CN104638061A - 辐射吸收体,太阳能吸收装置,和辐射吸收体的制备方法 - Google Patents

辐射吸收体,太阳能吸收装置,和辐射吸收体的制备方法 Download PDF

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Abstract

根据不同的实施方式，一种用于吸收电磁辐射的辐射吸收体(100)可具有以下结构：在载体(102)上的多个叠层布置的层状结构(104,106,404)，其中所述多个叠层布置的层状结构(104,106,404)的每个层状结构具有第一层和第二层，其中所述多个叠层布置的层状结构(104,106,404)的第一层分别具有金属氮化物或由金属氮化物组成，和其中所述多个叠层布置的层状结构(104,106,404)的第二层分别具有半金属氮化物或由半金属氮化物组成。

Description

辐射吸收体,太阳能吸收装置,和辐射吸收体的制备方法
技术领域
本发明涉及用于吸收电磁辐射的辐射吸收体，太阳能吸收装置，和辐射吸收体的制备方法。
背景技术
通常地，当电磁辐射碰到材料时会出现电磁辐射的反射、传递和吸收，例如这是由材料的光学性质决定的，这种光学性质可能是材料特异性的和/或例如依赖于材料的微观结构(例如表面形态或晶体结构)和/或依赖于电子性能(例如导电性、能带结构、电子-等离子体频率)。具有高吸收系数α的材料在同样的波长光谱中同样具有高的发射系数ε。但是可能必要的是，将涂层(层状结构、层或材料)的性质这样地进行改变或匹配，使得该性质在太阳能波长光谱中具有尽可能高的吸收系数α，且对于依赖于温度的一定发射光谱具有低发射系数ε。在此情况下，这样的材料或这样的涂层可以起到用于太阳能集热器的基础的作用。
发明内容
各种不同实施方式的一个方面可以清楚地看到在于，提供一个吸收体层状结构(吸收体层状体系)，它能够在太阳光光谱范围内实现高吸收，例如具有大于约95％(ISO 9050)，和同时在约100℃-600℃的温度范围内在热辐射光谱中具有低的电磁辐射发射ε100℃-ε600℃。
此外，各种不同实施方式的另一方面可以清楚地看到在于，提供用于辐射吸收体和/或用于太阳能吸收装置的涂层，用于高效吸收光(和例如将光转化为热)，所述涂层基本上可以以大型工业的涂覆方式进行制备，例如在涂覆设备中例如借助于溅射进行沉积或蒸镀。
根据不同的实施方式，提供用于高效吸收光的辐射吸收体(或太阳能吸收装置)，所述吸收体在空气和/或真空中长时间操作中一直保持稳定，例如机械稳定和/或化学稳定。
此外，提供用于辐射吸收体或太阳能吸收装置的吸收体层状体系，其中所述吸收体层状体系可以经过例如数周的长风潮(Kampagnen)时间在溅射涂覆装置中制备。换句话说，一种长期稳定的涂覆方法能够用于制备吸收体层状体系， 这可以借助于使用的材料进行促进。例如，可能很难或非常复杂并因此成本很高的是加工基于Al2O3的吸收体层状体系。此外，同时含有金属和氧化物的吸收体层状体系可能无法经过较长的使用时间仍然保持化学稳定，因为可能会出现例如氧扩散和由此导致金属氧化，例如在空气中或在含氧环境中操作吸收体层状体系时。
根据不同的实施方式，一种用于吸收电磁辐射的辐射吸收体可以具有以下结构：在载体上的多个叠层布置的层状结构，其中所述多个叠层布置的层状结构的每个层状结构具有第一层和第二层，其中所述多个叠层布置的层状结构的第一层分别具有金属氮化物或由金属氮化物组成，和其中所述多个叠层布置的层状结构的第二层分别具有半金属氮化物或由半金属氮化物组成。在此，所述辐射吸收体例如可以是非常稳定的，或在不利条件下具有长的运行时间，例如在100℃-600℃的高温下，因为所述层状结构的两个层分别是以氮化物体系为基础的，使得氮的可能扩散例如不会损害或不会实质损害稳定性。金属氮化物与半金属氮合物的组合在可见光范围内具有或能够实现辐射吸收体高的吸收能力(例如α>95％)和在100℃-600℃的温度范围内具有或能够实现有利的红外辐射发射行为(例如ε550℃<15％)，例如甚至与附加的金属作为红外反射体结合。
有利的发射行为可以这样理解，即在辐射吸收体一定温度(例如在各自的操作温度)下发射的辐射明显少于吸收的辐射，使得辐射吸收体可以将吸收的光大部分转化为热并将该热量运走(例如借助于导热)并且不会再次反射。
根据不同的实施方式，所述层状结构(吸收体层状结构)或所述多个叠层布置的层状结构(吸收体层状结构或吸收体层状体系)对于热辐射至少是部分透明的，使得例如从所述层状结构或所述多个叠层布置的层状结构发射出尽可能少的热辐射。
根据不同的实施方式，所述金属氮化物可以是氮化钼(MoN)。换句话说，所述多个叠层布置的层状结构的第一层可以分别具有金属氮化物或由金属氮化物组成。
此外，所述半金属氮化物可以是氮化硅(Si3N4)。换句话说，所述多个叠层布置的层状结构的第二层可以分别具有半金属氮化物或由半金属氮化物组成。
此外，所述多个叠层布置的层状结构的第一层和第二层可以相互直接接触。根据不同的实施方式，所述多个第一层和所述多个第二层可以形成吸收体层状 结构或吸收体层状体系(例如具有高体积密度或具有低的孔隙度)，其中所述多个第一层和所述多个第二层分别相互直接接触。
清楚地，在第一层的金属氮化物和第二层的半金属氮化物之间生成多个界面。在此过程中可以形成在各层之间封闭的界面。
此外，所述多个叠层布置的层状结构可以形成所谓的CERMET层或类似于CERMET的层。在此，所述半金属氮化物可以吸收在所述金属氮化物中或者是所述金属氮化物可以吸收在所述半金属氮化物中。其中生成宏观上完全混合的层，该层具有分别由金属氮化物和半金属氮化物形成的微观上分开的区域。类似于CERMET的层与由金属氮化物和半金属氮化物形成的叠层体相比具有更大的各向同性(例如其光学性质)。根据不同的实施方式，所述金属氮化物和所述半金属氮化物可以以类似于CERMET的层形式提供。
此外，所述辐射吸收体可以具有第一金属层，其中所述第一金属层可以布置在载体和所述多个叠层布置的层状结构之间。
另外，所述第一金属层可以含有银或由银形成。换句话说，在载体和所述多个叠层布置的层状结构之间可以布置银层。
在吸收体层状结构(多个叠层布置的层状结构)和载体之间的金属层(例如银层)可以用作为所谓的红外镜面。例如，吸收体层状结构可以对于红外光(在红外区域中的热辐射)是透明的，使得金属层可以降低载体对热辐射的反射。为此，所述金属层必须具有足够高的导电性。
根据不同的实施方式，辐射吸收体可以具有第二金属层，其中所述第二金属层可以布置在载体和第一金属层之间。
根据不同的实施方式，辐射吸收体可以具有第二金属层，其中所述第二金属层可以布置在载体和所述多个叠层布置的层状结构之间。
另外，所述第二金属层可以含有钼或由钼形成。换句话说，在载体和第一金属层之间或在载体和所述多个叠层布置的层状结构之间可以布置钼层。
根据不同的实施方式，所述第二金属层尤其可以用作为增附剂。
此外，辐射吸收体可以具有介电层，其中所述介电层可以布置在所述多个叠层布置的层状结构上。例如所述介电层可以直接布置在所述多个叠层布置的层状结构上。
根据不同的实施方式，所述介电层可以含有氧化硅或由氧化硅组成。根据 不同的实施方式，所述介电层可以含有氮化硅或由氮化硅组成。
根据不同的实施方式，具有CERMET层或类似于CERMET的层的辐射吸收体可以在所述CERMET层或类似于CERMET的层上具有介电层状结构。在此，所述介电层状结构可以具有氮化硅层和/或氧化硅层。
根据不同的实施方式，所述介电层或所述介电层状结构在所述多个叠层布置的层状结构上用作为所谓的抗反射层。因此，例如辐射吸收体的(辐射吸收)效率可以获得提高。
根据不同的实施方式，辐射吸收体，如前面所描述的，可以具有多个叠层布置的层，其中如果需要，在不同层之间可以分别插入另外的增附剂层，例如NiCr层作为增附剂层。
此外，金属层例如银层和/或钼层，可以用作为扩散阻隔层，例如用于降低或抑制载体和所述多个叠层布置的层状结构之间的扩散。
根据不同的实施方式，太阳能吸收装置可以具有下列结构：载体，其中所述载体构建为以下方式，即热量可以从载体上转移到与载体热耦合的介质中；至少一个施加到载体上的层状结构，其中所述层状结构构建为，吸收入射的电磁辐射并将生成的热转移到载体上，其中所述层状结构含有金属氮化物和半金属氮化物或由金属氮化物和半金属氮化物组成。在此，所述金属氮化物可以为氮化钼或含有氮化钼。
根据不同的实施方式，与载体热耦合的介质可以用于导出层状结构所吸收的热量。换句话说，所述太阳能吸收装置可以构建为所述介质尽可能高效地被加热。
此外，所述半金属氮化物可以为氮化硅或含有氮化硅。
根据不同的实施方式，所述金属氮化物可以形成层状结构的第一层，所述半金属氮化物可以形成层状结构的第二层。在此，所述第一层和第二层可以之间相互接触，即例如具有共同的界面。
根据不同的实施方式，所述层状结构可以是CERMET层或类似于CERMET的层。在此，在其中包埋有陶瓷材料(例如氮化硅)的CERMET情况下可以出现金属氮化物以代替金属基质。此外，所述金属氮化物(例如MoN)可以包埋在陶瓷材料(例如氮化硅)中。
根据不同的实施方式，所述载体可以是管状的并且可以被容纳在管状载体 中的介质所通过。此外，所述管状载体也可以被气体流过。
根据不同的实施方式，在载体和层状结构之间可以布置另外的层状结构，例如金属层状结构，其中所述另外的层状结构可以构建为用于反射被在她所发射的热辐射(例如作为所谓的红外镜面)。在此，所述另外的层状结构(金属层状结构)例如可以具有至少一个银层。
在所述载体由金属组成或具有高导电性的情况下，所述另外的层状结构例如可以仅含有钼，例如起扩散阻隔层作用和/或作为增附剂层。此外，在此情况下，钼层也可以留在载体上或被含有另外的材料的层作为扩散阻隔层和/或作为增附剂层替代。
另外，所述辐射吸收体可以在层状结构上或之上具有表面层状结构，其中所述表面层状结构可以构建为对入射的可见光的反射比层状结构少。所述表面层状结构可以例如是粗糙层。所述表面层状结构例如可以是抗反射层或具有抗反射层。所述表面层状结构可以例如具有氮化硅层和/或所述表面层状结构可以例如具有氧化硅层。
根据不同的实施方式，制备辐射吸收体(太阳能吸收体)的方法可以包括以下步骤：将至少一个层状结构施加到载体上，其中所述至少一个层状结构构建为吸收入射的电磁辐射(太阳光)并将产生的热量转移到载体上，其中所述至少一个层状结构含有金属氮化物和半金属氮化物或由金属氮化物和半金属氮化物组成。
根据不同的实施方式，制备辐射吸收体(太阳能吸收体)的方法可以包括以下步骤：将第一层施加到载体上，其中所述第一层含有钼；在第一层上施加第二层，其中所述第二层含有氮化钼；在第二层上施加第三层，其中所述第三层含有氮化硅；在第三层上施加第四层，其中所述第四层含有氮化钼；在第四层上施加第五层，其中所述第五层含有氮化硅。
根据不同的实施方式，制备辐射吸收体(太阳能吸收体)的方法可以包括以下步骤：将第一层施加到载体上，其中所述第一层含有钼；在第一层上施加第二层，其中所述第二层含有氮化硅；在第二层上施加第三层，其中所述第三层含有氮化钼；在第三层上施加第四层，其中所述第四层含有氮化硅；在第四层上施加第五层，其中所述第五层含有氮化钼。
根据不同的实施方式，制备辐射吸收体(太阳能吸收体)的方法另外可以 包括：在第五层上施加第六层，其中所述第六层含有氧化硅。
根据不同的实施方式，制备辐射吸收体的方法另外可与包括：在施加第一层之前借助于等离子体预处理对载体进行预处理，例如辉光照射(Glimmen)和/或加热。
根据不同的实施方式，重复地先后实施施加第二层和第三层和/或施加第四层和第五层。
根据不同的实施方式，制备辐射吸收体(太阳能吸收体)的方法另外可以包括：在第一层和第二层之间施加第七层，其中所述第七层含有银。
根据不同的实施方式，制备辐射吸收体(太阳能吸收体)的方法另外可以包括：在第一层和第七层之间和/或在第七层和第二层之间施加第八层和/或第九层，其中所述第八层和/或第九层含有镍-铬。
根据不同的实施方式，制备辐射吸收体的方法另外可以包括：在载体和第一层之间施加第十层，其中所述第十层含有镍-铬、钛、二氧化钛和/或氮化钛。
根据不同的实施方式，用于吸收电磁辐射(太阳光)的辐射吸收体(太阳能吸收体)可以包括以下：载体；含有多个第一层和多个第二层的层状结构，其中所述多个第一层和多个第二层交替叠层布置，其中所述多个第一层含有金属氮化物和所述多个第二层含有半金属氮化物。
根据不同的实施方式，用于制备辐射吸收体(太阳能吸收体)的方法包括以下：在载体上施加层状结构，其中所述层状结构具有多个第一层和多个第二层，其中所述多个第一层和多个第二层交替叠层布置，其中所述多个第一层含有金属氮化物和所述多个第二层含有半金属氮化物。
根据不同的实施方式，用于制备辐射吸收体(太阳能吸收体)的方法可以包括以下:将第一含氮化钼的层施加到载体上；在第一含氮化钼的层上施加第一含氮化硅的层；在第一含氮化硅的层上施加第二含氮化钼的层；在第二含氮化钼的层上施加第二含氮化硅的层。
根据不同的实施方式，制备辐射吸收体(太阳能吸收体)的方法可以包括以下步骤：在载体上施加第一氮化钼层；在第一氮化钼层上施加第一氮化硅层；在第一氮化硅层上施加第二氮化钼层；在第二氮化钼层上施加第二氮化硅层。
根据不同的实施方式，制备辐射吸收体(太阳能吸收体)的方法可以包括以下步骤：在载体上施加第一含氮化硅的层；在第一含氮化硅的层上施加第一 含氮化钼的层；在第一含氮化钼的层上施加第二含氮化硅的层；在第二含氮化硅的层上施加第二含氮化钼的层。
根据不同的实施方式，制备辐射吸收体(太阳能吸收体)的方法包括以下步骤：将第一氮化硅层施加到载体上；在第一氮化硅层上施加第一氮化钼层；在第一氮化钼层上施加第二氮化硅层；在第二氮化硅层上施加第二氮化钼层。
根据不同的实施方式，制备辐射吸收体(太阳能吸收体)的方法包括以下步骤：在载体上施加完全混合的层(CERMET)，其中所述完全混合的层含有氮化钼和氮化硅或由它们组成。在此，所述完全混合的层(CERMET)由许多个交替的单层组成或制备，或例如借助于同时沉积(施加或溅射)来自多个材料源的混合层(例如来自在含氮环境中的含硅的靶标和含钼的靶标)。
本发明的实施例在下面的附图中显示并在下面进行更详细的解释。
附图说明
附图中
图1表示根据不同实施方式的辐射吸收体的示意横截面图或侧视图；
图2表示根据不同实施方式的辐射吸收体的示意横截面图或侧视图；
图3A和3B分别表示根据不同实施方式的辐射吸收体的示意横截面图或侧视图；
图4A、4B和4C分别表示根据不同实施方式的辐射吸收体的示意横截面图或侧视图；
图5表示根据不同实施方式的太阳能吸收装置的示意横截面图或侧视图；
图6表示根据不同实施方式的用于制备辐射吸收体的方法的示意流程图；
图7A至7D分别表示根据不同实施方式的辐射吸收体的反射光谱；和
图8A和8B分别表示根据不同实施方式的辐射吸收体的反射光谱。
具体实施方式
在下面的详细说明中参考附图，这些附图构成本说明书的一部分并且在其中显示了可以执行本发明的具体实施方式用于进行说明。在此方面，对所描述的附图进行定向时使用了方向性术语例如“上”、“下”、“前”、“后”、“前面的”和“后面的”等。由于各实施方式的组件可以以多个不同的定向定位，方向性术语是用于说明性的并且不以任何方式构成限制。显然的是，可以利用其它实施方式并进行结构上或逻辑上的改变，而不会偏离本发明的保护范围。显然的 是，本文中描述的不同示例性的实施方式的特征可以相互组合，除非有特别其它说明。因此下面的详细说明不应该以限制性意义理解，本发明的保护范围是通过所附的权利要求书进行限定的。
在本说明书范围内，使用概念“连接”、“连结”和“耦合”以描述直接和间接的连接、直接和间接的连结以及直接和间接的耦合。在附图中，如果有利的话，相同或相似的元件带有相同的附图标记。
下面描述了不同的层和层状结构，其中本文中描述的层也称为薄层或薄膜，可以由固体材料组成，具有微米范围或纳米范围的厚度。层的厚度在这里例如可以垂直于层下面的底层(例如载体)进行测量。明显地，层例如是以二维(沿着面)在大区域上延伸，与该层垂直于该面的厚度相比较。所述层在这里可以在几个平方厘米、平方分米或平方米的面上延伸并具有小于例如20μm的厚度。薄的层例如可以具有物理性质，例如机械性能(例如强度)、光学性质(例如折射率、吸收行为、发射行为)或电子性质(例如导电性、电子等离子频率或类似性质)，这些性质可能与相同材料的大型物体有偏差。这样的原因例如可能在于：表面可能具有与有体积的固体不同的物理性质，其中对于薄的层来说表面性质份量可能占据主要，因为对于薄的层来说，与大型固体相比，表面与体积之比朝着表面方向偏移。因此，例如借助于层或层状结构可以实现从传统材料作为固体的行为无法预见到的性质。
例如本文中所描述的层状结构可以具有多个层，这些层例如可以相互直接接触地叠层布置。此外，所述层状结构可以分别具有另外的层，例如一个或多个匹配层、一个或多个作为扩散阻隔的层或者一个或多个增附剂层。
具有多个层的层状结构或层堆叠体的构造可能是非常复杂的，其中例如可能或必须注意下面的至少一个方面：邻接层相互之间的粘附(例如受到邻接层的晶格结构或结构性质的影响)、不同材料层的不同热膨胀和因此可能出现的机械应力，它会导致所述层状结构受损(例如加热时可能剥落或撕裂)、层本身的化学稳定性和邻接层的化学稳定性(例如扩散过程和/或出现的化学反应例如氧化反应)、机械稳定性(例如甚至结合粘附性)、层生长(例如特定层可能无法施加到每个载体上或下面的每个层上)、层状结构或层堆叠体的电子性质，它是由所用材料的复杂界面和/或表面性质引起的，材料的微观结构或层的微观结构(例如晶体结构、纹理、孔隙度或密度、表面形态或粗糙度)、光学性质(例如 甚至结合电子性质和/或微观结构)。换句话说，提供具有所希望的物理性质的层堆叠体或层状结构可能任意复杂的，无法或很难预计到。
层(薄层)、层状结构或层堆叠体例如可以借助于物理或化学气相沉积法进行制备或蒸镀，例如借助于溅射(例如借助于磁控管溅射)。制备薄层、层状结构或层堆叠体的方法通常称为涂覆方法。此外，多个层(薄层)、层状结构或层堆叠体在载体上的总体可以称为涂层。
本文中描述的吸收系数α是基于ISO 9050标准。根据不同的实施方式，所述辐射吸收体可以这样构建，即用于吸收尽可能高含量的入射太阳光，所述辐射吸收体也可以具有涂层，其对于太阳光谱的吸收系数α例如大于大约95％。
本文中描述的反射系数ε分别基于在表明的温度时的波长光谱。由物体发射的波长光谱与温度有关并因此所述发射系数ε也与温度有关。根据不同的实施方式，所述辐射吸收体可以这样构建，即用于发射尽可能低含量的热辐射，所述辐射吸收体也可以具有涂层，其对于分别发射的辐射光谱的发射系数ε(例如在550℃)例如小于15％。此外，所述辐射吸收体可以这样构建，使得其在一定的操作温度下，例如在大约400-大约600℃的操作温度下，具有尽可能低的发射系数ε。清楚地，所述辐射吸收体可以是高温辐射吸收体，其在大约400-大约600℃范围的温度下具有高效率(例如吸收的太阳辐射与发射的热辐射之比)。
根据不同的实施方式，所述辐射吸收体可以是太阳能吸收装置的组成部分，或所述太阳能吸收装置和所述辐射吸收体可以类似或相同地构建。
在图1中示出了用于吸收电磁辐射的辐射吸收体100或太阳能吸收装置100的横截面示意图，其中根据不同的实施方式，所述辐射吸收体可至少包括如下：在载体102上的多个叠层布置的层状结构104,106，其中所述多个叠层布置的层状结构104,106的每个层状结构具有第一层104a，106a和第二层104b，106b，其中所述多个叠层布置的层状结构104,106的第一层104a，106a含有金属氮化物或由金属氮化物组成，和其中所述多个叠层布置的层状结构104,106的第二层104b，106b含有半金属氮化物或由半金属氮化物组成。
根据不同的实施方式，由所述多个叠层布置的层状结构104,106组成的涂层可以具有高的吸收系数α和低的发射系数ε，如前面所述。
所述辐射吸收体100(太阳能吸收装置100)例如可以具有载体102，其中所述载体可以这样构建，使得热量可以从载体转移到与载体热耦合的介质中(例 如液体或气体可以与载体102直接接触并因此载体102可以将热量转移给液体或气体)。为此，在载体102上施加至少一个层状结构104，其中所述至少一个层状结构104可以这样构建，即吸收入射的电磁辐射109并将产生的热113转移给载体102。所述层状结构104在此可以含有金属氮化物和半金属氮化物或由金属氮化物和半金属氮化物组成。
根据不同的实施方式，在载体102上或之上布置一个层状结构104，或在载体102上或之上可以布置两个层状结构104，106(如所示的)，或在载体102上或之上可以布置两个以上(例如三个、四个、五个、六个、七个、八个、九个、十个或多于十个)层状结构。根据第一层或第二层的厚度，两个层状结构104,106可能是最佳的，或者在比较薄的层情况下多于两个层状结构。
载体102可以是任意的载体，它例如在相应的操作温度下是化学和机械稳定的，例如载体可以含有玻璃或由玻璃组成，或含有金属或由金属组成，例如钢或不锈钢(例如SST 1.4301或SST 1.4571)。
此外，载体102的表面可以是经过预处理的，使得另外的层更好地粘附在载体102上。载体102或其表面例如可以是经过了辉光照射预处理的(气体放电)，使得随后在载体102上施加(例如蒸镀)的层更好地粘附。在此，在氩/氧气氛(Ar/O2的50/50混合物，基于物质量或体积计)中短暂辉光照射时间(例如辉光照射时间为大约15秒-大约45秒，例如大约30秒的辉光照射时间)情况下可以实现最好的粘附性。或者，可以在氩气和高压空气(CDA)的混合物中进行辉光照射。清楚地，高于45秒的实质上更长的辉光照射时间可能有害于随后施加的层的粘附性，甚至在没有辉光照射情况下例如可能无法实现本文所述涂层在载体102上足够的粘附性。此外，由于辉光照射过程过长引起的粘附强度可能降低可以借助于一个或多个附加溅射上的粘附层而补偿。另外，在辉光照射期间附加地也可以对载体102进行加热。根据不同的实施方式，可以进行功率在大约1kW-大约15kW范围的辉光照射，例如功率为5kW，或功率密度在大约0.03W/cm2-大约2.8W/cm2范围，例如在1W/cm2-大约2W/cm2范围，例如在大约1.3W/cm2-大约1.5W/cm2范围。另外，可以在大约10μbar-大约30μbar范围的压力下进行辉光照射。借助于辉光照射进行预处理的必要性例如可以取决于载体102所用的载体材料，其中例如对于SST载体来说借助于辉光照射进行预处理可能是必需的。
此外，金属氮化物层或半金属氮化物层可以含有低含量的氧和/或其它杂质。此外，半金属氧化物层(例如氧化硅(SiO2))可以含有低含量的氮和/或其它杂质。
第一层状结构104的第一层104a例如可以具有在大约1nm-大约20nm范围的层厚度，例如大约5nm-大约10nm范围，例如大约6nm-大约8nm范围。此外，第一层状结构104的第一层104a可以是氮化钼层或含有氮化钼。
第一层状结构104的第二层104b例如可以具有在大约10nm-大约100nm范围的层厚度，例如大约30nm-大约70nm范围，例如大约45nm-大约55nm范围。此外，第一层状结构104的第二层104b可以是氮化硅层或含有氮化硅。
第二层状结构106的第一层106a例如可以具有在大约1nm-大约20nm范围的层厚度，例如大约5nm-大约10nm范围，例如大约7nm-大约9nm范围。此外，第二层状结构106的第一层106a可以是氮化钼层或含有氮化钼。
第二层状结构106的第二层106b例如可以具有在大约10nm-大约100nm范围的层厚度，例如大约30nm-大约70nm范围，例如大约40nm-大约50nm范围。此外，第二层状结构106的第二层106b可以是氮化硅层或含有氮化硅。
层状结构104,106例如可以类似进行构造，其第一层和第二层的层厚度稍微偏差(例如偏差小于20％或偏差小于10％)。
根据不同的实施方式，第二层104b，106b的层厚度可以分别大于第一层104a,106a的层厚度，例如大于两倍以上，大于三倍以上，大于四倍以上，或大于五倍以上。
层状结构104,106的各层可以这样构建，即对入射光的吸收因为干涉效应而增强，例如由于分别的层厚度和/或光学性质。
此外，在载体上可以多次叠层地布置具有第一层104a和第二层104b的层状结构104，如上所述。另外，第一层状结构104可以是与第二层状结构106直接接触的。进一步地，第一层104a，106a可以是分别与第二层104b，106b直接接触的。
所述多个叠层布置的层状结构104,106在下面也可以称为吸收体层状体系。
如图2中所示意的，在载体102和吸收体层状体系104,106之间或在载体102和所述第一层状结构104的第一层104a之间可以布置至少一个另外的层108a或另外的层状结构108。此外，在吸收体层状体系104,106上或之上，或在 所述第二层状结构106的第二层106b上或之上可以布置至少一个另外的层110a或另外的层状结构110，如前面所述。
由于光学性质，可以在吸收体层状体系104,106上或之上，或在所述第二层状结构106的第二层106b上或之上布置的所述至少一个另外的层110a或另外的层状结构110可以是介电层110a或介电层状结构110。换句话说，在吸收体层状体系104,106上面的区域不含金属层和/或导电金属层，因为这会反射例如入射太阳光的红外部分和因此阻碍入射的太阳光在吸收体层状体系104,106中的高效吸收。
此外，可以在吸收体层状体系104,106上或之上，或在所述第二层状结构106的第二层106b上或之上布置的所述至少一个另外的层110a或另外的层状结构110可以是抗反射层，使得更多的入射太阳光可以吸收到吸收体层状体系104,106中。
介电层110a或介电层状结构110例如可以含有氧化硅。此外，介电层110a或介电层状结构110例如可以含有氧氮化硅。根据不同的实施方式，介电层110a或介电层状结构110例如可以具有在大约50nm-大约150nm范围的层厚度，例如大约80nm-大约120nm范围，例如大约90nm-大约100nm范围。
此外，介电层110a或介电层状结构110可以与第二层状结构106直接接触或与第二层状结构106的最上层(第二层106b)直接接触。
根据不同的实施方式，例如可以在载体102和吸收体层状体系104,106之间或在载体102和所述第一层状结构104的第一层104a之间布置的所述至少一个另外的层108a可以具有金属层或是金属层。此外，例如可以在载体102和吸收体层状体系104,106之间或在载体102和所述第一层状结构104的第一层104a之间布置的所述另外的层状结构108可以具有一个金属层或多个金属层，或由其组成。
在载体102和吸收体层状体系104,106之间的金属层状结构108例如可以是或具有至少下列之一：增附层、用于平衡热引发的机械应力的补偿层、扩散阻隔层和/或用于热辐射的反射层。
根据不同的实施方式，在载体102和吸收体层状体系104,106之间的金属层状结构108可以具有另外的吸收层。
如图2所示，在载体102和吸收体层状体系104,106之间的所述另外的吸收 层108a可以是钼层或含有钼。
根据不同的实施方式，钼层可以具有在大约20nm-大约100nm范围的层厚度，例如大约60nm-大约80nm范围，或大于100nm的层厚。在此，钼层可以起到扩散阻隔层和/或补偿层的作用，例如阻挡或至少降低载体102和吸收体层状体系104,106之间的材料交换和/或平衡载体102和其上放置的层状体系(例如吸收体层状体系104,106)之间的不同热膨胀系数。
此外，钼层可以是导电性的并起红外反射体的作用，使得例如从载体102反射出较少的热辐射。
如图2中所示，辐射吸收体100可以在载体102上具有涂层，其中所述涂层如上所述具有钼层108a、其上的第一氮化钼层104a、其上的第一氮化硅层104b、其上的第二氮化钼层106b、其上的第二氮化硅层106b和其上的氧化硅层110a(确切地说二氧化硅层)。这种辐射吸收体100可以具有大于大约95％的吸收系数α和在100℃时小于大约6.4％的发射系数ε。此外，所述辐射吸收体100可以具有高的热稳定性和/或机械稳定性，例如由于所述的层构造和材料。另外，所述辐射吸收体100可以在涂覆装置(例如溅射涂覆装置)中制备，其中例如不同的先后布置的涂覆源数目受到限制。
在下面的图3A和3B中描述了对辐射吸收体100的不同改型和/或构型，其中针对图1和2所述的特征和作用方式类似地包括在内。此外，下面所述的特征和作用方式类似地可转移到在图1和2中所述的辐射吸收体100上或可以与在图1和2中所述的辐射吸收体100合并。
如图3A中所示意的，在载体102和吸收体层状体系104,106之间的金属层状结构108例如可以具有多个金属层108a，108b。在此，例如与载体102直接接触的第一金属层108a可以是钼层108a，如前面所描述的(例如作为增附层、扩散阻隔层、用于平衡热引发的机械应力的补偿层、和/或有时作红外反射体)。此外，例如可以布置在第一金属层108a和吸收体层状体系104,106之间的第二金属层108b可以是银层108b或含有银。根据不同的实施方式，银层108b可以具有在大约10nm-大约50nm范围的层厚度，例如大约10nm-大约30nm范围，或大于100nm的层厚。
替选地，第二金属层108b可以含有其它材料，或其它层状结构，它例如可以起红外反射体作用。
如图3B中所示意显示的，银层108b可以布置在两个附加的粘附层308a，308b之间。这例如可能是必需的，因为银在其它情况下只能很差地或不足够稳定地施加到下面的钼层108a上。附加的粘附层308a，308b例如可以是镍/铬层或含有镍/铬(NiCr)。根据不同的实施方式，附加的粘附层308a，308b分别可以具有在大约1nm-大约10nm范围的层厚度，例如大约1nm-大约3nm范围。
在第二镍铬层308b变厚情况下的发射率ε升高与在银层108b和其上的氮化钼层104a之间较差粘附的共同作用下，大约2nm的层厚对于第二镍铬层308b可能是最佳的。
此外，附加的粘附层308a，308b例如可以含有氮化钼、氮化钛和/或镍/钒或由它们组成。
根据不同的实施方式，当载体102由金属组成或作为表面区域含有具有高导电性的金属时，在载体102和吸收体层状体系104,106之间的金属层不是必需的。
根据不同的实施方式，其它材料可以用作为增附层、扩散阻隔层、用于平衡热诱导的机械应力的补偿层和/或红外反射体，或本文所述的涂层可以进行改性。
如图3B中所示，辐射吸收体100可以在载体102上具有涂层，其中所述涂层如前面所述具有钼层108a、其上的第一镍/铬层308a、其上的银层108b、其上的第二镍/铬层308b、其上的第一氮化钼层104a、其上的第一氮化硅层104b、其上的第二氮化钼层106b、其上的第二氮化硅层106b和其上的氧化硅层110a(确切地说二氧化硅层)。这种辐射吸收体100可以具有大于大约95％的吸收系数α和在100℃时小于大约4％的发射系数ε。此外，所述辐射吸收体100可以具有高的热稳定性和/或机械稳定性，例如由于层构造和材料。另外，所述辐射吸收体100可以在涂覆装置(例如溅射涂覆装置)中制备，其中例如不同的先后布置的涂覆源数目受到限制。
在下面的图4A、4B和4C中描述了对辐射吸收体100的不同改型和/或构型，其中针对图1、2、3A和3B所述的特征和作用方式类似地包括在内。此外，下面所述的特征和作用方式类似地可转移到在图1、2、3A和3B中所述的辐射吸收体100上或可以与在图1、2、3A和3B中所述的辐射吸收体100合并。
图4A类似于图2示意显示了辐射吸收体100，其中所述辐射吸收体100具 有多个叠层布置的层状结构404而代替所述两个叠层布置的层状结构104,106。换句话说，所述吸收体层状体系404可以具有多个叠层布置的第一层104a和第二层104b，例如多于10个第一层104a和多于10个第二层104b，例如多于20个第一层104a和多于20个第二层104b，例如多于30个第一层104a和多于30个第二层104b，例如多于40个第一层104a和多于40个第二层104b。在此，所述第一和第二层可以具有很低的层厚，使得吸收体层状体系404的总厚度为大约30nm-100nm，例如大约50nm-70nm，或使得吸收体层状体系404的总厚度为大约62nm或大于62nm。
如前面所述，第一层分别可以是氮化钼层和第二层分别可以是氮化硅层。吸收体层状体系404可以是CERMET层，或类似于CERMET的层。
所述CERMET-吸收体层404例如可以是MoN Si3N4CERMET，其中通过将例如总共40个MoN-层和40个Si3N4-层相互交替地溅射，而溅射MoN Si3N4CERMET。在此，例如对于MoN层来说，单个层的层厚为大约0.6nm，对于Si3N4-层来说，单个层的层厚为大约0.95nm。
由于有大量单个层(例如80个)和其厚度低，吸收体层状体系404例如可以具有两种材料的(例如均匀)混合物。在此，存在MoN和Si3N4的单个结晶。
MoN在CERMET-吸收体层404中的质量份额例如可以为大约15％-大约25％，例如大约20％。清楚地看，CERMET-吸收体层404可以是低金属的。
图4B类似于图4A示意地显示了辐射吸收体100，其中如前所述，所述辐射吸收体100附加地含有银层108b形式的红外反射体308a，108b，308b，所述银层可以布置于两个NiCr粘附层308a，308b之间。
在图4C中示出了辐射吸收体100的示意图，其中辐射吸收体100在载体102上具有涂层，其中所述涂层如前面所述具有钼层108a、其上的第一镍/铬层308a、其上的银层108b、其上的第二镍/铬层308b、其上的吸收体层状结构404和其上的氧化硅层110a(确切地说二氧化硅层)。
此外，涂层可以在钼层108a和载体102之间具有附加的粘附层408a，其中在钼层108a和载体102之间的所述附加粘附层408a例如可以含有镍/铬、钛、氧化钛或氮化钛。此外，在钼层108a和载体102之间的所述附加的粘附层408a可以是镍/铬层，其层厚为大约1nm-大约5nm，例如大约2nm-大约4nm。替选地，在钼层108a和载体102之间的所述附加的粘附层408a可以是氮化钛层，其 层厚为大约20nm-大约40nm，例如大约25nm-大约35nm。
此外，涂层在吸收体层状体系404和载体102之间或在吸收体层状体系404和第二镍/铬层308b之间可以具有附加的吸收体层408b，其中在吸收体层状体系404和第二镍/铬层308b之间的所述附加的吸收体层408b例如可以具有氮化钼层。此外，在吸收体层状体系404和第二镍/铬层308b之间的所述附加的吸收体层408b例如可以是氮化钼层。此外，在吸收体层状结构404和第二镍/铬层308b之间的附加的吸收体层408b例如可以具有在大约1nm-大约20nm范围的层厚度，例如大约1nm-大约10nm范围，例如大约4nm-大约6nm范围。
此外，涂层在吸收体层状体系404和氧化硅层110a之间可以具有附加的介电层410a，其中在吸收体层状体系404和氧化硅层110a之间的所述附加的介电层410a例如可以含有氮化硅。此外，在吸收体层状体系404和氧化硅层110a之间的所述附加的介电层410a可以是氮化硅层。此外，在吸收体层状结构404和氧化硅层110a之间的介电层410a可以具有在大约20nm-大约60nm范围的层厚度，例如大约30nm-大约50nm范围，例如大约35nm-大约45nm范围。
根据不同的实施方式，所述附加的介电层410a可以是透明层。此外，所述附加的介电层410a可以是扩散阻隔层，例如以便降低或阻止氧从氧化硅层110a扩散到吸收体层状体系404中。此外，所述附加的介电层410a可以是高折射层，例如具有的折射指数大于氧化硅层110a的折射指数(或大于所述附加的介电层410a上的防反光层110a的折射指数)。
根据不同的实施方式，所述金属层状结构108在吸收体层状体系404之间可以具有前面所述的金属层408a，108a，308a，108b，308b，408b。
根据不同的实施方式，所述介电层状结构110在吸收体层状体系404上可以具有前面所述的介电层110a，410a。
所述金属层状结构108和介电层状结构110根据需要可以进行匹配，例如以便改善涂层(108,404,110)的机械和/或化学稳定性或改善涂层的光学性质。
例如针对图4C所述的辐射吸收体100例如可以具有以下层顺序：在载体102上的钼层108a，其上的第一镍/铬层308a，其上的银层108b，其上的第二镍/铬层308b，其上的氮化钼层408b，其上的吸收体层状体系404，其氮化硅质量份额大约80％和氮化钼质量份额大约20％，其上的氮化硅层410a，和其上的氧化硅层110a(确切地说二氧化硅层)，并且相应地具有吸收系数α为大约95％，在 100℃时的发射系数ε100℃为大约3.4和在550℃时的发射系数ε550℃为大约12。此外，例如如图4C中所示的那样，辐射吸收体100对于长期热负载是稳定的，其中清楚地，例如在空气中超过600℃热处理12小时时光学性质不受损害。
下面，描述一种太阳能吸收装置，其中前面针对辐射吸收体100所述的基本特征和作用方式类似地包括在内。此外，下面所述的特征和作用方式也类似地转用到前面所述的辐射吸收体100上。
图5示意显示了太阳能吸收装置，其中它包括：载体102，其中所述载体102构建为以下方式，即热量513可以从载体102上转移到与载体热耦合的介质(该介质例如被导入到载体的内部102i)中；至少一个施加到载体102上的层状结构104,106,404，其中所述层状结构104,106,404构建为，吸收入射的电磁辐射109并将生成的热515转移到载体102上，其中所述层状结构104,106,404含有金属氮化物和半金属氮化物或由金属氮化物和半金属氮化物组成，如前面所述。
如图5中所示，载体102可以是一个中空体，例如管，其中在载体102中构建介质用于运出热量513,515，和其中热量513,515可借助于吸收体层状体系104,106,404从太阳辐射产生。根据不同的实施方式，所述辐射吸收体100或太阳能吸收装置可以是太阳能热电厂或太阳能热暖气站的一部分。
根据不同的实施方式，所述介质可以是水或含有水，或具有高热容量的其它液体。此外，所述介质可以流经载体102。此外所述介质可以含有具有高热容量的气体，其中所述气体例如可以流经载体102。
载体102例如可以具有每一种任意的形状，例如如前面所述，平面形状、六面体形状或类似形状，例如载体102可以是板状(例如具有片)。
载体102的直径例如可以为大约几厘米至大约几分米。通常，载体102可以具有空间延伸，它可以借助涂敷装置进行加工，例如借助于溅射涂覆装置。
在图5中示例显示的太阳能吸收装置可以具有金属层状结构108和介电层状结构110，如前面针对辐射吸收体100所述的。
太阳能吸收装置例如可以在真空中操作，其中太阳能吸收装置可以用透光性的壳体结构(例如玻璃管)包封，其中壳体结构可以这样构建，使得太阳能吸收装置包封在真空中，或至少涂层104,106,404,108,110布置在真空中。
在图1-5中显示的辐射吸收体100或太阳能吸收装置例如可以具有层序列， 如所显示的那样，其中在所示的层之间分别可以不用布置另外的层，即分别相互邻接的层可以相互直接接触。替选地，在所示的层之间可以布置一个或多个层(未显示)，即分别相互邻接的层可以通过一个或多个中间层居中而相互不直接接触。
在图6中，显示了用于制备辐射吸收体100的方法600的示意流程图，其中方法600可以具有以下步骤：在610中，在载体102上施加第一层108a，其中第一层108a含有钼；在620中，在第一层108a上施加第二层104a，其中第二层104a含有氮化钼；在630中，在第二层104a上施加第三层104b，其中第三层104b含有氮化硅；在640中，在第三层104b上施加第四层106a，其中第四层106a含有氮化钼；和在650中，在第四层106a上施加第五层106b，其中第五层106b含有氮化硅。
根据不同的实施方式，在载体上施加第一层108a是任选的。因此，方法600替选地可以具有以下步骤：在载体102上施加第一氮化钼层104a；在第一氮化钼层104a上施加第二氮化硅层104b；在第一氮化硅层104b上施加第二氮化钼层106a；和在第二氮化钼层106a上施加第二氮化硅层106b。
根据不同的实施方式，制备辐射吸收体的方法600，如前所述，可包括：在第五层106b上施加第六层110a，其中所述第六层110a含有氧化硅确切地说二氧化硅。
根据不同的实施方式，如前所述，氧化硅可以是硅的任意氧化物。此外，氧化硅中也可以含有少量氮，从而氧化硅也可以是氮氧化硅，其中氧的物质量份额大于氮。此外，如前所述，氮化硅可以是硅的任意氮化物。此外，氮化硅中也可以含有少量氧，从而氮化硅也可以是氮氧化硅，其中氮的物质量份额大于氧。此外，如前所述，氮化钼可以是钼的任意氮化物。此外，氮化钼中也可以含有少量氧，从而氮化钼也可以是氮氧化钼，其中氮的物质量份额大于氧。
此外，本文所述的层可以是经掺杂的或合金化的，或含有少量的杂质(例如少于5重量％)。
此外，用于制备辐射吸收体的方法600，如前面所述，可以包括对载体102进行预处理，其中可以在施加第一层108a之前预处理载体102，例如借助于辉光照射。
此外，如前面所述，重复地先后实施施加第二层104a和第三层104b和/或 施加第四层106a和第五层106b。因此，例如可以实施氮化钼和氮化硅的部分完全混合，使得生成均匀的、例如类似于CERMET的层。
用于制备辐射吸收体100的方法600，如前面所述，可以包括在第一层108a和第二层104a之间施加第七层108b，其中第七层108b可以含有银或可以是银层108b。显然的是，可以在施加第一层108a之后和在施加第二层104a之前施加第七层108b。
用于制备辐射吸收体100的方法600，如前面所述，可以包括施加第八层308a和/或第九层308b，其中第八层308a可以布置在第一层和第七层之间，和第九层308b可以布置在第七层108b和第二层104a之间。在此，第八层308a和/或第九层308b可以含有镍-铬或分别是镍-铬层。此外，第八层308a和/或第九层308b可以含有氮化钛或分别是氮化钛层。此外，第八层308a和/或第九层308b可以含有氮化钼或分别是氮化钼层。在此，第八层308a和/或第九层308b可以含有镍-钒或分别是镍-钒层。
用于制备辐射吸收体100的方法600，如前面所述，可以包括施加第十层408a，其中第十层408a可以布置在载体102和第一层108a之间，和其中第十层可以含有镍-铬、镍-钒、钛、氧化钛和/或氮化钛。
用于制备辐射吸收体100的方法600，如前面所述，可以包括施加第十一层410a，其中第十一层410a可以布置在第五层106b和第六层110a之间，其中第十一层410a可以含有氮化硅。
所描述的用于制备辐射吸收体100的方法600在此是基于前面的附图，参看例如图2、图3B和图4C。
根据不同的实施方式，用于吸收电磁辐射的辐射吸收体100包括以下：载体102；含有多个第一层104a，106a和多个第二层104b，106b的层状结构104,106,404，其中所述多个第一层104a，106a和多个第二层104b,106b可以交替地叠层布置，其中所述多个第一层104a,106a含有金属氮化物和所述多个第二层104b,106b含有半金属氮化物。
用于制备辐射吸收体100的方法例如可以包括以下：在载体102上施加层状结构104,404，其中层状结构104,404含有多个第一层104a，106a和多个第二层104b，106b，其中所述多个第一层104a，106a和多个第二层104b,104b可以交替地叠层布置，其中所述多个第一层104a,106a含有金属氮化物和所述多个第 二层104b,106b含有半金属氮化物。
图7A-7D根据不同的实施方式，分别显示了辐射吸收体100的反射率702(以％计)，依赖于波长704(以纳米计)。在此，曲线700是用于辐射吸收体100的测量曲线，如例如在图4C中所示意和相应描述的，和包括分别根据理论计算的曲线700a，700b，700c，700d。
图7A中的理论曲线700a相应于用于含有40％的氮化硅质量份额(Si3N4)的吸收体层状体系404的反射率702的曲线。这相当于吸收系数α为大约83.8％。换句话说，含有40％的氮化硅质量份额(Si3N4)的吸收体层状体系404根据理论可能不适合实现高效的辐射吸收体100。
图7B中的理论曲线700b相应于用于含有60％的氮化硅质量份额(Si3N4)的吸收体层状体系404的反射率702的曲线。这相当于吸收系数α为大约91.6％。换句话说，含有60％的氮化硅质量份额(Si3N4)的吸收体层状体系404根据理论可能不适合实现高效的辐射吸收体100。
图7C中的理论曲线700c相应于用于含有80％的氮化硅质量份额(Si3N4)的吸收体层状体系404的反射率702的曲线。这相当于吸收系数α为大约95.1％。换句话说，含有80％的氮化硅质量份额(Si3N4)的这种吸收体层状体系404可能适合实现高效的辐射吸收体100，也如前面所述。测量曲线700与理论观察非常一致。
图7D中的理论曲线700d相应于用于含有90％的氮化硅质量份额(Si3N4)的吸收体层状体系404的反射率702的曲线。这相当于吸收系数α为大约84.7％。换句话说，含有90％的氮化硅质量份额(Si3N4)的这种吸收体层状体系404根据理论可能不适合实现高效的辐射吸收体100。
不同实施方式的一个方面清楚地是基于这样的认识，即吸收体层状体系404可以具有一定化学组成的氮化钼(MoN)和氮化硅(Si3N4)，例如约80％，约75％-85％，基于质量计，以便实现最佳的吸收系数α。同样情况适用于发射系数ε，其与吸收体层状体系404的化学组成共同作用进行校准。
图8A和图8B显示了根据不同的实施方式(例如针对图4C所述)的用于辐射吸收体100的反射率测量800(在图8A中波长的对数图，在图8B中波长的线性图)，其中依赖于入射光波长804(以微米计)描绘辐射吸收体的反射率802(以％计)。图8A和图8B显示了借助于光谱仪(lambda950)绘制的测量曲 线800a，借助于红外光谱仪绘制的测量曲线800b，和用于理想黑色辐射体的理论曲线800c。
例如从图8A和图8B可以获知，辐射吸收体100在550℃的温度范围具有低发射率ε，因为黑色辐射体光谱中的反射率相对较高。此外，辐射吸收体100在太阳光谱(例如直到大约2微米的波长)范围内具有高吸收性(低反射率)。
在图7A-7D中和在图8A和8B中测量的辐射吸收体例如可以在借助于辉光照射预处理的载体102上具有涂层108,404,110，对此参看图4C，其中涂层包括：在载体102上的大约70nm厚的钼层108a，其上的大约2nm厚的第一镍/铬层308a，其上的大约20nm厚的银层108b，其上的大约2nm厚的第二镍/铬层308b，其上的大约5nm厚的氮化钼层408b，其上的大约62nm厚的吸收体层状体系404(含有大约80％的氮化硅质量份额和大约20％的氮化钼质量份额)，其上的大约41nm厚的氮化硅层410a，和其上的大约60nm厚的氧化硅层110a(确切地说二氧化硅层)。此外，涂层108,404，110在钼层108a和载体102之间可以具有任选的大约3nm厚的镍/铬层408a或者替选地大约30nm厚的氮化钛层408a。
在钼层108a和载体102之间任选的层408a可以是增附层408a(粘附层)，使得例如在进行辉光照射预处理时能够平衡过程波动。用于增附层408a的替选材料例如可以是Ti,TiN,NiCr和/或TiO2或TiOx。
在载体102上或任选地在增附层408a上的钼层108a例如可以是扩散阻隔层和用于平衡与在载体102上的涂层108,404,110相比载体102的不同热膨胀系数的补偿层。
在钼层108a上的第一镍/铬层308a可以是增附层308a，使得例如其上的银层108b足够好地粘附在钼层108b上。镍/铬增附层308a应该厚于大约1.3nm，因为在其它情况下增附效果会消失或降低。此外，用于增附层308a的替选材料也可以是MoN,TiN和/或NiV。
银层108b例如可以用作红外反射体。用于红外反射体层108b的替选材料例如可以是具有很低层阻的材料，例如Al、Cu、Ag，以及这些材料多种的组合/合金，作为离散的层或作为混合体。银层108b例如对于空气中的热负荷具有高稳定性。真空下，铜层108b作为反射体层例如也可以具有高稳定性。银层108b例如可以是厚于15nm。铜层108b例如可以是厚于20nm。
在银层108b上的第二镍/铬层308b可以是增附层308b，使得例如其上的氮 化钼层408b足够好地粘附在银层108b上。第二镍/铬增附层308b应该厚于大约1.3nm，因为在其它情况下增附效果会消失或强烈降低。此外，第二镍/铬增附层308b应该厚于大约3nm，因为否则的话，辐射吸收体100的发射率ε会升高。清楚地，然后红外反射体108b的作用会消失。用于增附层308a的替选材料例如也可以是MoN,TiN和/或NiV。
在第二镍/铬层308b上的氮化钼层408b可以起到附加的吸收体层408b的作用。这种附加的氮化钼吸收体层可以是富含金属的(MoN)。氮化钼层408b例如可以借助于金属钼靶标在含N2气氛中进行溅射。
吸收体层状体系404可以具有MoN和Si3N4，其中MoN和Si3N4可以借助于溅射进行沉积，例如作为总共40个薄的MoN-层和Si3N4层，它们可以交替地进行溅射。吸收体层状体系404可以是两种材料的均匀混合体。MoN例如可以借助于金属钼靶标在含N2的气氛中溅射，和Si3N4例如可以借助于硅靶标在含N2的气氛中溅射。
清楚地看到，可以有效地进行吸收体层状体系404的这种制备，因为两种份额(MoN和Si3N4)可以在含N2的气氛中溅射。因此，在这两个交替实施的涂覆方法中不需要气体分离。吸收体层状体系404可以是相对金属贫化的，例如Si3N4-含量为大约80％。吸收体层状体系404例如可以含有的Si3N4比含有的MoN多(例如基于物质量份额和/或质量份额)。
吸收体层状体系404上的氮化硅层410a可以是颜色匹配层(透明)和/或扩散阻隔层。氮化硅层410a的光学折射指数可以大于其上的氧化硅层110a的折射指数。用于这种介电层的替选材料例如可以是Nb2O5。替选地，也可以不用氮化硅层410a，其中在相应匹配其上的氧化硅层110a时只会引起吸收的很小降低(例如α会从95％下降到约94％)。
氮化硅层410a例如可以借助于硅靶标在含N2的气氛中进行溅射。
氧化硅层110a例如可以是载体102的涂层108,404,110的最上层，和例如起到防反光层和/或颜色匹配层(透明)的作用。取决于其下的层构造，氧化硅层110a例如可以是大约60nm厚。例如Al2O3可以用作为最上层110a的替选材料。
氧化硅层110a例如可以借助于硅靶标在含O2的气氛中进行溅射。任选地，氧化硅层110a可以借助于电子辐射例如在有或没有离子支撑的情况下进行蒸镀(借助于电子辐射蒸发器)。根据不同的实施方式，氧化硅层110a无法借助于等 离子支撑的化学气相沉积法(PECVD)产生，其中因此与PECVD法相比，例如较少量的碳含量引入到吸收体层状体系中，使得能够实现辐射吸收体的高温度负载性。
如本文中所述，一种高温稳定(例如直到550℃，或高于550℃)的辐射吸收体100提供给用于具有α>94％和ε550°<15％的太阳能热应用中，例如在管基体102上。
载体102的涂层中的本文描述的层可借助于溅射(磁控管溅射)制备或沉积或蒸镀。在此，借助于相应的工艺气体产生材料的氮化物和/或氧化物。
MoN-沉积工艺和Si3N4-沉积工艺例如可以同时在相同的气体室中操作。例如，载体102可以旋转和从第一方向起，将载体102用MoN涂覆，从第二方向起将载体102用Si3N4涂覆。
本文所述的辐射吸收体100例如具有高的氧化稳定性。辐射吸收体100可以适用于直到590℃的温度范围和因此可以用在使用液体盐作为热载体的CSP(集成太阳能发电厂)发电厂中。
吸收体层状体系404可以不含铝或氧化铝(例如不含Al2O3)。
与基于Mo-Al2O3或基于金属和金属氧化物的其它组合的辐射吸收体时相比，制备辐射吸收体100时的生产率可以显著更高，或在生产辐射吸收体100时的气体分离成本可以明显更低(因为例如吸收体层状体系404可以在气体室中同时溅射)。
此外，本文描述的金属氮化物-半金属氮化物-吸收体层状体系404可以是更稳定的，因为例如由于共同的氮化物基础对于扩散过程来说不太受侵蚀。

Claims (20)

1.一种用于吸收电磁辐射的辐射吸收体(100)，其中所述辐射吸收体包括：
在载体(102)上的多个叠层布置的层状结构(104，106，404)，其中所述多个叠层布置的层状结构(104，106，404)的每一个层状结构具有第一层和第二层(104b，106b)，
其中所述多个叠层布置的层状结构(104，106，404)的第一层(104a，106a)含有金属氮化物或由金属氮化物组成，
其中所述多个叠层布置的层状结构(104，106，404)的第二层(104b，106b)含有半金属氮化物或由半金属氮化物组成，和
其中所述第二层(104b，106b)的层厚分别大于第一层(104a，106a)的层厚度。
2.根据权利要求1的辐射吸收体，其中所述金属氮化物是氮化钼。
3.根据权利要求1的辐射吸收体，其中所述半金属氮化物是氮化硅。
4.根据权利要求1的辐射吸收体，其中所述多个叠层布置的层状结构的第一层(104a,106a)和第二层(104b,106b)分别是相互直接接触。
5.根据权利要求1的辐射吸收体，其中所述多个叠层布置的层状结构形成CERMET-层(404)。
6.根据权利要求1的辐射吸收体，还包括：布置在载体(102)和所述多个叠层布置的层状结构(104,106,404)之间的第一个金属层。
7.根据权利要求6的辐射吸收体，其中所述第一金属层含有银或由银形成。
8.根据权利要求6的辐射吸收体，还包括：布置在载体(102)和第一金属层之间的第二金属层。
9.根据权利要求8的辐射吸收体，其中所述第二金属层含有钼或由钼形成。
10.根据权利要求1的辐射吸收体，还包括：布置在所述多个叠层布置的层状结构之上的介电层。
11.根据权利要求10的辐射吸收体，其中所述介电层含有氧化硅或由氧化硅形成。
12.太阳能吸收装置，具有：
载体(102)，其中所述载体这样构造，即热量可从载体(102)转移到与载体(102)热耦合的介质中；
至少一个施加到载体(102)上的层状结构(104,106,404)，其中所述层状结构(104,106,404)构建为，吸收入射的电磁辐射并将生成的热转移给载体(102)，
其中所述层状结构(104,106,404)含有氮化钼和氮化硅或由氮化钼和氮化硅组成，其中氮化硅在层状结构(104,106,404)中的质量份额和/或物质量份额大于氮化钼。
13.根据权利要求12的太阳能吸收装置，其中氮化钼在层状结构(104,106,404)中的质量份额例如为大约15％-大约25％。
14.根据权利要求12的太阳能吸收装置，其中层状结构(104,106,404)的总厚度为30nm-100nm。
15.根据权利要求12的太阳能吸收装置，其中氮化钼形成层状结构(104,106)的至少第一层，氮化硅形成层状结构(104,106)的第二层，和其中第一层和第二层相互直接接触。
16.根据权利要求12的太阳能吸收装置，其中所述层状结构(404)形成CERMET-层(404)。
17.根据权利要求12的太阳能吸收装置，其中载体(102)为管状并被容纳在管状载体(102)中的介质所流过。
18.根据权利要求12的太阳能吸收装置，还包括：在载体(102)和层状结构(104,106,404)之间的另外的层状结构(108)，其中所述另外的层状结构(108)构建为反射被载体(102)发射的热辐射。
19.根据权利要求12的太阳能吸收装置，还包括：在层状结构(104,106,404)上的表面层状结构(110)，其中所述表面层状结构(110)构建为对入射的可见光的反射少于层状结构(104,106,404)。
20.制备太阳能吸收体的方法，该方法包括：在载体(102)上施加至少一个层状结构(104,106,404)，其中所述层状结构(104,106,404)构建为，吸收入射的电磁辐射并将生成的热转移给载体(102)，
其中所述层状结构(104,106,404)含有氮化钼和氮化硅或由氮化钼和氮化硅组成，其中氮化硅在层状结构(104,106,404)中的质量份额和/或物质量份额大于氮化钼。
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