CN102809232B - 一种太阳能选择性吸收涂层 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种太阳能选择性吸收涂层，包括：依次设置在玻璃基层上的红外反射层、阻挡层、吸收层和减反层，所述阻挡层为AlN与构成所述红外反射层的材料组成的混合物。本发明中，所述阻挡层中的AlN能够有效地阻断原子在红外反射层与吸收层之间的扩散、迁移；同时，阻挡层中的构成所述红外反射层的材料，一方面抑制了红外反射层中的原子向阻挡层的扩散，另一方面还能够扩散到红外反射层中，填补红外反射层中的空位等缺陷，完善红外反射层的结构，提高致密度，从而提高对红外辐射的阻挡强度。降低选择性吸收涂层的发射比，提高了涂层的吸收效果，减少了迁移对选择性吸收涂层的影响，提高选择性吸收涂层的使用寿命。

Description

一种太阳能选择性吸收涂层
技术领域
本发明涉及一种太阳能应用领域，尤其是一种太阳能选择性吸收涂层。
背景技术
目前，现有的太阳能选择性吸收涂层的主要包括依次设置在玻璃基层上的红外反射层、吸收层和减反层，其中红外反射层的主要作用是反射红外线，减少热量向外的辐射，当红外反射层达到一定厚度情况下，红外反射层越致密，红外反射效果越好，保温性能越好；吸收层用来吸收红外线热能，减反层用来减少红外线反射量，以使更多的红外线穿过减反层到达吸收层。
传统的太阳能选择性吸收涂层中由于红外反射层通常采用低温成膜制作，如此制备的红外反射层存在结构缺陷，有大量的点缺陷和空位；因此红外反射层不致密，对于红外辐射的阻挡强度低，不能有效地降低太阳能选择性吸收涂层的发射比。传统太阳能选择性吸收涂层的吸收比为93%，半球发射比为8%。
为了保障红外反射层的红外反射效果，在红外反射层和吸收层之间增加一层阻挡层，用于阻挡原子在红外反射层与吸收层之间相互迁移。例如专利号为ZL200910176041.5名称为“一种太阳能选择性吸收涂层及其制备方法”的专利，在红外反射层和吸收层之间设置阻挡层，其材质为纯的AlN或Al。但材质为AlN或Al的阻挡层不能弥补红外反射层的结构不致密的缺陷，且无法完全阻挡红外反射层和吸收层之间的原子扩散迁移，影响选择性吸收涂层保温的效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够降低涂层的发射比、且能够延长选择性吸收涂层使用寿命的的太阳能选择性吸收涂层。
本发明的技术方案是：
一种太阳能选择性吸收涂层，包括：依次设置在玻璃基层上的红外反射层、阻挡层、吸收层和减反层，所述阻挡层为AlN与构成所述红外反射层的材料组成的混合物。
优选地，所述的阻挡层厚度为3nm~6nm。
优选地，构成所述红外反射层的材料为金、银、铜、铝、钼中的一种。
优选地，所述阻挡层中构成所述红外反射层的材料的摩尔含量为3%~15%。
优选地，所述阻挡层中构成所述红外反射层的材料的摩尔含量为5%~7%。
一种太阳能真空管，包括玻璃罩管和内玻璃管，所述内玻璃管的外壁上设置有所述选择性吸收涂层。
本发明中，所述阻挡层中含有AlN和构成所述红外反射层的材料，AlN能够有效地阻断原子在红外反射层与吸收层之间的扩散、迁移；同时，阻挡层中的构成所述红外反射层的材料，一方面抑制了红外反射层中的原子向阻挡层的扩散，另一方面还能够扩散到红外反射层中，填补红外反射层中的空位等缺陷，完善红外反射层的结构，提高致密度，从而提高对红外辐射的阻挡强度。降低选择性吸收涂层的发射比，提高了涂层的吸收效果，减少了迁移对选择性吸收涂层的影响，提高选择性吸收涂层的使用寿命。
附图说明
图1为本发明所述的太阳能选择性吸收涂层结构示意图。
1-玻璃基层，2-红外反射层，3-阻挡层，4-吸收层，5-减反层。
具体实施方式
为了更清楚的介绍本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案做进一步详细的阐述。
如图1所示，本发明所述的太阳能选择性吸收涂层，包括：依次设置在玻璃基层1上的红外反射层2、阻挡层3、吸收层4和减反层5，所述阻挡层3为AlN与构成所述红外反射层2的材料组成的混合物，所述阻挡层3中构成所述红外反射层2的材料的摩尔含量为3%~15%。构成所述红外反射层2的材料一般为电导率较高的金、银、铜、铝或钼。所述阻挡层3的厚度需要适中，为3nm~6nm。厚度太薄，则阻挡的效果不明显，厚度太厚，则会影响选择性吸收涂层的吸收效果。本发明还提供了一种太阳能真空管，内玻璃管真空管的外壁上涂覆所述太阳能选择性吸收涂层。
所述阻挡层3中含有AlN和构成所述红外反射层2的材料，AlN能够有效地阻断原子在红外反射层2与吸收层4之间的扩散、迁移；同时，阻挡层3中的构成所述红外反射层2的材料，一方面抑制了红外反射层2中的原子向阻挡层3的扩散，另一方面还能够扩散到红外反射层2中，填补红外反射层2中的空位等缺陷，完善红外反射层2的结构，提高致密度，从而提高对红外辐射的阻挡强度。降低选择性吸收涂层的发射比，提高了涂层的吸收效果，减少了迁移对选择性吸收涂层的影响，提高选择性吸收涂层的使用寿命。
实施例1：阻挡层3中AlN的摩尔含量为85%，Al的摩尔含量为15%，阻挡层3的厚度为4nm。
本实施例的太阳能选择性吸收涂层的吸收比为0.90，半球发射比为0.048。
实施例2：阻挡层3的AlN摩尔含量为90%，Al摩尔含量为10%，阻挡层3的厚度为4nm。
本实施例的太阳能选择性吸收涂层的吸收比为0.91，半球发射比为0.043。
实施例3：阻挡层3的AlN摩尔含量为97%，Al摩尔含量为3%，阻挡层3的厚度为4nm。
本实施例的太阳能选择性吸收涂层的吸收比为0.90，半球发射比为0.052。
实施例4：阻挡层3的AlN摩尔含量为95%，Al摩尔含量为5%，阻挡层3的厚度为4nm。
本实施例的太阳能选择性吸收涂层的吸收比为0.94，半球发射比为0.042。
实施例5：阻挡层3的AlN摩尔含量为93%，Al摩尔含量为7%，阻挡层3的厚度为4nm。
本实施例的太阳能选择性吸收涂层的吸收比为0.93，半球发射比为0.037。
实施例6：阻挡层3的AlN摩尔含量为94%，Al摩尔含量为6%，阻挡层3的厚度为4nm。
本实施例的太阳能选择性吸收涂层的吸收比为0.94，半球发射比为0.039。
实施例7：阻挡层3的AlN摩尔含量为94%，Al摩尔含量为6%，阻挡层3的厚度为3nm。
本实施例的太阳能选择性吸收涂层的吸收比为0.92，半球发射比为0.057。
实施例8：阻挡层3的AlN摩尔含量为94%，Al摩尔含量为6%，阻挡层3的厚度为5nm。
本实施例的太阳能选择性吸收涂层的吸收比为0.93，半球发射比为0.038。
实施例9：阻挡层3的AlN摩尔含量为94%，Al摩尔含量为6%，阻挡层3的厚度为6nm。
本实施例的太阳能选择性吸收涂层的吸收比为0.93，半球发射比为0.037。
根据上述实施例的实验结果可以得出，在阻挡层3里加入构成红外反射层2的材料能够使太阳能选择性吸收涂层的半球发射比降到了0.057以下，较佳的，当构成所述红外反射层2的材料的摩尔含量为5%~7%时，所述半球发射比能降到了0.042~0.037之间。
以上实施例仅为本发明的较佳实施例，并非本发明所有实施例的穷举。所有由本领域技术人员在本发明的基础上所作出的任何显而易见的改进、替换或变型，均属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种太阳能选择性吸收涂层，包括依次设置在玻璃基层(1)上的红外反射层(2)、阻挡层(3)、吸收层(4)和减反层(5)，所述阻挡层(3)为AlN与构成所述红外反射层(2)的材料组成的混合物；所述的阻挡层(3)厚度为3nm～6nm；其特征在于：构成所述红外反射层(2)的材料为金、银、铜、铝、钼中的一种；所述阻挡层(3)中构成所述红外反射层(2)的材料的摩尔含量为3％～15％。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能选择性吸收涂层，所述阻挡层(3)中构成所述红外反射层(2)的材料的摩尔含量为5％～7％。
3.一种包含权利要求1所述太阳能选择性吸收涂层的太阳能真空管，其特征在于，包括玻璃罩管和内玻璃管，所述内玻璃管的外壁上设置有所述选择性吸收涂层。
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