【摘要】：太陽光譜選擇性吸收涂層在紫外-可見-近紅外波段具有低的反射率,在紅外波段具有高的反射率,可以最大程度吸收太陽輻射能并將其轉(zhuǎn)化為熱能,同時(shí)盡量減小自身向外界的熱輻射,對于提高太陽能光熱轉(zhuǎn)換效率具有重要意義。過去,國內(nèi)外對太陽光譜選擇性吸收涂層的研究主要集中在中低溫領(lǐng)域;近年來,隨著人們對光熱轉(zhuǎn)換效率的高要求,中高溫太陽選擇性吸收涂層的研制和其光學(xué)性能成為人日益關(guān)注的焦點(diǎn)。本文就中高溫太陽光譜選擇性吸收涂層的制備與輻射特性展開研究,研究內(nèi)容包括:1.Ni-A1203太陽選擇性吸收涂層輻射特性的研究設(shè)計(jì)Ni-A1203太陽選擇性吸收涂層,研究了金屬Ni體積分?jǐn)?shù)、涂層厚度以及雙層結(jié)構(gòu)對Ni-A1203涂層輻射特性的影響,為實(shí)驗(yàn)研究提供參考與指導(dǎo)。采用溶膠-凝膠法制備了 Ni-A1203太陽選擇性吸收涂層,參照理論結(jié)果與實(shí)驗(yàn)條件,研究了熱處理溫度、Ni含量、入射角度、偏振光、雙層結(jié)構(gòu)對涂層輻射特性的影響,并對涂層熱穩(wěn)定性、耐候性和耐腐蝕性進(jìn)行測試。研究結(jié)果表明,當(dāng)熱處理溫度為600℃時(shí),Ni-A1203涂層形成金屬陶瓷結(jié)構(gòu);金屬Ni含量的增加有利于提高涂層的光譜選擇性,當(dāng)Ni含量為80%時(shí),涂層α=0.92,ε=0.19;太陽入射角越小,涂層光譜選擇性越強(qiáng);而偏振光對涂層的輻射特性沒有影響。Ni-A1203涂層在500℃下的高溫穩(wěn)定性較差,但是耐候性和耐腐蝕性較強(qiáng)。2.CuCoMnOx太陽選擇性吸收涂層輻射特性的研究采用溶膠-凝膠法制備了 CuCoMnOx太陽選擇性吸收涂層,研究了熱處理溫度、入射角度、偏振光對涂層輻射特性的影響,并對涂層熱穩(wěn)定性、耐候性、耐腐蝕性進(jìn)行測試。研究結(jié)果表明,當(dāng)熱處理溫度為500℃時(shí),CuCoMnOx涂層形成尖晶石結(jié)構(gòu),光譜選擇性最強(qiáng),α=0.91,ε=0.148;隨著入射角的增加,CuCoMnOx涂層α逐漸降低,ε逐漸升高;而偏振光對涂層的輻射特性沒有影響;涂層的熱穩(wěn)定性、耐候性和耐腐蝕性都比較好。
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TK513
【圖文】：

１緒論碩士學(xué)位論文逡逑陽輻射聚集到管狀吸收器上，加熱工質(zhì)推動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電；碟式系統(tǒng)利用許多鏡子組成的逡逑凹面將太陽輻射聚集到焦點(diǎn)上，焦點(diǎn)上的吸收器吸收熱量加熱工質(zhì)，推動(dòng)汽輪機(jī)做工；逡逑而塔式系統(tǒng)利用獨(dú)立跟蹤太陽的定日鏡將太陽輻射聚集到塔頂部的吸收器上，然后加熱逡逑工質(zhì)推動(dòng)汽輪機(jī)做工。三種太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)均能有效地吸收太陽輻射能，將其轉(zhuǎn)化逡逑為熱量進(jìn)行熱發(fā)電，但是目前只有槽式聚集系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化，而其它兩種仍然處于試逡逑驗(yàn)示范階段。逡逑

而在其它波長范圍內(nèi)發(fā)射率高，此時(shí)該涂層材料可以最大程度地吸收太陽輻射能并將其逡逑轉(zhuǎn)化為熱能，同時(shí)把熱損失降到最小。理想的太陽光譜選擇性吸收涂層在它的工作溫度逡逑下具有很高的太陽吸收率ａ和很低的熱發(fā)射率ｅ，其光譜反射率曲線如圖１．３所示，涂逡逑層在０．２５？２．５ｐｍ波段的光譜反射率很低（近似于０），在紅外波段的反射率很高（近似逡逑于１）。逡逑４０００邋Ｆ邐＇邋■邋—邐￣邐￣邐＂邐＾＝１邋１．０逡逑．Ｉｄｅａｌ邋ｒｅｆｌｅｃｔａｎｃｅ邐Ｂｌａｃｋｂｏｄｙ邋ｒａｄｉａｔｉｏｎ邋0邋９逡逑ｃ邋３０００邋－邐狐邋＼邐＿°，８逡逑！邋＼邐－°－７逡逑／邋＼邐－邋0－６邋｜逡逑＾邋２000邋－邐／邐＼邐－邋０．５邋｜逡逑：邐Ｓｏｌａｒ邋ｒａｄｉａｔｉｏｎ邋／邐＼邐名逡逑�。哄澹苠澹铃义希斟澹蛇姡保桑В桑保桑В桑保澹郑皱义希埃玻颠姡埃颠姡边姡策姡催姡高姡保哆姡常插义希祝幔觯澹欤澹睿纾簦桢澹ǎ蓿恚╁义蠄D１．３太陽光譜與黑體輻射及理想反射率曲線逡逑１．２．２太陽吸收率ａ和熱發(fā)射率ｓ逡逑太陽光譜選擇性吸收涂層的目的是盡量吸收太陽輻射能，將其轉(zhuǎn)化為熱能，同時(shí)盡逡逑３逡逑

征吸收涂層逡逑半導(dǎo)體和過渡金屬均可用作本征吸收材料，這些本征吸收材料存在一個(gè)禁帶寬逡逑對應(yīng)一個(gè)截止波長ｉａｃ＝１．２４／￡ｇ）。只有波長２＜厶的光才可以使得本征吸收逡逑電子發(fā)生躍遷，將光能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮�；而波長Ａ＞ＡＣ的光因?yàn)槟芰坎蛔�，直接透逡逑收材料。由于太陽輻射的能量主要集中在０．３？２．５ｐｍ的波長范圍內(nèi)，所以對應(yīng)逡逑在０．５？１．２６ｅＶ的材料才能用作本征吸收涂層的材料，半導(dǎo)體材料如Ｓｉ、Ｇｅ、逡逑過渡金屬如Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃｏ等均可以作為本征吸收材料［１２］。逡逑干涉吸收涂層逡逑涉涂層是從光學(xué)角度設(shè)計(jì)的，利用多層膜系在紫外－可見－近紅外波段的干涉效逡逑擇性吸收的目的［１３］。這種涂層從底層到表層通常由光學(xué)常數(shù)（折射率ｎ、消光逡逑逐漸減小的膜層結(jié)構(gòu)組成，太陽輻射中的短波在涂層各膜層內(nèi)經(jīng)過多次反射而逡逑而長波直接被反射出去，達(dá)到較高的太陽吸收率和較低的熱發(fā)射率［１４，１５］。但是逡逑涂層隨著溫度的升高，其熱發(fā)射率會(huì)急劇增大，其光譜選擇性衰減嚴(yán)重，所以逡逑收涂層一般在低溫環(huán)境下使用。逡逑

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

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本文編號：2782324