溶胶-凝胶法制备太阳光谱选择性吸收薄膜的研究进展

从太阳光谱选择性吸收薄膜的作用原理、吸收材料和膜系结构特点出发,结合实际工作,综述近年来溶胶-凝胶法制备的纳米颗粒-电介质复合材料型和尖晶石结构过渡金属氧化物型两类太阳光谱选择性吸收薄膜的研究进展,并探讨目前存在的问题及今后研究的方向。与以溅射为代表的现代气相沉积技术制备薄膜相比,溶胶-凝胶法制备的这两类薄膜具有与之相当的光学性能（吸收率α0.90,发射率ε〈0.10）和优异的湿热稳定性,同时还具有工艺简便、设备要求低以及易于大面积制膜等优点;但是溶胶-凝胶法引入了溶液中的化学反应,组分间的兼容性以及化学反应的特异性使得难以通过简单变换化学组分获得种类繁多的薄膜,因而目前溶胶-凝胶法制备的太阳光谱选择性吸收薄膜还局限在少数材料上。     

溶胶–凝胶法制备太阳光谱选择性吸收薄膜的研究进展

从太阳光谱选择性吸收薄膜的作用原理、吸收材料和膜系结构特点出发,结合实际工作,综述近年来溶胶–凝胶法制备的纳米颗粒–电介质复合材料型和尖晶石结构过渡金属氧化物型两类太阳光谱选择性吸收薄膜的研究进展,并探讨目前存在的问题及今后研究的方向。与以溅射为代表的现代气相沉积技术制备薄膜相比,溶胶–凝胶法制备的这两类薄膜具有与之相当的光学性能(吸收率α>0.90,发射率ε<0.10)和优异的湿热稳定性,同时还具有工艺简便、设备要求低以及易于大面积制膜等优点;但是溶胶–凝胶法引入了溶液中的化学反应,组分间的兼容性以及化学反应的特异性使得难以通过简单变换化学组分获得种类繁多的薄膜,因而目前溶胶–凝胶法制备的太阳光谱选择性吸收薄膜还局限在少数材料上。     

Ni体积分数对Ni-Al2O3太阳光谱选择性吸收薄膜光学性能的影响

借助计算机模拟剖析了Ni体积分数对Ni-Al2O3太阳光谱选择性吸收薄膜光学性能的影响规律,并依据这一规律指导了以水溶胶-凝胶法制备的Ni-Al2O3太阳光谱选择性吸收膜系的优化。模拟结果表明,以呈现类金属特征的基层Ni-Al2O3薄膜与Ni体积分数不超过基层0.5倍且呈非金属特征的中间层薄膜组合,在其上再沉积一减反射顶层,如此3层复合可获得高吸收率和低发射率的太阳光谱选择性吸收膜系。依据这一规律指导的以水溶胶-凝胶法制备的Ni-Al2O3膜系其吸收率高达0.93,发射率低至0.04,成为一个很好的太阳光选择性吸收表面。     

溶胶-凝胶法制备Ni-Al2O3太阳光热转换吸收薄膜:过渡金属筛选和还原

针对溶胶-凝胶法制备太阳光热转换吸收薄膜的关键问题,筛选了过渡金属盐并考察了还原条件,结果表明不需要外加还原剂,直接利用溶胶配方组分就可以将硝酸镍完全原位还原成单质镍.配方中镍含量为80%(m(镍)∶m(铝)=80∶20)时获得最好的吸收率,灼烧温度以600℃为宜.依据这样条件,0.8mol/L溶胶制备的太阳光热转换吸收薄膜吸收率可达0.82.