新型中高温太阳能选择性吸收涂层的研制

中高温的太阳能热利用是今后太阳能利用的发展趋势,而作为关键技术的高性能中高温太阳能选择性吸收涂层是当前研究的重点。采用NaOH作为沉淀剂合成了FeCuMnOx氧化物功能粉体,重点考察了不同原料的配比和烧结温度对粉体性能的影响,并得到较好的制备工艺。以耐高温有机硅树脂、改性聚酰亚胺树脂及自制的氧化铝溶胶作为粘结剂,FeCuMnOx作为太阳能选择性吸收功能粉体,制备出3种不同的太阳能吸收涂层,比较分析了其吸收性能和发射性能。研究表明:以氧化铝溶胶为粘结剂时,得到的涂层各方面性能较好,在太阳能中高温热利用方面具有较好的应用前景。

太阳能中高温光谱选择性涂层的研究进展和应用

论述了中高温太阳能光谱选择性吸收涂层(以下简称中高温吸收涂层)的光学性能特点和类型,综述了现阶段对中高温吸收涂层研究的最新进展,并总结了不同中高温吸收涂层的特点及技术上需要解决的问题,最后指出了中高温吸收涂层未来发展的方向.

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。

M：MxOy低发射率中高温选择性吸收涂层的研制

随着能源短缺和环境污染问题的日益加剧，太阳能热利用逐渐向能源转换效率更高的中高温（350℃～500℃）或高温（〉500℃）发展，而中高温选择性吸收涂层是提高太阳能热利用效率的关键技术之一。所谓中高温选择性吸收涂层是指能耐受350℃及以上的高温（在本课题中是指能耐受350℃～550℃），

太阳能选择性吸收涂层设计及空气高温稳定性测试

使用光学软件TFCalc设计了2种金属陶瓷太阳能选择性吸收涂层,根据反射率曲线,优选出Al–Al2O3复合涂层,并按照设计的最优涂层结构,采用磁控溅射法在铜基体上制备了Al–Al2O3复合涂层。研究了涂层在300°C/3 h热处理前后的结合强度、太阳光反射率和表面形貌。结果表明,经300°C空气高温处理3 h后,涂层临界载荷由11.62 N下降到8.75 N,太阳光谱吸收率由93%(该值与TFCalc模拟结果基本一致)下降到86%。显微分析证实涂层性能下降是由于热处理后,涂层表面不再致密平整所致。

高温太阳光谱选择性吸收涂层计算机模拟

在近几年国际高温涂层研究的基础上,根据理论研究和实验结果从几方面因素(如材料、膜层结构、陶瓷中金属组分等)分析了其对高温吸收涂层效率的影响。在 Mo-Al_2O_3双吸收层涂层的基础上,利用计算机计算了金属体积分数配比和膜层厚度变化下整个涂层的吸收比和发射比,计算结果表明,膜厚和吸收层中 Mo 的体积分数对涂层的吸收比和发射比影响效果差异较大,选择合适的控制因子不仅可以提高涂层的吸收比(α=0.92～0.95),而且还能有效控制涂层的发射比(ε≤0.05)。

太阳能选择性吸收涂层高温光谱吸收率的测量方法

太阳能热发电是高效利用太阳能资源的有效途径之一,对缓解能源危机和环境污染具有重要的推动作用和深远的社会意义。选择性吸收涂层是太阳能真空集热管的重要组成部分,是决定太阳能与热能转换效率的关键因素。针对高温状态下太阳能选择性吸收涂层光学性能的表征问题,提出一种适用于高温金属-陶瓷选择性吸收涂层太阳光谱吸收率的测量方法。基于双探测器的傅里叶光谱仪和具有涂层加热功能的积分球,研制了能够防止高温氧化并模拟涂层工作温度的高真空测量装置,实现0.3~2.5μm、室温-700℃太阳光谱吸收率的测量。选取磁控溅射制备的Mo-SiO_2选择性吸收涂层作为测量样品,该样品具有双吸收层的多层膜结构。对涂层样品不同温度下的太阳光谱吸收率进行了测量实验,室温测量值与理论计算值进行了对比分析,结果表明具有较好的一致性,最大偏差仅为2.9%,验证了涂层太阳光谱吸收率测量方法的可行性。高温光谱吸收率测量对涂层参数设计的优化及吸收性能的提高具有重要的指导意义及推动作用。

碳化物超高温陶瓷太阳能选择性吸收涂层的研究进展

太阳能选择性吸收涂层是将太阳辐射选择性吸收转化成热能的材料。为更大限度地利用太阳能,高温太阳能选择性吸收涂层成为提高光热转化效率的关键部件。碳化物超高温陶瓷因具有良好的光学性能和高温稳定性而成为优选材料。目前,很多研究者已通过磁控溅射法、热喷涂法、溶胶凝胶法和激光涂覆法等方法制备了多种碳化物陶瓷基太阳能选择性吸收涂层,并且做了大量的工作来优化其性能。本文综述了碳化物陶瓷基太阳能选择性吸收涂层的研究进展,介绍了太阳能光谱选择性的要求及其选择性吸收的基本原理,总结了碳化物陶瓷基太阳能选择性吸收涂层的制备方法、材料、性能及其重要影响因素,最后展望了碳化物超高温陶瓷太阳能选择性吸收涂层的发展前景。

高温太阳光谱选择性吸收涂层研究进展

综述了高温太阳光谱选择性吸收涂层技术的研究进展,主要包括磁控溅射技术、电化学方法、溶胶凝胶法、电镀法、化学法及涂料法,阐述了各种技术的优缺点及应用前景。介绍了以氧化铝溶胶为粘结剂、以FeCuMnOx为吸收粉体的涂料法制备得到的新型高温太阳光谱选择性吸收涂料的研究情况,所得的高温太阳能选择性吸收涂层综合性能优异。

太阳能热发电选择性吸收涂层研究进展

主要以金属陶瓷复合涂层为例,从涂层的类型、吸收机制和国内专利申请情况等角度分类总结了这方面的科研进展和最新成果,同时对寿命加速老化试验也作了简单探讨。

中温太阳光谱选择性PbS涂层制备

对现有的中温太阳光谱选择性PbS涂层制备方法加以改进,直接在预处理过的铜片上化学镀PbS。首先,考察了反应温度、反应物浓度、加碱量和反应时间等对PbS涂层太阳吸收率α的影响,得到了制备PbS涂层的优化条件;然后,在PbS涂层上涂敷TiO2作为保护层,以延缓PbS涂层的氧化,对两种涂层表面进行了XPS和SEM分析。实验结果证明,在不明显影响吸收率的情况下,TiO2/PbS涂层的耐热性能、耐腐蚀性和耐磨性能比单纯PbS涂层有明显提高,从而达到既降低发射率又延缓涂层寿命的目的。

太阳能选择性吸收涂层的研究进展

介绍半导体吸收涂层、半导体吸收-金属反射涂层、多层渐变涂层、微不平表面、电介质-半透明金属干涉涂层和金属陶瓷涂层;重点介绍适合在高温条件下应用的微不平表面、电介质-半透明金属干涉涂层和金属陶瓷涂层;总结涂层在高温应用中存在的问题,并对相应的解决方案进行探讨。

WC-Co金属陶瓷太阳能选择性吸收涂层研究现状

WC-Co金属陶瓷涂层在太阳能选择性吸收方面具有良好的特性,本文阐述WC-Co金属陶瓷太阳能选择性吸收涂层在国内外的研究现状。介绍其他碳化物金属陶瓷涂层在太阳能选择性吸收中的研究进展,提出WC-Co金属陶瓷太阳能选择性吸收涂层未来的发展趋势。

中高温太阳能热利用研究进展

中高温太阳能热利用技术是世界各国在太阳能领域争相发展的核心技术之一,也是今后太阳能光热利用技术的发展趋势,在工农业生产中可广泛应用。主要论述了该领域中的核心材料即太阳能中高温选择性吸收涂层的国内外研究进展。

中高温太阳光谱选择性吸收涂层的研究

近年来．太阳能光热转换的深层次应用一热发电，随着技术的成熟愈来愈具有商业化前景，也越来越受到各国科研人员的重视。而目前热发电的关键技术是高温环境下应用的太阳能光热转换集热器，特别是聚焦型太阳能光热转换真空集热管。由于其能量集中，热源密度高，已成为太阳能高温热利用的主要集热方式．比如太阳能冷暖空调、太阳能光热发电等深层次的太阳能利用与开发，必须使用聚焦型太阳能光热转换集热器。而其关键问题是真空集热管在高温下的光热转换效率及其使用寿命。

非真空高温太阳光谱选择性吸收涂层的研制

采用多弧离子镀以TiAl合金为靶材在抛光不锈钢和铜基底上制备出了TiAl/TiAlN/TiAlON/TiAlO涂层,并对涂层进行了抗高温氧化性实验.采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、四探针电阻仪、紫外-可见-近红外分光光度计和傅里叶红外光谱仪分别对样品的表面和断面形貌、晶体结构、相组成、光学和电学性能进行了分析.结果表明,涂层耐800℃高温氧化,涂层的厚度为2μm,晶粒大小分布均匀,在可见-近红外光区(0.3～2.5μm)的反射率小于10%,方块电阻小于0.5?,薄膜的红外反射率(2.5～25μm)为0.09～0.19,说明研制出的涂层具有很好的光谱选择性吸收,在太阳能热发电、建筑节能等领域中有很好的应用前景.

太阳能吸收涂层研究获突破

近日,中国科学院兰州化学物理研究所环境材料与生态化学研究发展中心高祥虎副研究员、刘刚研究员突破国外技术封锁,在塔式光热发电高温太阳能吸收涂层研究领域取得重要进展,研制了一种高温太阳能光谱选择性吸收涂料。利用该涂料制备的高温太阳能吸收涂层具有良好的光谱选择性。这一涂层在高温工况下对太阳能的吸收率最高可达0.98、发射率可低于0.35,并且具有优异的长期高温热稳定、耐腐蚀、耐水、抗热震及冷热交变性能,综合性能(特别是光学性能)满足了当前塔式光热发电高温太阳能吸收涂层性能要求。与国外垄断产品相比,该涂层能够有效提高光热转换效率及电站收益。同时,该涂料可以应用在低碳钢、不锈钢、镍基合金等不同基层表面,在重质油开采、海水淡化、供暖、太阳能锅炉等领域也具有重要的应用价值。

中高温太阳能真空集热管

中高温太阳能真空集热管是槽式太阳能热发电站和中温光热应用的核心部件，其既要最大限度地吸收太阳光，又要防止热能散失，还要能够在高温下长期、稳定地工作。其研发涉及多学科、多技术的集成。其光学、热学、力学及真空性能在很大程度上决定了热发电系统的效率、稳定性和寿命。该公司采用双陶瓷涂层结构的选择性吸收涂层，实现了可伐合金与玻璃的完全匹配熔封。该项目为（（军用技术转民用推广目录（2013年度）》中新能源领域的重点推荐项目。

中温太阳能真空集热管和集热器

＂中温太阳能真空集热管和中温真空管集热器＂两项新产品是力诺集团与清华大学历时三年时间共同研发的。该项目首创了钛、铝双靶磁控反应溅射技术,提高了太阳选择性吸收涂层的太阳吸收比和罩玻璃管的太阳透射比，增强集热器的瞬时效率截距，更多地采集太阳能量；

Preparation and thermal stability on non-vacuum high temperature solar selective absorbing coatings

Spectrally selective TiAl/TiAlN/TiAlON/TiAlO coating was deposited on stainless steel and copper substrates using a multiarc ion plating system.The structure,morphology,optical reflectance and electrical resistivity were investigated by X-ray diffraction(XRD),scanning electron microscopy(SEM),spectrophotometer and four-point probe meter,respectively.The results show that the coating exhibits high absorptance(―0.9) and low emittance(0.09―0.19).The coating remains stable in air up to 650℃ for 1h.These properties are of extraordinary interest in solar thermal power generations and energy saving buildings.