,提高深宽比,可有效提高Mo二维表面光栅的太阳吸收比,同时保持较低的高温热发射比.经过结构优化的Mo表面光栅,法向吸收比αn=0.936,法向发射比εn=0.0692 (500℃),0.1765(l000℃),有望用于高温太阳能选择性吸收表面.     

太阳墙干燥技术在农业生产中的应用

一太阳墙技术 太阳墙技术是以"太阳墙板"为载体,利用太阳能进行光热转换的太阳能热利用技术."太阳墙板"是一种在钢板或铝板表面镀一层热转换效率达80%以上的选择性吸收涂层,并经过特殊加工处理制成,能最大限度地将太阳能转换为热能.太阳墙属于太阳能空气集热器的一种.     

太阳能热发电高温(≥550℃)光谱选择性吸收涂层研究进展

开发基于熔融盐热媒介质高温(≥550℃)光热发电技术是槽式聚光太阳能发电的最新发展趋势,而实现该技术的关键物质基础是研制出在高温工况条件下具有较高太阳吸收比、较低热发射比及热稳定性能优越的高温光谱选择性吸收涂层。该文对近年来国内外已用于或有望应用于550℃以上光热发电高温光谱选择性吸收涂层的研究进展进行简要评述,初步讨论高温环境下光谱选择性吸收涂层发生失效的可能机制,最后对我国高温光谱选择性吸收涂层基础研究及工业化发展中存在的主要难题进行简要分析和展望。     

聚光太阳能热发电中吸热器吸收涂层的选择

对各类聚光比的聚光太阳能热发电中的吸热器吸收涂层进行了研究,同时对耐高温太阳吸收涂层进行了高温热处理和辐射性能测试.研究表明,菲涅耳线式和抛物面槽式聚光吸热器由于聚光比较小,吸热体表面温度较低,主要采用选择性涂层以提高吸热表面温度和吸热效率;而塔式和抛物面碟式聚光吸热器由于聚光比大,吸热体表面温度较高,高温时的吸收涂层在红外波段的吸收率下降,因此主要采用高吸收率的耐高温涂料为太阳吸收涂层.     

两项太阳能热利用材料性能测试标准通过审定

太阳能热利用是太阳能应用中最重要的领域,也是最早实现大规模工业化生产的产业,目前我国已经成为世界最大的太阳能热水器生产和消费国。太阳能选择性吸收涂层的吸收比、发射比以及玻璃盖板的透射比等是太阳能热水器的重要性能参数,     

SnO_2/CrON/Cu太阳能选择性吸收涂层循环热冲击性能研究

采用DC磁控溅射法制备SnO_2/CrON/Cu太阳能光谱选择性吸收涂层并进行中低温循环热冲击试验。对所制备涂层循环热冲击试验前后的光学性能和热稳定性进行表征。该涂层沉积态的吸收比为0.927,100℃发射比为0.048,在25℃/300℃的中低温下经264.25 h的循环热冲后涂层表面粗糙度几乎不变,未出现明显的元素扩散。吸收比仅衰减为0.912,发射比仅增加为0.076。表明该涂层适用于中低温光热利用领域。     

太阳光谱选择性吸收涂层制备工艺探讨

探讨粘结层、吸收层、减反射层的制备工艺及基底粗糙度状态对太阳选择性吸收涂层性能的影响。采用磁控溅射法,以SS/AlN涂层为例,制备太阳光谱选择性吸收涂层,并测试性能。结果表明：合适的制备工艺可以提高膜层的结合力和涂层的整体性能,胶带粘贴无脱落,吸收比96%,500℃发射比10.5%,并证实基底的粗糙度对涂层的发射率基本无影响。     

阳极化铝电解着色选择性吸收涂层

本文报道了在铝底材上采用阳极氧化、电解着色方法制备的太阳能选择性吸收涂层。其太阳吸收率α_s=0.92-0.96,法向发射率ε_n=0.1-0.2。镀层经200℃加速试验及室外曝露试验,光学性能无明显变化。最后讨论了影响涂层光学性能的因素,并对薄膜结构进行了分析。     

不同吸热涂层平板集热器的热性能衰减研究

为分析不同吸热涂层平板集热器的热性能衰减,以蓝膜、阳极氧化和黑铬集热器为研究对象,基于太阳集热器热性能测试平台,对集热器热性能及空晒老化性能进行测试。分别测试吸热涂层样品的吸收比和发射比,分析空晒前后平板集热器吸收比、发射比和瞬时效率的变化情况及影响因素。研究结果表明:在温度约为18℃的工况下,蓝膜集热器热性能为75.5%,黑铬为73.4%,阳极氧化为69.3%,吸热涂层的光学性能是影响平板集热器热性能的主要因素。平板集热器瞬时效率、吸收比和发射比变化情况的依存关系为Δη≈9.553Δα-1.213Δερ,该式可衡量平板集热器的热性能衰减度。通过空晒老化性能实验可知,提高平板集热器吸热涂层的抗腐蚀、抗氧化能力,可延长集热器的使用寿命。     

SiCrOxNy选择性吸收涂层制备及性能研究

采用直流及中频反应溅射在铜基底上沉积SiCrO_xN_y光谱选择性吸收涂层。对该涂层的光学性能进行表征,其吸收比为0.938,80℃发射比为0.07。经300℃,200 h热处理后,吸收比无明显变化,发射比小幅升高;俄歇电子能谱(AES)分析显示,界面处元素扩散和Cu基底氧化是涂层光学性能下降的主要原因。在35℃下进行5%盐雾腐蚀试验,腐蚀初期涂层发射比迅速升高,腐蚀36 h后吸收比衰减加速,涂层表面开始出现剥落现象;致密的SiO2减反射层对增强涂层耐盐雾腐蚀性能有明显效果。     

Mo-SiO2太阳选择性吸收涂层的空气高温热稳定性

采用磁控溅射的方法制作Mo-SiO2太阳能选择性吸收涂层,测量了涂层经过空气高温退火前后在0.34～25μm波长范围内反射曲线的变化情况.刚沉积完的涂层,太阳吸收比达到0.95,发射比为0.093.在空气中500、600℃退火1h后,涂层反射曲线基本不变.在空气中700℃退火1h后,涂层光谱选择性恶化,太阳吸收比下降到0.91,发射比上升到0.6.通过扫描电子显微镜观察了单层Mo、单层SiO2以及SiO2覆盖Mo的样片薄膜在空气中不同温度退火前后的形貌变化,发现以上薄膜表面不再平整,甚至出现裂纹和薄膜脱落,成为Mo-SiO2选择性吸收特性恶化的主要原因.