CN102534721B - 太阳能选择性吸收膜的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种太阳能选择性吸收膜的制备方法，包括如下步骤：a、将铝材置于氧化液中进行阳极氧化处理；b、将步骤a处理后的铝材置于电解液中进行电解着色处理；c、在步骤b处理后的铝材表面制备增透保护层。本发明的制备方法中的阳极氧化能使铝材表面形成多孔结构，电解着色可以使得铝板具有吸收太阳能的效果，增透保护层不仅能提高太阳能的透过吸收率，而且具有优良的耐腐蚀性和耐候性，对电解着色层进行保护；从而使得制得的选择性吸收膜具有很高的吸收率、较低的发射率以及优异的表面的耐腐蚀和耐候性能。

Description

太阳能选择性吸收膜的制备方法
技术领域
本发明涉及一种膜层的制备方法，具体涉及一种太阳能选择性吸收膜的制备方法。
背景技术
太阳能资源丰富、分布广阔，且清洁环保，为当前社会公认的理想替代能源。在太阳能产业中，如何高效地利用太阳能是大家所关注的问题。而太阳能转化效率的高低关键取决于吸收率和发射率这两个指标。传统的膜层吸收率比较高，但是发射率也比较高，不能满足市场的高效利用太阳能的需求。
经对现有技术的探索，中国发明专利：《太阳能选择性吸收膜的制造方法及设备》，申请号：91104451.5，该专利提供了一种太阳能选择性吸收膜的制造方法及设备。其特征为成卷的铜铝复合条带连续地依次进入预处理液槽、直流阳极氧化液槽、交流电解液槽和Ni-F冷封闭液槽进行电化学处理之后，在条带两面覆盖塑料保护膜，制得具有太阳能选择性吸收膜的成卷铜铝复合条带。但是该技术最后一道工艺所用的封闭方法，不能提高膜层的吸收率，且制备的膜层耐腐蚀性也比较差。因此需选用一种新型的吸收膜，使其不仅吸收率高、发射率低，并且耐腐蚀性及耐候性也极佳。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术中存在的膜层吸收率低及发射率高，以及耐腐蚀性差等不足，提供一种太阳能选择性吸收膜的制备方法，制得的膜层具有极高的吸收率和较低的发射率，并且其表面的耐腐蚀和耐候性能也极为优异。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
本发明涉及一种太阳能选择性吸收膜的制备方法，包括如下步骤：
a、将铝材置于氧化液中进行阳极氧化处理；
b、将步骤a处理后的铝材置于电解液中进行电解着色处理；
c、在步骤b处理后的铝材表面制备增透保护层。
优选的，步骤a中所述氧化液为磷酸或者磷酸和硫酸的混合液，其中，磷酸浓度为20～100g/L，硫酸浓度为0～40g/L；所述阳极氧化处理的温度为20～40℃。
优选的，步骤b中所述电解液包括金属盐溶液、硼酸及稳定剂，其中，金属盐浓度为10～80g/L，硼酸浓度为10～20g/L，稳定剂浓度为15～25g/L；所述电解的温度为20～40℃，时间为1～15min。
进一步优选的，所述金属盐溶液为镍、镁、铜、锡或钴的硫酸盐或氯化盐溶液。
优选的，步骤c中所述制备增透保护层具体为：采用真空喷镀、磁控溅射、旋涂法或浸渍提拉法将溶胶包覆在步骤b处理后的铝材表面，制得所述增透保护层。
进一步优选的，所述溶胶为20～40％固含量的硅溶胶、钛溶胶或铝溶胶。
更进一步优选的，所述的增透保护层为二氧化硅、二氧化钛或氧化铝无机涂层。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：采用电解着色的方法，制备黑色电解着色层，吸收太阳能；并在表面赋予一层增透保护层，提高其吸收率，并降低其发射率；此外，该表面涂层本身还具备很好的耐腐蚀性和耐候性。
附图说明
图1为具有太阳能选择性吸收膜的铝材的结构示意图，
其中：1、铝材，2、阳极氧化膜，3、电解着色层，4、增透保护层。
具体实施方式
以下结合实施例和说明书附图对本发明的技术方案作进一步的解释，但是以下的内容不用于限定本发明的保护范围。
实施例1
本实施例制得的具有太阳能选择性吸收膜的铝材的结构示意图如图1所示，太阳能选择性吸收膜的制备方法具体为：首先将铝材在20g/L磷酸氧化液中，30℃下进行阳极氧化处理，制备多孔的阳极氧化膜层。然后在金属液中进行电解着色。电解液中硫酸镁为30g/L，硼酸20g/L，稳定剂为15g/L。电解温度为20℃，时间为5min，从而在阳极氧化膜的底部析出黑色的电解着色层。最后选用30％的硅溶胶，采用浸渍提拉法在阳极氧化膜表面制备一层二氧化硅增透保护层。测得吸收率为0.92，发射率为0.13，耐铜离子加速盐雾实验110h。
实施例2
本实施例的太阳能选择性吸收膜的制备方法，首先将铝材在10g/L硫酸和20g/L磷酸氧化液中，20℃下进行阳极氧化处理，制备多孔的阳极氧化膜层。然后在金属液中进行电解着色。电解液中硫酸镍为40g/L，硼酸10g/L，稳定剂为20g/L。电解温度为20℃，时间为15min，从而在阳极氧化膜的底部析出黑色的电解着色层。最后选用30％的钛溶胶，采用旋涂法在阳极氧化膜表面制备一层二氧化钛增透保护层。测得吸收率为0.92，发射率为0.15，耐铜离子加速盐雾实验130h。
实施例3
本实施例的太阳能选择性吸收膜的制备方法，首先将铝材在30g/L磷酸氧化液中，40℃下进行阳极氧化处理，制备多孔的阳极氧化膜层。然后在金属液中进行电解着色。电解液中硫酸钴为20g/L，硼酸20g/L，稳定剂为15g/L。电解温度为30℃，时间为8min，从而在阳极氧化膜的底部析出黑色的电解着色层。最后选用20％的硅溶胶，采用真空喷镀法在阳极氧化膜表面制备一层二氧化硅增透保护层。测得吸收率为0.94，发射率为0.07，耐铜离子加速盐雾实验110h。
实施例4
本实施例的太阳能选择性吸收膜的制备方法，首先将铝材在40g/L磷酸氧化液，30℃下进行阳极氧化处理，制备多孔的阳极氧化膜层。然后在金属液中进行电解着色。电解液中氯化镍为40g/L，硼酸15g/L，稳定剂为15g/L。电解温度为20℃，时间为1min，从而在阳极氧化膜的底部析出黑色的电解着色层。最后选用30％的硅溶胶，采用浸渍提拉法在阳极氧化膜表面制备一层二氧化硅增透保护层。测得吸收率为0.93，发射率为0.13，耐铜离子加速盐雾实验110h。
实施例5
本实施例的太阳能选择性吸收膜的制备方法，首先将铝材在100g/L磷酸氧化液，30℃下进行阳极氧化处理，制备多孔的阳极氧化膜层。然后在金属液中进行电解着色。电解液中氯化铜为80g/L，硼酸20g/L，稳定剂为25g/L。电解温度为40℃，时间为10min，从而在阳极氧化膜的底部析出黑色的电解着色层。最后选用30％的铝溶胶，采用浸渍提拉法在阳极氧化膜表面制备一层氧化铝增透保护层。测得吸收率为0.90，发射率为0.14，耐铜离子加速盐雾实验100h。
实施例6
本实施例的太阳能选择性吸收膜的制备方法，首先将铝材在30g/L磷酸氧化液中，30℃下进行阳极氧化处理，制备多孔的阳极氧化膜层。然后在金属液中进行电解着色。电解液中氯化锡为10g/L，硼酸20g/L，稳定剂为15g/L。电解温度为20℃，时间为5min，从而在阳极氧化膜的底部析出黑色的电解着色层。最后选用40％的硅溶胶，采用旋涂法在阳极氧化膜表面制备一层二氧化硅增透保护层。测得吸收率为0.91，发射率为0.14，耐铜离子加速盐雾实验110h。
实施例7
本实施例的太阳能选择性吸收膜的制备方法，首先将铝材在30g/L磷酸和40g/L硫酸氧化液中，30℃下进行阳极氧化处理，制备多孔的阳极氧化膜层。然后在金属液中进行电解着色。电解液中硫酸镍为30g/L，硼酸20g/L，稳定剂为15g/L。电解温度为20℃，时间为5min，从而在阳极氧化膜的底部析出黑色的电解着色层。最后选用20％的钛溶胶，采用磁控溅射法在阳极氧化膜表面制备一层二氧化钛增透保护层。测得吸收率为0.95，发射率为0.07，耐铜离子加速盐雾实验130h。
将本实施例与实施例1～6相比可知，本实施例的综合性能最佳，不仅具有较高的吸收率及较低的发射率，而且其耐腐蚀性也很优异。
综上所述，本发明的制备方法中阳极氧化能使铝材表面形成多孔结构，电解着色可以使得铝板具有吸收太阳能的效果，增透保护层不仅能提高太阳能的透过吸收率，而且具有优良的耐腐蚀性和耐候性，对电解着色层进行保护；从而使得制得的太阳能选择性吸收膜具有很高的吸收率以及较低的发射率，并且其表面的耐腐蚀和耐候性能也极为优异。
以上仅仅是对本发明的较佳实施例进行的详细说明，但是本发明并不限于以上实施例。应该理解的是，在不脱离本申请的权利要求的精神和范围情况下，本领域的技术人员做出的各种修改，仍属于本发明的范围。

Claims (4)

1.一种太阳能选择性吸收膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
a、将铝材置于氧化液中进行阳极氧化处理；
b、将步骤a处理后的铝材置于电解液中进行电解着色处理；
c、在步骤b处理后的铝材表面制备増透保护层；
步骤a中所述氧化液为磷酸和硫酸的混合液，其中，磷酸浓度为20～100g/L，硫酸浓度10～40g/L；所述阳极氧化处理的温度为20～40℃；
步骤c中所述制备増透保护层具体为：采用真空喷镀、磁控溅射、旋涂法或浸渍提拉法将溶胶包覆在步骤b处理后的铝材表面，制得所述增透保护层；所述溶胶为20～40％固含量的钛溶胶。
2.根据权利要求1所述的太阳能选择性吸收膜的制备方法，其特征在于，步骤b中所述电解液包括金属盐溶液、硼酸及稳定剂，其中，金属盐浓度为10～80g/L，硼酸浓度为10～20g/L，稳定剂浓度为15～25g/L；所述电解的温度为20～40℃，时间为1～15min。
3.根据权利要求2所述的太阳能选择性吸收膜的制备方法，其特征在于，所述金属盐溶液为镍、镁、铜、锡或钴的硫酸盐或氯化盐溶液。
4.根据权利要求1所述的太阳能选择性吸收膜的制备方法，其特征在于，所述的増透保护层为二氧化钛増透保护层。
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