[發明專利]用于吸收太陽能的光學作用多層系統

有效

• 申請號: 201080051119.1
• 申請日: 2010-11-05
• 公開（公告）號: CN102782422A
• 公開（公告）日: 2012-11-14
• 發明（設計）人: R·達斯巴赫
• 申請（專利權）人: 阿爾姆科-蒂諾克斯有限責任公司
• 主分類號: F24J2/48
• 分類號: F24J2/48
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 李振東;過曉東

技術領域

本發明涉及一種具有載體的復合材料，所述載體在多數情況下由鋁或鋁合金組成。在第一實施方案中，在至少一面給載體涂上至少五層組成的光學作用多層系統。在第二實施方案中，給載體背面涂上一個光學作用層，該光學作用層可以適當改變未經涂覆的載體材料的反射率，從而能夠利用激光以更加高效、成本更低的方式將傳熱管接合到復合材料上。此外還可適當選擇該光學作用層的光學參數，使其不會顯著減小金屬載體材料在紅外波長范圍內的高反射率，從而可在應用于太陽能集熱器之中時將熱輻射損失保持在最小程度。這樣就能改善將熱量傳導給熱介質的效率。優選將兩個實施方案相互結合，改善將熱量傳導給熱介質的效率。優選將兩個實施方案相互結合。該復合材料特別適合用于太陽能集熱器之中。

背景技術

在太陽能集熱器中需要盡可能吸收入射的太陽輻射(300～2500nm)并且將其轉變為熱量。為了將紅外輻射引起的損失減少到最低程度，根據基爾霍夫輻射定律和能量守恒條件，所用材料在2.5μm至50μm波長范圍內的反射率必須盡可能高。這不僅適用于吸熱材料受到太陽輻射的這一面，而且也適用于背面。因此若要用于太陽能集熱器之中，同樣必須使用能夠在所用材料的兩面滿足2.5μm至50μm波長范圍內的高反射率要求。

用于太陽能集熱器的材料也被稱作選擇性太陽能吸收材料。名為TiNOX具有這些光學特性的復合材料早已為人所知，并且在WO95/17533中對此有所描述。TiNOX材料是一種反射器/吸收器縱列(例如可參閱Jeffrey?Gordon的文章“Solar?Energy，the?State?of?the?art”，2001ISES)。將能夠高效吸收太陽輻射、但在紅外輻射范圍內盡可能透光的吸收層涂覆在對2.5μm至50μm波長有很高反射率的表面上，尤其是涂覆在銅、鋁、鉬、金、銀、鉭、鎳、釩、鐵之類的一種金屬或其合金上，即可實現上述光學特性。這樣就可以通過下方的高反射表面實現很高的反射率。

最好使用一種銅或鋁金屬載體材料作為TiNOX復合材料中的高反射表面(T1)，該材料在2.5至50μm波長范圍內具有很高的反射率。但是在上述專利中也指出可以用上述某一種金屬對任意一種(非光學作用的)載體材料進行涂層處理的方式產生高反射表面。因此載體材料本身或涂覆在載體材料上的高反射金屬涂層就是光學多層系統的一部分。

如果使用TiNOX，則涂覆在高反射表面(反射層)上的第一層(T2)也就是吸收層優選由TiN_xO_y組成(其中x，y＝0.1～1.7)。頂層(T3)是抗反射層，該層由一種金屬氧化物組成，優選由SiO₂、ZrO₂、HfO₂、Al₂O₃或Y₂O₃組成，可用于將復合材料表面上的太陽輻射反射率減小到最低程度，從而提高復合材料中的太陽輻射吸收率。