[發明專利]一種非真空中高溫太陽能選擇性吸收涂層復合減反膜及其制備方法

有效

• 申請號: 201310229691.8
• 申請日: 2013-06-08
• 公開（公告）號: CN103320776A
• 公開（公告）日: 2013-09-25
• 發明（設計）人: 程旭東;張樸;宮殿清;向泓宇;孟曉明
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: C23C20/08
• 分類號: C23C20/08;F24J2/48;B32B9/04
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 崔友明

技術領域

本發明涉及一種非真空中高溫太陽能選擇性吸收涂層復合減反膜及其制備方法。

背景技術

隨著太陽能技術迅猛發展及能源的日漸短缺，要求太陽能發電具有更高的效率和更長的使用壽命。中高溫太陽光譜選擇性吸收涂層是指能耐受300℃及其以上高溫，并能長期在該溫度與室溫范圍內正常工作，保持較高的太陽能吸收率α和較低的發射率ε的選擇性吸收涂層，這是當前太陽能熱利用中的前沿課題。我國在近二三十年的太陽能利用研究中，多數的研究成果僅限于低溫應用（＜300℃），如太陽能熱水器、太陽能烘干機、太陽房等，并且很少能夠應用于非真空環境。

太陽能的有效利用在于太陽能發電技術的開發，其中研發的太陽能熱發電技術真空吸熱管一般使用溫度在400℃左右，而高于此溫度的吸熱管真空技術具有很大的難度。故此開發適應于太陽能塔式熱發電的非真空吸熱器涂層技術勢在必行。由于選擇性吸熱涂層長期處于自然環境中，并經受冷熱交變作用，單一涂層不僅無法獲得滿意的高吸收率和低發射率，而且也難以獲得滿意的環境腐蝕性能，因此需要提高涂層非真空條件下的選擇吸收效果，研發同時具有減反和保護作用的面層首當其沖。

發明內容

本發明主要解決的技術問題是針對塔式吸熱器系統存在的自然環境提供一種非真空條件下耐高溫、高穩定性能夠增加涂層吸收率和增加使用壽命的非真空中高溫太陽能選擇性吸收涂層復合減反膜及其制備方法。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案是：非真空中高溫太陽能選擇性吸收涂層復合減反膜，其由Al₂O₃薄膜形成的封孔層和SnO₂薄膜形成的減反層組成，減反層位于封孔層的上方。

按上述方案，所述的Al₂O₃薄膜有2-10層，封孔層厚度為50-1000nm，所述的SnO₂薄膜有2-5層，減反層厚度為50-200nm。

所述的非真空中高溫太陽能選擇性吸收涂層復合減反膜的制備方法，其包括有以下步驟：

1）配置Al₂O₃溶膠與SnO₂溶膠

Al₂O₃溶膠的制備：以去離子水和異丙醇鋁為原料，在80℃條件下磁力攪拌1小時，在攪拌同時加入硝酸調節pH值，在95℃下回流16個小時，制備得到Al₂O₃溶膠；SnO₂溶膠的制備：以去離子水和結晶四氯化錫為原料，在60℃條件下磁力攪拌至溶解，然后加入稀釋后的氨水調節pH值得到SnO₂溶膠；

2）雙層復合薄膜的制備

先將試樣在Al₂O₃溶膠中浸漬—提拉并通過熱處理形成Al₂O₃薄膜；待Al₂O₃溶膠固化后，用絨布進行表面拋磨處理后，再進行下一次浸漬—提拉，保持Al₂O₃溶膠層不增厚，并能完全封閉；然后將鍍有Al₂O₃薄膜的試樣放入SnO₂溶膠中浸漬—提拉并通過熱處理形成SnO₂薄膜，用絨布進行表面拋磨處理，再進行下一次浸漬—提拉，保持SnO₂溶膠層厚度，最后形成非真空中高溫太陽能選擇性吸收涂層復合減反膜。

按上述方案，步驟1）中，Al₂O₃溶膠的濃度為0.1-0.6mol/L，其pH值為pH=4～5；SnO₂溶膠的濃度為0.1-0.6mol?mol/L，其pH值為pH=1.15～1.35。

按上述方案，所述的稀釋的氨水為按純氨水與去離子水摩爾比1：2配制。

按上述方案，步驟（2）中Al₂O₃溶膠的提拉速度為3cm/min，Al₂O₃溶膠需要浸漬—提拉2-10次，所述的熱處理是每次浸漬—提拉后將其置于550℃通氣爐中晶化處理1個小時。