DE19620645A1 - Verfahren zur Herstellung selektiver Absorber - Google Patents
Verfahren zur Herstellung selektiver AbsorberInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung selektiver Absorber. Der
selektive Absorber enthält ein mittels Sol-Gel-Prozeß hergestelltes inhomogenes
Material (Cermet) aus einer nicht-leitfähigen bzw. dielektrischen Matrix mit
leitfähigen in die Matrix eingelagerten Partikeln.
Cermets bestehen aus einer nicht-leitfähigen oder dielektrischen Matrix, in die
leitfähige oder metallische Partikel mit Durchmessern von typischerweise 5-30 nm
eingelagert sind. Cermets werden seit längerem als selektive Absorber für
solarthermische Anwendungen verwendet (G.A. Niklasson und C.G. Granqvist,
J. Appl. Phys. 55, S. 3382 (1984)). Die Cermets stellen ein inhomogenes
Material dar, das im kurzwelligen, solaren Spektralbereich (ca. 350-1500 nm)
einen hohen Absorptionsgrad aufweist, während im langwelligeren infraroten
Spektralbereich der Absorptionsgrad gering ist. Bekannt ist die industrielle
Herstellung dieser Cermets für solarthermische Anwendungen mit galvanischen
Verfahren (z. B. Nickel-pigmentiertes Al₂O₃) oder durch PVD-Verfahren. Beispiele
hierfür sind Molybdän in SiO₂ oder Al₂O₃ (M. Gorlin et al., in Modeling of Optical
Thin Films II, M.R. Jacobsen (Hrsg.), Proc. SPIE 1324, S. 214 (1990)) sowie
Stahl in amorphem Kohlenstoff α-C:H (B. Window und G.L. Harding, Solar
Energy 32, S. 609 (1984)).
Nachteilig bei den galvanischen Verfahren ist, daß für die Umwelt problemati
sche Abfälle der verwendeten Galvanikbäder anfallen. Das PVD-Verfahren ist
wegen der benötigten Vakuumanlagen technisch aufwendig und daher teuer.
Während mit den galvanischen Verfahren leicht verschiedenste Substratgeome
trien beschichtet werden können, ist dies mit PVD-Verfahren nur mit großem
Aufwand möglich. Außerdem gelingt es mittels PVD-Verfahren auf unebenen
Substraten eher schlecht, die für optische Schichten notwendige geringe Schicht
dickentoleranz zu erreichen. Auch lassen sich mit den genannten Verfahren
Größe und Form der leitfähigen Partikel sowie deren Volumenanteil in der Matrix
nur schwer und nur begrenzt kontrollieren. Diese Faktoren haben aber einen
wesentlichen Einfluß auf die optischen Eigenschaften eines Cermets. Ebenfalls
ist es nicht möglich, chemisch kompliziert zusammengesetzte leitfähige Partikel
in die Matrix einzubetten. Die Wahl der leitfähigen Partikel ist bei den oben
genannten Verfahren stark eingeschränkt, z. B. auf Partikel aus elementar reinen
Metallen (z. B. Gold, Kupfer, Nickel, Chrom, Molybdän, Eisen) oder Stahlpartikel.
Ein weiteres Problem stellt die Oxidations- und Diffusionsstabilität der oft bei
hohen Temperaturen und auch an Luft eingesetzten selektiven Absorber dar. Die
selektiven Absorber degenerieren leicht durch Oxidation der Metallpartikel
innerhalb der Matrix.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, ein Verfahren zur
Herstellung eines selektiven Absorbers bereitzustellen, das leicht und umweltsi
cher durchzuführen ist und die oben aufgezählten Nachteile vermeidet.
Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 1. Vor
teilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Von den Erfindern wurde gefunden, daß es vorteilhaft ist, zur Herstellung von
selektiven Absorbern, die auf Cermets basieren, für die Bereitstellung der Cer
mets das Sol-Gel-Verfahren anzuwenden.
Das Sol-Gel-Verfahren ist ein seit den 40er Jahren bekanntes Verfahren, ins
besondere zur Herstellung von dielektrischen Keramiken und Beschichtungen mit
elektrochromen Eigenschaften (z. B. Pach et al, J. of European Ceramic Society,
12 (1993), S. 249-255; Avellanieda C. et al, SPIE Vol. 2255, S. 38-51 (1994);
Roy, R., Science Vol. 238, S. 1664-1669 (1987)). Die für einen Sol-Gel-Prozeß
üblichen Schritte sind das Anfertigen einer Ausgangslösung, Aufbringen der
Lösung auf ein Substrat, Gelieren dieser Lösung bzw. Aufbringen des Gels auf
ein Substrat und Übergang des Gels in einen Festkörper, z. B. durch einen Trock
nungs- oder Sinterprozeß. Beispielsweise ist es mittels eines solchen Verfahrens
möglich einen Feuchtigkeitssensor herzustellen. Dazu werden Rußpartikel in
einer Lösung, die durch Hydrolysieren von Siliciumalkoxid in einer bestimmten
Menge Wasser erhalten wurde, dispergiert, wobei man das entstehende Sol
(Ausgangslösung) auf einem isolierenden Substrat ausgelieren läßt und das sich
ergebende Gel trocknet und sintert (Patent Abstracts of Japan C-646, Vol. 13,
No. 466 (October 20, 1989)).
Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es möglich, einen selektiven Ab
sorber bereitzustellen, der auf einem inhomogenen Material (Cermet) basiert,
welches beliebig zusammengesetzte, aber definierte, leitfähige und dielektrische
Komponenten enthält. Die Größe, die Form und der Volumenanteil der leitfähigen
Partikel kann dabei in weiten Bereichen in definierter Weise variiert werden.
Auch die Beschichtung von nicht-planaren Substraten ist problemlos möglich.
Erfindungsgemäß wird eine nicht-leitfähige oder dielektrische Matrix, in die
leitfähige Partikel eingebettet sind, durch den Sol-Gel-Prozeß hergestellt. Zur Durch
führung des Sol-Gel-Prozesses wird beispielsweise Niobchlorid (NbCl₅) in Butanol
aufgelöst und mit Natriumbutoxid(Na(OBu)n) unter Rückfluß vermischt. Dadurch
kommt es zur Bildung von Nb(OBun)₅ und NaCl. Nach Abtrennen des NaCl wird
ein Vorläufer-Sol erhalten, das durch Mischen mit Eisessig in ein Sol überführt
wird. Eine andere Möglichkeit ein Sol (Ausgangslösung) herzustellen ist z. B. eine
ca. 20% ige Wasser-Aluminiumhydroxid (Böhmit)-Mischung herzustellen und
diese Mischung mit HNO₃ (pH = ca. 2) bei 55°C zu mischen. α-Al₂O₃-Impf
kristalle werden in HNO₃ eingemischt und zu dem Böhmit-Hydrogel zugegeben.
Die zwei Lösungen werden gründlich gemischt.
Verschiedenste Dielektrika können derart bzw. auf den Fachmann bekannte
Weise in eine Ausgangslösung überführt werden, u. a. Al₂O₃, TiO₂, ZrO₂, Y₂O₃,
SiO₂, Ta₂O₅, WO₃, V₂O₅, Nb₂O₅ oder CeO₂, und zwar in reiner Form oder als Mi
schung. In die im Sol-Gel-Prozeß verwendete Ausgangslösung werden erfin
dungsgemäß leitfähige Komponenten (Partikel) eingebracht, wobei eine Disper
sion entsteht. Es ist allerdings auch möglich, die leitfähigen Partikel in das noch
nicht allzu viskose entstehende Gel einzubringen. Unter leitfähigen Komponenten
werden erfindungsgemäß Materialien verstanden, die bei Raumtemperatur
(20°C) einen spezifischen elektrischen Gleichstromwiderstand von unter
10 0000 µΩcm aufweisen. Beispielsweise seien Materialien wie quasikristalline
Legierungen (D. Shechtmann et al., Phys. Rev. Lett. 58 (1984), 1951; "Quasi
cristals", C. Janot, Oxford University Press, Oxford, (1992)) genannt, die einen
spezifischen Widerstand von ca. 5000 µΩcm aufweisen oder geeignet dotierte
supraleitende Perowskite, die einen spezifischen Widerstand von ca. 10 000
µΩcm aufweisen. Auch manche Legierungen, wie Al₂Ru, weisen hohe spezifi
sche Widerstände von 50 000 µΩcm auf. Im Gegensatz dazu sind dielektrische
Materialien isolierend mit einem spezifischen Widerstand (in reinem Zustand)
über 10¹⁰ Ωm. Die optimalen Eigenschaften im infraroten bis sichtbaren Spek
tralbereich sind entsprechend unterschiedlich: Dielektrika weisen in weiten Teilen
des Wellenlängenbereichs einen kleinen Imaginärteil k des komplexen Brechungs
index = n + ik auf, typischerweise unter 0,01. Leitfähige Materialien weisen
für Wellenlängen oberhalb der Plasmawellenlänge ein hohes k < 0,1 auf. Die für
selektive Absorber geeigneten Materialien weisen ein solch hohes k auch im
solaren Spektralbereich auf.
Erfindungsgemäß weisen die leitfähigen Partikel vorzugsweise Abmessungen im
Bereich von (0,5 nm)³ [= 0,125 nm³] bis (1 µm)³ [= 1 µm³] auf, besonders
bevorzugt im Bereich von (2 nm)³ bis (100 nm)³ auf.
Als leitfähige Partikel können Partikel aus weitgehend reinen Elementen ver
wendet werden, wobei jedoch eine geringe Verunreinigung von bis zu 5 Atom
prozenten, z. B. mit Sauerstoff oder Kohlenstoff, vorliegen kann. Die leitfähigen
Partikel können aus Wolfram, Chrom, Platin, Gold, Silber, Nickel, Kobalt, Eisen,
Titan, Zirkonium, Molybdän, Hafnium, Aluminium, Palladium, Vanadium oder
Tantal bestehen. Ebenso können die Partikel aus einer Metallegierung oder einer
leitfähigen Oxidkeramik bestehen. Unter Metallegierungen sind Materialien zu
verstehen, die mit Ausnahme kleiner Verunreinigungen (unter 5 Atomprozent)
aus den oben genannten Metallen oder Halbleitern (C, Ge, Si) bestehen. Bei den
Metallegierungen ist die Klasse der quasikristallinen Materialien besonders
geeignet, da die quasikristallinen Materialien hohe chemische Stabilität und
ungewöhnliche optische Eigenschaften aufweisen. Besonders bevorzugt sind
quasikristalline Materialien, die die folgenden Summenformeln erfüllen:
AlaCubFecXd mit 8 b 30,8 c 20,d 12 und a+b+c+d = 100
AlaCubCocXd mit 8 b 25,10 c 20,d 12 und a+b+c+d = 100
AlaPdbMncXd mit 15 b 30,7 c 17,d 5 und a+b+c+d = 100
GaaMgbZncXd mit 30 b 35,50 c 55,d 5 und a+b+c+d = 100
AlaCubLicXd mit 10 b 15,25 c 35,d 5 und a+b+c+d = 100
AlaCubRucXd mit 8 b 25,10 c 20,d 12 und a+b+c+d = 100
In den obigen Formeln bedeutet X eine Verunreinigung, wie z. B. Na, O oder N
oder ein oder mehrere der oben aufgelisteten Metalle. Ganz bevorzugt sind
quasikristalline Materialien der folgenden Summenformeln: Al₆₅Cu₂₀Ru₁₅,
Al₆₂Cu₂₀Co₁₅Si₃, Al63,5Cu24,5Fe₁₂, Al₆₄Cu₂₄Fe₁₂, Al₆₄Cu₂₂Fe₁₄, Al₆₀Cu₁₀Li₃₀,
Al₆₅Cu₁₀Li₃₀, Al₆₅Cu₂₀Co₁₅, Ga₁₆Mg₃₂Zn₆₂ oder Al₇₀Mn₉Pd₂₁.
Eine andere Gruppe leitfähiger Materialien sind leitfähige Metalloxide, Metall
nitride oder Metallcarbide sowie deren Mischungen. Besonders bevorzugt sind
hierbei ZrN, TiN, HfN, CrN oder TixAl1-xN (mit 0,2 < x < 0,8), WC, ZrC, TiC
oder HfC oder ein Oxynitrid MeNxOy (mit Me = Titan, Zirkonium oder Hafnium
und 0,2 < x 1,5; 0,2 < y < 2,2; 0,4 < (x+y) < 2,2), sowie oxidische Metalle
wie RuOx und IrOx (A.K. Goel et al., Phys. Rev. B 24, S. 7342, (1981)) und die
bei entsprechender Dotierung leitfähigen Perowskite. Dazu zählen auch die
häufig supraleitenden Oxidkeramiken, bevorzugt mit den folgenden Zusammen
setzungen:
(Me)₂CuO₄ mit Me: Ca, Sr, Ba, Na, K, Lanthaniden
MeBa₂Cu₃O₇ mit Me: Y, Lanthanide
Bi₂Sr₂CanCun+1O2n+6 mit n = 0, 1, 2 Ta₂Ba₂CanCun+1O2n+6 mit n = 0, 1, 2.
(Me)₂CuO₄ mit Me: Ca, Sr, Ba, Na, K, Lanthaniden
MeBa₂Cu₃O₇ mit Me: Y, Lanthanide
Bi₂Sr₂CanCun+1O2n+6 mit n = 0, 1, 2 Ta₂Ba₂CanCun+1O2n+6 mit n = 0, 1, 2.
Die Perowskite sind im kurzwelligen Spektralbereich stark absorbierend und
erscheinen oft schwarz. Sie zeichnen sich durch hohe Oxidationsstabilität aus
und werden in einem Oxidationsprozeß an Luft bei Temperaturen um 800°C
gewonnen.
Mischungen der verschiedenen leitfähigen Partikel erweitern die Möglichkeiten,
die optischen Eigenschaften zu variieren.
Die leitfähigen Partikel können beispielsweise durch Zerstäuben oder Verdamp
fen in einer Inertgasatmosphäre (Helium, Neon, Argon, Krypton, Xenon) oder
einer reaktiven Atmosphäre aus Sauerstoff oder Stickstoff oder einer Mischung
der Gase bei einem Druck im Bereich von 1 Pa bis 10 000 Pa, bevorzugt 10 Pa
bis 1000 Pa, hergestellt werden. Hierbei entstehen kleine Partikel mit Durch
messern im Bereich von einigen Nanometern bis ca. 70 Nanometer. Größere
Partikel können z. B. durch Mahlen hergestellt werden, wobei die Partikel mit
Siebverfahren, Windsichten oder elektrostatische Abscheideverfahren in ge
eignete Größenklassen getrennt werden können. Diese Verfahren haben den
Vorteil, daß Partikel mit nahezu beliebiger Zusammensetzung erzeugt werden
können und die Größe definiert eingestellt werden kann. Leitfähige Materialien
mit Perowskitstruktur werden in einer Festkörperreaktion bei hohen Tempera
turen hergestellt. Der dabei entstehende Sinterkörper besteht aus einzelnen,
nanokristallinen Körnern, wobei durch Wahl der Prozeßparameter bei der Festkör
pereaktion die Form und Größe der entstehenden Partikel in weiten Bereichen
variiert werden kann. Die Partikel werden durch Mörsern getrennt.
Vorzugsweise werden die leitfähigen Partikel in einem Verfahrensschritt vor
Zugabe zu der Ausgangsflüssigkeit bzw. dem Gel mit einer dielektrischen (z. B.
oxidischen oder nitridischen) Schicht überzogen. Dies kann in einer reaktiven
Atmosphäre aus Sauerstoff und/oder inerten Atmosphäre aus Stickstoff oder
Edelgasen oder einer Mischung dieser Gase durch Oxidationsprozesse gesche
hen. Die Beschichtung kann jedoch auch in einem weiteren Sol-Gel-Prozeß
erfolgen. Diese Beschichtung hat mehrere Vorteile. Die Beschichtung kann eine
homogene Dispersion der Partikel, ohne Agglomeration der Partikel, in Lösungen
erleichtern. Weiterhin kann eine dichte, chemisch stabile Oxidhaut die chemische
Stabilität der leitfähigen Partikel erhöhen und Diffusion der leitfähigen Partikel in
die dielektrische Komponente verhindern. Besonders bevorzugt werden für den
Zweck der Oxidationsstabilisierung stabile Al₂O₃-Schichten. Auf diese Weise
können leitfähige Partikel gegen chemische Einflüsse und gegen Diffusion mit
dichten dielektrischen Schichten stabilisiert werden. Das ist insbesondere dann
vorteilhaft, wenn die im eigentlichen Sol-Gel-Prozeß hergestellte dielektrische
oder nicht-leitfähige Komponente selbst nicht dicht genug ist, um die eingebette
ten leitfähigen Partikel vor Sauerstoffzufuhr zu schützen, was eine Oxidation der
leitfähigen Partikel verursachen würde. Auch können die Eigenschaften der
inhomogenen Materialien (Cermets) in einem noch weiteren Bereich variiert wer
den, wenn die die leitfähigen Partikel umgebende Schicht aus einem anderen
Material als die dielektrische Komponente besteht. Mit Hilfe des dadurch einstell
baren zusätzlichen Brechungsindexsprunges können die Eigenschaften der
inhomogenen Materialien in vorteilhafter Weise weiter auf die Anwendung als
selektiver Absorber optimiert werden.
Der Volumenanteil der leitfähigen Partikel im inhomogenen Material kann mit
dem erfindungsgemäßen Verfahren in einem weiten Bereich von 0,1-60%,
bevorzugt 1-40%, eingestellt werden, wodurch die Eigenschaften des Cermets
entsprechend verändert werden. Im Sol-Gel-Prozeß hergestellte Materialien
haben üblicherweise Hohlräume im Bereich von 0-20%.
Die inhomogenen Materialien (Cermets) können mittels Streichen, Sprühen, Tau
chen oder Schleudern auf ein Reflektor-Substrat aufgebracht werden. Allerdings
kann es dafür notwendig sein, übliche Additive zu verwenden, um die Viskosität
und Oberflächenspannung der Lösung bzw. des Gels einzustellen. Damit ist die
Beschichtung komplexer Substratgeometrien möglich, insbesondere von Rohren,
die z. B. in der solarthermischen Stromerzeugung mit Parabolrinnenkraftwerken
als selektive Absorber verwendet werden. Für selektive Absorber wird minde
stens eine Schicht des mittels Sol-Gel-Prozeß hergestellten inhomogenen Materi
als auf ein Reflektor-Substrat aufgebracht, wobei das Substrat die Metalle
Kupfer, Aluminium, Molybdän, Silber, Gold oder deren Legierungen enthält oder
daraus besteht. Es ist also auch eine Aufbringung auf mit hochreflektierenden
Schichten beschichtete andersartige Substrate möglich. Die selektiven Eigen
schaften werden mit Schichtdicken des Cermets im Bereich von 1 nm bis 10 µm,
bevorzugt 10 nm bis 1 µm, erreicht. Es resultiert dabei ein selektiver Ab
sorber mit hoher Absorption αS im solaren Spektralbereich, während die Ab
sorption im langwelligeren infraroten Spektralbereich für Wellenlängen oberhalb
ca. 2 µm gering ist, d. h. die Reflexion hoch ist. Der hohe Reflexionsgrad im in
fraroten Spektralbereich dient der Unterdrückung der Abstrahlungsverluste durch
Wärmestrahlung, d. h. der selektiver Absorber weist einen kleinen Emissionsgrad
ε auf. Die selektiven Eigenschaften können weiter verbessert werden, wenn
mehrere Schichten mit unterschiedlichen Anteilen an leitfähigen Partikel ver
wendet werden. Erfindungsgemäß ist es möglich, entsprechende Schichtsyste
me durch mehrmaliges Aufbringen von Schichten mit unterschiedlichen Volu
menanteilen der leitfähigen Partikel herzustellen. Weiter können zusätzlich rein
dielektrische Schichten zur Verbesserung der Selektivität, d. h. zur Erhöhung des
solaren Absorptionsgrads verwendet werden.
Die Erfindung wird nun weiter mit Bezug auf die Figuren erläutert, welche
zeigen:
Fig. 1 Reflexionsgrad eines ersten Absorbers (Al₆₅Cu₂₀Ru₁₅-Partikel in
einer Al₂O₃-Matrix auf einem Kupfersubstrat mit einer Al₂O₃-Antire
flexionsschicht) als Funktion der Wellenlänge
Fig. 2 Reflexionsgrad eines zweiten Absorbers (TiN-Partikel in einer Al₂O₃-
Matrix auf einem Kupfersubstrat mit einer Al₂O₃-Antireflexions
schicht) als Funktion der Wellenlänge.
Die Erfindung wird nun weiter mit Bezug auf die folgenden Beispiele beschrie
ben:
Quasikristalline, leitfähige Partikel eines Materials der Zusammensetzung
Al₆₅Cu₂₀Ru₁₅ werden durch Ultramahlen erzeugt. Die entstehenden Partikel
werden bei 400°C unter Sauerstoff bei einem Druck von 100 Pa oxidiert und es
entsteht an der Oberfläche der Partikel eine ca. 8-10 nm dicke Oxidhaut (Al₂O₃),
wobei keine weitere Oxidation der Partikel bei einer weiteren Behandlung bei
500°C an Luft unter Normaldruck stattfindet. Die Partikel werden in einer für die
Erzeugung eines Sols von Al₂O₃ geeigneten Lösung (z. B. beschrieben in R. Roy,
Science 238, S. 1664 (1987)) dispergiert. Da die quasikristallinen Partikel an der
Oberfläche mit Al₂O₃ beschichtet sind, ist eine homogene Dispergierung der
Partikel in der Lösung unproblematisch. Die Flüssigkeit wird durch Sprühen auf
ein Kupfersubstrat aufgebracht und durch eine Temperbehandlung bei 600°C
entsteht eine Cermet-Schicht aus quasikristallinen Partikeln in einer Al₂O₃-Matrix.
Diese Schicht weist eine Dicke von 110 nm und einen Volumenanteil von
quasikristallinem Material von 30% auf. In einem weiteren Verfahrensschritt
wird eine reine Al₂O₃-Schicht mit einer Schichtdicke von 60 nm aufgetragen, die
als Antireflexionsschicht dient. Fig. 1 zeigt den Reflexionsgrad dieses Schicht
systems als Funktion der Wellenlänge.
Leitfähige TiN-Partikel werden durch Mahlen mit einem mittleren Korndurch
messer von 20 nm hergestellt. Die leitfähigen Partikel werden in einer für die
Erzeugung von Al₂O₃ geeigneten Lösung (z. B. beschrieben in R. Roy, Science
238, S. 1664 (1987)) dispergiert. Ein Kupfersubstrat wird durch Schleudern mit
der Flüssigkeit beschichtet, durch eine Temperbehandlung bei 600°C entsteht
eine Cermet-Schicht mit einem Volumenanteil der leitfähigen Partikel von 20%
sowie einer Schichtdicke von 130 nm. In einem weiteren Verfahrensschritt wird
eine reine Al₂O₃-Schicht mit einer Schichtdicke von 60 nm als Antireflexions
schicht aufgetragen. Fig. 2 zeigt den Reflexionsgrad dieses Schichtsystems als
Funktion der Wellenlänge.
Claims (18)
1. Verfahren zur Herstellung eines selektiven Absorbers aufweisend eine
oder mehrere dünne Schichten auf einem Reflektor-Substrat, wobei
mindestens eine der Schichten aus einem inhomogenen Material aus einer
nicht-leitfähigen oder dielektrischen Matrix enthaltend leitfähige Partikel
besteht,
dadurch gekennzeichnet, daß
- (a) in der Ausgangslösung des Sol-Gel-Prozesses leitfähige Partikel, deren spezifischer elektrischer Widerstand bei 20°C kleiner als 100 000 µΩcm ist, dispergiert werden, oder
- (b) dem während des Sol-Gel-Prozesses entstehendem Gel leitfähige Partikel, deren spezifischer elektrischer Widerstand bei 20°C klei ner als 100 000 µΩcm ist, zugemischt werden, und
- (c) die Schritt (a) entstehende Dispersion bzw. das in Schritt (b) ent stehende Gel auf ein Reflektor-Substrat aufgebracht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangs
lösung aus einem nicht-leitfähigen oder dielektrischen Material ausgewählt
ist aus der Gruppe Al₂O₃, TiO₂, ZrO₂, Y₂O₃, SiO₂, Ta₂O₅, WO₃, V₂O₅,
Nb₂O₅ oder CeO₂ oder einer Mischung davon, hergestellt ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als
leitfähige Partikel solche mit einem Imaginärteil k des komplexen Bre
chungsindexes der leitfähigen Partikel im solaren Wellenlängenbereich von
350 bis 1500 nm größer als 0,1 verwendet werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die leitfähigen Partikel regelmäßig oder unregelmäßig geformt sind
und Volumina im Bereich von (0,5 nm)³ bis (1 µm)³ aufweisen.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die leitfähigen Partikel zu mindestens 95
Atomprozenten aus nur einem metallischen Element ausgewählt aus der
Gruppe Wolfram, Chrom, Platin, Gold, Silber, Nickel, Kobalt, Eisen, Titan,
Zirkonium, Molybdän, Hafnium, Aluminium, Palladium, Vanadium und
Tantal bestehen.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß
die leitfähigen Partikel aus einer Metallegierung, einem leitfähigen Metall
oxid,
-nitrid oder -carbid oder Mischungen davon oder aus einer Oxidkeramik
bestehen.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallegie
rung Edelstahl, Messing oder Konstantan ist.
8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallegie
rung zumindest teilweise in einer quasikristallinen Phase vorliegt, wobei
der Volumenanteil der quasikristalline Phase in den leitfähigen Partikel
40% übersteigt.
9. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das leitfähige
Nitrid ZrN, TiN, HfN, CrN oder TixAl1-xN (mit 0,2 < x < 0,8) ist, das leitfähi
ge Carbid WC, ZrC, TiC oder HfC ist oder ein Oxynitrid MeNxOy (mit Me
= Titan, Zirkonium oder Hafnium und 0,2 < x 1,5; 0,2 < y < 2,2; 0,4
< (x+y) < 2,2).
10. Verfahren nach Anspruch 6, daß das leitfähige Oxid RuOx, IrOx, ein hoch
dotierter Halbleiter oder eine oxidische Keramik mit Perowskit-Struktur ist.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß ein Gemisch leitfähiger Partikel verschiedener Zusammen
setzung verwendet wird.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß die leitfähigen Partikel durch Verdampfen oder Zerstäuben
in einer Inertgasatmosphäre oder einer reaktiven Atmosphäre aus Sauer
stoff oder Stickstoff oder einer Mischung der Gase bei einem Druck im
Bereich von 1 Pa bis 10 000 Pa hergestellt werden.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß die leitfähigen Partikel vor der Dispersion in der Ausgangs
flüssigkeit oder dem Gel mit einer dielektrischen Schicht überzogen wor
den sind.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Aufbringen der Dispersion bzw. des Gels auf das Re
flektor-Substrat durch Streichen, Sprühen, Tauchen oder Schleudern
erfolgt.
15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß die mindestens eine Schicht des inhomogenen Materials auf
dem Reflektor-Substrat eine Dicke von 10 nm bis 10 µm hat.
16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Reflektor-Substrat, auf das die mindestens eine Schicht
aus inhomogenem Material als Absorberschicht aufgebracht wird, die
Metalle Kupfer, Aluminium, Molybdän, Silber, Gold oder deren Legierungen
enthält.
17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß neben der mindestens einen Schicht aus inhomogenem
Material auch weitere Absorber- und/oder Antireflexions-Schichten auf
dem Reflektor-Substrat aufgebracht sind.
18. Selektiver Absorber herstellbar nach dem Verfahren nach einem der An
sprüche 1-7.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19620645A DE19620645C2 (de) | 1995-05-22 | 1996-05-22 | Verfahren zur Herstellung selektiver Absorber |
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DE19518731 | 1995-05-22 | ||
DE19620645A DE19620645C2 (de) | 1995-05-22 | 1996-05-22 | Verfahren zur Herstellung selektiver Absorber |
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ID=7762553
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