FR2493970A1 - Collecteur d'energie solaire a pellicule mince - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN COLLECTEUR D'ENERGIE SOLAIRE AYANT DES CARACTERISTIQUES AMELIOREES DE FACTEUR D'ABSORPTION ET DE POUVOIR EMISSIF. CE COLLECTEUR COMPREND 1 UNE PELLICULE ABSORBANT L'ENERGIE SOLAIRE CONSTITUEE D'ARGENT, D'OXYDE DE CUIVRE ET D'OXYDE DE RHODIUM, 2 UN SUPPORT CONSTITUE DE QUARTZ, DE VERRE DE SILICE OU DE METAL ET 3 UNE COUCHE INTERMEDIAIRE D'OXYDE DE CERIUM. LA COUCHE INTERMEDIAIRE D'OXYDE DE CERIUM REDUIT AU MINIMUM L'AGGLOMERATION DES PARTICULES METALLIQUES, MAINTIENT UN FACTEUR D'EMISSION CALORIFIQUE RELATIVEMENT BAS ET AMELIORE LA STABILITE D'ENSEMBLE.

Description

Les dispositifs utilisant l'énergie solaire doivent

être efficaces et peu coûteux pour concurrencer effica-

cement les sources actuelles d'énergie.

La présente invention concerne un nouveau collecteur d'énergie solaire dans lequel l'absorption du rayonnement solaire est optimisée et les niveaux de pouvoir émissif sont notablement réduits. De plus, ce résultat est obtenu dans des conditions relativement économiques parce qu'on n'utilise pas de composés de l'or du type décrit par

Robert C. Langley dans le brevet des E.U.A. No 3 176 678.

Plus particulièrement, la présente invention concerne un collecteur d'énergie solaire constitué d'un support de quartz, de silice ou de métal, d'une pellicule absorbante contenant de l'argent, de l'oxyde de cuivre et de l'oxyde de rhodium et d'une couche intermédiaire ou barrière de

diffusion en oxyde de cérium.

Selon la présente invention, on mélange de l'argent, du cuivre et du rhodium dans des proportions spécifiques et on dépose le mélange sur un support de quartz, de verre

de silice ou de métal prétraité par l'oxyde de cérium.

Cette matière à couches multiples est ensuite cuite dans des conditions atmosphériques pour donner un collecteur solaire qui combine des efficacités optimales d'absorption avec un minimum de re-rayonnement même quand il est en

service à des températures de plus de 300'C.

Des tentatives antérieures d'utilisation de pellicules contenant de l'argent n'ont pas été entièrement couronnées de succès parce que les particules d'argent s'agglomèrent aux températures élevées et que cela a une influence défavorable sur la stabilité de la pellicule et son pouvoir émissif. Quand l'énergie de rayonnement du soleil frappe une surface, une partie de cette énergie est absorbée, une partie est réfléchie dans l'atmosphère et perdue et une

partie est transmise.

-2- Un but de la présente invention est de fournir un collecteur solaire capable d'absorber la quasi-totalité de l'énergie rayonnante qui atteint la surface de la terre, c'est-à-dire l'énergie dans la bande de longueurs d'onde de 0,3 à 2,0 microns. Cette énergie absorbée peut être transformée ensuite en chaleur ou en un courant électrique par des techniques de transformation thermo-électriques du moment que l'énergie ainsi absorbée n'est pas re-rayonnée dans l'atmosphère. En conséquence, il est souhaitable d'utiliser des collecteurs solaires qui combinent les avantages d'une forte absorption de l'énergie solaire et d'un faible pouvoir émissif, c'est-à-dire d'un faible re-rayonnement.

Il est connu que les corps noirs absorbent une quan-

tité importante de l'énergie présente dans le spectre solaire et cela semblerait indiquer que de tels absorbeurs devraient être utiles dans des dispositifs captant l'énergie; toutefois, les corps noirs re-rayonnent aussi la majeure partie de leur énergie absorbée dans l'atmosphère sous la forme de rayons infrarouges. En conséquence, ce sont

des collecteurs d'énergie inefficaces.

Au cours des dernières décennies, on a imaginé de nombreux types différents de revêtements absorbants ou de pellicules absorbantes en vue d'optimiser l'absorption de l'énergie solaire et d'abaisser les niveaux d'émission de l'énergie solaire. On a appelé ces revêtements "absorbeurs sélectifs". Ils absorbent l'énergie rayonnante dans le spectre solaire tandis qu'en même temps ils inhibent le

re-rayonnement dans l'atmosphère.

Les principaux facteurs ayant une influence sur l'absorption, le pouvoir émissif et la thermostabilité sont les propriétés physiques et chimiques de la pellicule absorbante, la nature du support et la nature de la barrière de diffusion ou couche intermédiaire qui se trouve entre la

pellicule et le support.

-3 - On mesure l'efficacité d'une pellicule absorbante par sa capacité d'absorber l'énergie rayonnante provenant du soleil, propriété qui est couramment appelée "facteur d'absorption solaire" (a). Un bon absorbeur solaire a un facteur d'absorption solaire d'au moins 0,9. Le paramètre le plus important ensuite, qui devient de plus en plus

important à de hautes températures de recueil, en parti-

culier dans des systèmes ayant des rapports de concen-

tration modérés, est le facteur d'émission calorifique hémisphérique ou pouvoir émissif (E). Le pouvoir émissif (<) doit être de 0,1 ou moins et on a obtenu de tels niveaux en utilisant certains métaux hautement polis tels que l'argent, l'or, le cuivre et l'aluminium. Toutefois, l'or est très coûteux et certains autres de ces métaux à des températures élevées laissent la pellicule absorbante dans un état métastable entraînant une détérioration rapide de

la pellicule.

De plus, bien que l'argent, l'or, le cuivre et l'alu-

minium présentent des pouvoirs émissifs très faibles, ils absorbent aussi très peu d'énergie solaire. L'aluminium présente aussi l'inconvénient d'un point de fusion peu élevé. Dans un effort en vue de tirer profit du faible pouvoir émissif de l'or, Robert C. Langley dans le brevet

des E.U.A. No 3 176 678 décrit la construction d'un col-

lecteur d'énergie solaire dans lequel une couche réceptrice homogène d'or et de verre est reliée à un support métallique par une couche mince d'un oxyde réfractaire tel que l'oxyde de cérium. Le collecteur résultant est un absorbeur très efficace des rayons solaires utilisable pour des opérations

à température élevée.

Malheureusement, toutefois, la couche réceptrice décrite par Langley (brevet des E.U.A. No 3 176 678) est constituée d'environ 80 - 92 % en poids d'or et cette forte concentration de métal précieux la rend d'un prix prohibitif

sur un plan industriel.

-4- Il y a eu des tentatives en vue de substituer des métaux moins coûteux à l'or dans la pellicule absorbante de Langley (brevet des E.U.A. N0 3 176 678). L'argent, le cuivre et l'aluminium, par exemple, ont de très faibles pouvoirs émissifs et sembleraient devoir être des substituts appropriés; toutefois, ces métaux absorbent très peu d'énergie solaire et les tentatives en vue de les

utiliser dans des collecteurs solaires ont été décevantes.

Egalement, des tentatives en vue de substituer des supports non métalliques aux métaux décrits par Langley

dans le brevet des E.U.A. No 3 176 678 n'ont pas été cou-

ronnées de succès. En fait, Langley évite l'utilisation de quartz ou de verre comme support dans des collecteurs

solaires en raison de leur fragilité et de leurs tempéra-

tures de ramollissement relativement peu élevées.

La présente invention concerne un collecteur d'énergie solaire dans lequel la pellicule absorbante ou le revêtement absorbant est notablement moins coûteux que les pellicules

absorbantes à base d'or connues.

De plus, d'un point de vue opératoire, le collecteur solaire selon l'invention présente un facteur d'absorption élevé, un faible pouvoir émissif et une résistance à la

dégradation à des températures comprises entre 300 et 600'C.

StructuraJ emenL, le présence inuention concerne un 2'3 collecteur d'énergie solaire comprenant Nl) une couche absorbant l'énergie solaire constituée d'argent, d'oxyde de cuivre et d'oxyde de rhodium; (2) un support de quartz, de verre ou métallique; et (3) une barrière de diffusion ou couche intermédiaire d'oxyde de cérium qui se trouve en

contact intime avec la couche absorbante et le support.

Des matières à diffusion comme l'oxyde de cérium et l'oxyde de silicium ont été utilisées antérieurement dans des collecteurs d'énergie solaire pour améliorer l'adhérence d'une pellicule absorbante à son support. Dans la présente invention, l'oxyde de cérium est utilisé aussi pour améliorer l'adhérence; toutefois, on a trouvé que, d'une -5- manière surprenante, l'oxyde de cérium réduit aussi au minimum la migration de l'argent sur la couche absorbante, empêchant ainsi la croissance des cristaux et fournissant un niveau de pouvoir émissif plus stable à des températures comprises entre 300 et 6000C. Les collecteurs solaires selon la présente invention ayant des supports constitués de quartz ou de verre de

silice font montre de particulièrement bonnes caractéris-

tiques de facteur d'absorption solaire (a<25), de facteur d'émissioncalorifique et de vieillissement pendant des laps de temps prolongés. Des collecteurs réalisés avec des supports métalliques à base de chrome et de fer présentent aussi de bonnes propriétés optiques et thermiques. Des collecteurs réalisés avec du Fecralloy (marque de fabrique d'Allegheny-Ludlum, Pittsburgh, Pennsylvanie), un alliage constitué principalement de chrome, de fer, d'aluminium et de quantités mineures d'yttrium, et du Kanthal A-1 (marque

de fabrique de Kanthal Corp., Suède), une composition métal-

lique constituée de chrome, d'aluminium, de fer et de columbium, présentent de particulièrement bonnes propriétés optiques et de stabilité dans des études conduites pendant des périodes de plus de 300 heures à des températures

allant jusqu'à 5000C.

Pendant une période relativement plus courte, l'Inconel 601 (marque de fabrique d'International Nickel Corp., New York), un mélange de chrome, d'aluminium, de fer et de nickel et aussi certains acides inoxydables peuvent être utilisés comme supports pour fournir des propriétés optiques et une stabilité comparables à celles présentées

initialement par le quartz.

Des pellicules absorbantes solaires connues constituées d'or et de verre dans un mélange homogène possèdent des propriétés optiques étonnamment bonnes; toutefois, le coût élevé de l'or a rendu nécessaire que l'on trouve d'autres systèmes. Les exigences concernant ces autres systèmes sont d'un ordre élevé. La pellicule absorbante doit présenter -6- une haute capacité d'absorption, c'est-à-dire un facteur d'absorption solaire d'environ 0,9, et doit posséder un faible pouvoir émissif, c'est-à-dire un facteur d 'émission calorifique de moins d'environ 0,1 pendant des périodes prolongées. De plus, ces pellicules doivent présenter une résistance notable à la dégradation dans l'atmosphère et

sous vide à des températures allant jusqu'à 6000C.

La pellicule absorbant l'énergie solaire selon la présente invention est constituée d'argent, d'oxyde de cuivre et d'oxyde de rhodium. Le constituant oxyde de cuivre fournit les propriétés d'absorption solaire. Dans des études effectuées avec des pellicules minces de Cu/CuO, on a obtenu des facteurs d'absorption solaire aussi élevés que de 0,80, c'està-dire des niveaux aussi élevés que ceux

obtenus avec les pellicules absorbantes connues à base d'or.

Le constituant argent métallique joue le rôle d'un réflecteur d'infrarouge et, en coembinaison avec l'oxyde de

cuivre, améliore les prdpriétés absorbantes de ce dernier.

Dans des études visant à montrer l'efficacité de cette coin-

binaison, on a fait varier les concentrations de ces cons-

tituants entre de larges limites et on a soumis la combi-

naison à un vieillissement thermique dans des conditions

atmosphériques. La vitesse d'abaissement du facteur d'ab-

sorption augmentait avec un accroissement de la proportion d'argent tandis que la tendance était inverse pour les

facteurs d'émission calorifique.

L'addition de petites quantités d'oxyde de rhodium à

la composition argent-oxyde de cuivre stabilise ses pro-

priétés optiques en réduisant au minimum l'agglomération du

constituant argent.

La stabilité du facteur d'absorption solaire varie en

raison inverse de la concentration du constituant réflé-

chissant l'infrarouge, c'est-à-dire du constituant argent.

En conséquence, un système contenant 60 % d'argent présente un facteur d'absorption solaire initial plus élevé et une plus grande stabilité que des systèmes contenant de plus -7-

fortes proportions d'argent. Le facteur d'émission calori-

fique, toutefois, présente une tendance inverse, c'est-à-

dire qu'un accroissement de la proportion d'argent augmente la stabilité du facteur d'émission. La figure 1 illustre cette relation entre le facteur d'absorption solaire et le

facteur d'émission calorifique sur un support de quartz.

Ces études ont été conduites dans l'air à 400'C pendant une période de 200 heures. Les proportions des constituants dans le système Ag/CuO/Rh203 sont exprimées en pourcentage

en poids.

La figure 1 montre que des pellicules ayant des teneurs en argent de l'ordre de 75 à 85 % en poids possèdent des facteurs d'émission initiaux peu élevés qui s'élèvent

faiblement en une période de 200 heures.

A des fins de comparaison, on a essayé aussi une pel-

licule absorbante composée de seulement 60 % d'argent et % d'oxyde de cuivre et exempte d'oxyde de rhodium. Les propriétés optiques de cette pellicule sont représentées

par les deux courbes formées de tirets sur la figure 1.

Cette étude montre que la présence d'oxyde de rhodium en petites quantités d'environ 0,5 % stabilise les propriétés

optiques des pellicules absorbantes Ag/CuO.

Bien que l'addition d'oxyde de rhodium améliore le facteur d'absorption solaire et la stabilité, l'examen au

microscope des pellicules Ag/CuO après 800 heures d'utili-

sation a montré une agglomération importante du constituant argent. Toutefois, l'application de la composition Ag/CuO/Rh203 sur une couche intermédiaire d'oxyde de cérium a empêché de manière surprenante l'agglomération de l'argent et la croissance des cristaux. On a trouvé que c'est là un moyen extrêmement efficace pour réduire les émissions calorifiques

dues à l'agglomération de l'argent.

De plus, des essais comparatifs ont montré que l'uti-

lisation d'oxyde de cérium à raison de quantités d'environ 0,1 à 2,0 Pm était très efficace pour lutter contre --8-- l'agglomération des particules d'argent sur les pellicules d'absorbeurs solaires, avec le résultat que ces pellicules présentaient un facteur d'absorption plus élevé, un plus faible pouvoir émissif et une résistance à la dégradation à des températures allant jusqu'à 6000C. Mesures optiques: Le facteur d'absorption solaire (a25) et le facteur d'émission calorifique z25(100) sont les principaux paramètres selon lesquels on classe les

pellicules des absorbants solaires.

]0 On a obtenu des résultats de facteur d'absorption (a25) en mesurant le facteur de réflexion de la pellicule

ou du revêtement de l'absorbeur-à 25 C dans un spectro-

photomètre du commerce. On a calculé le facteur d'absorption solaire d'après des résultats concernant le facteur de réflexion spectrale par l'intégration numérique de la relation suivante: 2,5 - 25 = (1-R25()) FAM2(À)dX clans laquelle X représente la longueur d'onde de la lumière incidente, R25 est le facteur de réflexion hémisphérique mesuré à 25 C et PFA2(X) est la fraction d'éclairement r-ergétique sol-ire à la masse d'an r 2 ans la région de

:>gueur d'onde d>.

La fraction F (%) tnécessaire pol-r fi-termner le facteur d'absorption (025) a été largement rapportée, comme par exemple par J. C. Richmond dans "The Proceedings of D..O.E./D.SoT. Thermal Power System Workshop on Selective Absorber Coatings", Solar Energy Research Institute, Golden,

Colorado (1977).

Les valeurs particulières utilisées dans l'intégration numérique sont indiquées dans le Tableau I: -9-

TABLEAU I

Résultats d'éclairement énergétique solaire à la masse d'air 2 (AM2) pour les calculs de facteur d'absorption solaire Longueur d'onde (dim) Fraction d'éclairement énergé- tique solaire AM2 se trouvant au-dessous de la longueur d'onde indiquée

0,35 0,000

0,40 0,020

0,45 0,072

0,50 0,150

0,55 0,229

0,60 0,310

0,65 0,389

0,70 0,469

0,75 0,532

0,80 0,592

0,85 0,643

0,90 0,692

0,95 0,713

1,00 0,755

1,10 0,829

1,20 0,860

1,30 0,906

1,40 0,917

1,50 0,924

1,60 0,935

1,70 0,950

1,80 0,970

1,90 0,980

2,00 0,989

2,50 1,000

On a évalué la précision et la reproductibilité de cette technique pour déterminer le facteur d'absorption (X25) en effectuant plusieurs mesures sur un échantillon de revêtement absorbeur solaire de chrome noir. On a déterminé un écart-type de 0,0025 unités de facteur d'absorption. On a mesuré le facteur d'émission hémisphérique, E25(100), pour les pellicules Ag/CuO/Rh203 selon la présente invention avec un émissomètre Gier Dunkle DB-100 ayant une précision de 0,02 unité de facteur d'émission et un différentiel de reproductibilité de 0,005. Chaque valeur rapportée a été corrigée pour être ramenée au rayonnement -10-

du corps noir/courbe à 1000C.

La détermination des facteurs d'absorption et des pouvoirs émissifs pour des collecteurs d'énergie solaire préparés selon la présente invention est illustrée dans l'exemple 3 ci-après. Méthode de préparation: On prépare le collecteur d'énergie solaire en appliquant une couche mince d'oxyde de cérium sur un support de quartz, de verre de silice ou

d'un métal approprié.

Avant l'application de l'oxyde de cérium, le support choisi, tel qu'une éprouvette de quartz, est d'abord nettoyé par immersion dans une solution de nettoyage telle que celle dite Chromerge(R) pendant plusieurs minutes à la température ambiante. Il est ensuite soigneusement rincé à

l'eau désionisée et séché avec un jet d'azote gazeux filtré.

L'éprouvette propre est placée ensuite sur le mandrin à vide d'un appareil de revêtement rotatif et une solution au résinate d'oxyde de cérium est placée sur le centre de la lamelle. On fait tourner l'appareil pendant quelques secondes à une vitesse comprise entre 600 et 2000 tpm. On utilise cette vitesse relativement petite pour obtenir une épaisseur suffisante de matière. Dans ces conditions, des couches uniques de revêtement ayant des épaisseurs de un à plusieurs dixièmes de micron peuvent être obtenues après

décomposition thermique.

La pellicule absorbante d'argent-oxyde de cuivXre-

oxyde de rhodium est appliquée par rotation sur le support d'une manière sensiblement identique à celle décrite pour la couche intermédiaire d'oxyde de cérium. On prépare une solution au résinate de Ag/CuO/Rh203 et on fait tourner de nouveau le support avec sa couche de Ceo2 sur l'appareil de

revêtement rotatif pendant plusieurs secondes à 600-1000 tpm.

On fait tomber un excès de solution au résinate sur le centre de la lamelle de manière à obtenir une couche unique de la pellicule d'absorbeur solaire d'une épaisseur de 0,05

à 10 micromètres (pm).

-11- Après cette application de la pellicule absorbante sur la couche d'oxyde de cérium, le support traité est cuit

dans l'air à des températures comprises entre 575 et 6000C.

Après la cuisson, la pellicule absorbante contient seu-

lement des constituants argent métallique, oxyde de cuivre

et oxyde de rhodium.

La pellicule absorbante qui est appliquée sur la couche intermédiaire d'oxyde de cérium est constituée de diverses quantités des constituants métalliques. On a trouvé, par exemple, que le constituant argent peut être présent à raison d'environ 50 à 90 % en poids, tandis que l'oxyde de cuivre peut être présent à raison d'environ 9

à 49,9 % en poids.

L'oxyde de rhodium qui est utilisé pour stabiliser les propriétés optiques de la pellicule est présent en quantités plus petites comprises entre 0,1 et environ

1,0 % en poids.

Selon un mode de réalisation préféré de la présente invention, on fait varier les proportions des constituants respectifs dans l'intervalle suivant exprimé en pourcentage en poids: Ag: 55-65 %; CuO: 34,3-44,7 %; Rh203: 0,3

à 0,7 %.

Les exemples non limitatifs suivants montreront bien

comment la présente invention peut être mise en oeuvre.

Exemple 1: Collecteur solaire à pellicule mince Etape A Quartz-oxyde de cérium: Une éprouvette de quartz propre est placée sur un appareil de revêtement rotatif et un résinate contenant du cérium est déposé en excès à son centre. On fait tourner l'appareil pendant dix secondes à 1 000 tpm pour produire une couche unique de résinate de cérium. L'éprouvette ainsi traitée est calcinée par chauffage

dans l'air à une température de l'ordre de 6500C pour trans-

former le résinate de cérium en oxyde de cérium. On obtient ainsi une éprouvette de quartz portant une couche unique

d'oxyde de cérium d'une épaisseur de 0,1 - 2,0 pm.

-12- Etape B: Pellicule absorbante: Une solution de résinates d'argent, de cuivre et de rhodium est préparée et déposée en une seule couche sur le support de quartz revêtu d'oxyde de cérium de l'étape A. Le mode opératoire utilisé pour déposer cette solution de résinate sur la couche intermédiaire d'oxyde de cérium portée par le quartz est identique à la technique de revêtement par rotation décrite dans l'étape A. En suivant ce mode opératoire, on obtient un collecteur

solaire à pellicule mince dans lequel le revêtement ab-

sorbant est constitué de 60 % de Ag, 39,5 % de CuO et 0,5 %

de Rh203, en poids.

On répète le mode opératoire de l'exemple 1, à ceci près qu'on fait varier dans trois cas les proportions des constituants métalliques respectifs. On obtient ainsi trois collecteurs solaires dans lesquels les revêtements

absorbants suivants sont calcinés sur une couche intermé-

diaire d'oxyde de cérium-de 0,1 - 2 pm d'épaisseur sup-

portée par un support de quartz.

Pellicule absorbante 2: 85 Ag/14,75 CuO/0,25 Rh203 Pellicule absorbante 3: 85 Ag/14,5 CuO/0,5 Rh203 Pellicule absorbante 4: 75 Ag/24,5 CuO/0,5 Rh203 o toutes les quantités sont exprimées en pourcentage en poids. La couche intermédiaire d'oxyde de cérium au-dessous de la pellicule absorbante réduit au minimum l'agglomération de l'argent métallique et fournit une amélioration de la

stabilité thermique.

Pour illustrer cette amélioration, la pellicule

d'absorption solaire de l'exemple 1 avec sa couche intermé-

diaire d'oxyde de cérium sur un support de quartz est com-

parée en ce qui concerne le facteur d'absorption solaire (a25) et le facteur d'émission calorifique ú25(100) à une pellicule d'absorption solaire identique, mais sans la couche intermédiaire d'oxyde de cérium. Les résultats de cette comparaison sont présentés sur la figure 2. Ces 13- études ont été conduites dans l'air à 5000C pendant une période de 2000 heures. Les proportions des constituants dans le système Ag/CuO/Rh203 sont exprimées en pourcentage

en poids.

La couche intermédiaire d'oxyde de cérium s'est révélée être un moyen extrêmement efficace pour réduire au minimum le facteur d'émission calorifique a25 (100). Les accroissements observés antérieurement à 5000C et dus à l'agglomération de l'argent en l'absence d'oxyde de cérium

ont été pratiquement éliminés.

Les courbes en trait plein de la figure 2 montrent que le facteur d'absorption solaire (O25) de 0,9 à 5000C a été sensiblement maintenu dans l'air tandis que le facteur d'émission calorifique E25(100) est resté plus ou moins constant à moins de 0,1 après 700 heures. Cela représente une amélioration spectaculaire par rapport à l'échantillon témoin (courbe en trait discontinu) qui avait un facteur d'émission calorifique ú25(100) d'environ 0,4 dans des conditions d'essai comparables en l'absence de la couche

intermédiaire d'oxyde de cérium.

Les essais de ces systèmes prolongés jusqu'à 1500 heures ont continué à montrer un comportement supérieur pour le système contenant Co2 par rapport aux pellicules absorbant l'énergie solaire sans la couche intermédiaire

de CeO2.

D'après ces études, on peut conclure que l'addition d'une couche intermédiaire de CeO2 sur des supports de quartz qui contiennent des pellicules absorbantes Ag/CuO/ Rh20 3 crée une barrière contre la diffusion de l'argent et la croissance des cristaux à des températures élevées. La couche intermédiaire de CeO2 améliore donc la stabilité de la pellicule et la rend plus utilisable comme absorbeur d'énergie rayonnante dans des systèmes de collecteurs solaires.

On a déterminé l'effet du support sur le facteur d'ab-

sorption solaire, le facteur d'émission calorifique et le -14-

vieillissement en substituant diverses compositions métal-

liques au collecteur à base de quartz de l'exemple 1. La pellicule absorbante était constituée de 60 % de Ag, 39,5 % de CuO et 0,5 % de Rh203 sur une couche intermédiaire double d'oxyde de cérium. Les études ont été conduites dans l'air à une température de 500 C pendant un laps de

temps compris entre 0 et 302 heures. Les supports métal-

liques utilisés dans cette étude sont indiqués dans le

Tableau II.

Support Acier inoxydable 304 Acier inoxydable 316 Acier inoxydable 408 Acier inoxydable 409 Acier inoxydable 439 Inconel 601 Fecralloy Kanthal A1 Quartz

TABLEAU II

Facteur d'absorption Facteur d'émission solaire (u 25) calorifique (25) 0 h 60 h 302h 0 h 60h 302h

0,85 0,85 N.T. 0,20 0,40 N.T.

0,84 0,86 N.T. 0,15 0,40 N.T.

0,86 N.T. N.T. 0,05 N.T. N.To

0,87 N.T. N.T. 0,19 N.T. N.T.

0,85 N.T, N.T. 0,10 N.T. N.T.

0,87 0,85 N.T. 0,12 0,40 N.T.

0,86 0,87 0,86 0,12 0,12 0,13

0,85 0,86 0,85 0,13 0,12 0,13

0,87 0,89 0,87 0,04 0,06 0,14

*"N.T." indique que l'on n'a pas effectué d'essai.

Les compositions des supports métalliques du Tableau II sont indiquées cidessous. Les proportions de tous les

constituants sont exprimées en pourcentage en poids.

Acier inoxydable 304 (% en poids): Mn: 2,0;

Cr: 18-20; Ni: 8-10; Fe: 67,5-72.

Acier inoxydable 316 (% en poids): Mn: 2,0;

Cr: 16-18; Ni: 10-14; Fe: 66-72.

Acier inoxydable 408 (% en poids): Mn: 0,3; Cr: 12,03; Ni: 0,2; Al: 1,36; Nb: 0,73; Ti: 0,37;

Fe: 85,01.

-15- Acier inoxydable 409 (% en poids): Mn: 0,46;

Cr: 10,80; Ni: 0,37; Ai: 0,085; Ti: 0,43; Fe:87,85.

Acier inoxydable 439 (% en poids): Mn: 0,34; Cr: 18,70; Ni: 0,22; Ai: 0, 067; Ti: 0,76; Fe: 79,91 Inconel 601 (% en poids): Cr: 23; Ni: 61,5;

A1: 1,35; Fe: 14,5.

Fecralloy (% en poids): Cr: 15; Ai: 5; Y: 0,3;

Fe: 79,7.

Kanthal A-1 (% en poids): Ce: 22; A1: 5;

Co: 0,5; Fe: 72,5.

Cette étude indique que des alliages à base de chrome et de fer sont des supports utilisables pour des collecteurs

d'énergie solaire.

Il est évident que l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits, et qu'on peut y apporter

toutes variantes.

-16-

Claims (10)

REVENDICATIONS

1. Collecteur d'énergie solaire caractérisé en ce qu'il comprend:

(1) une pellicule absorbant l'énergie solaire cons-

tituée essentiellement d'argent, d'oxyde de cuivre et d'oxyde de rhodium; (2) un support choisi parmi le quartz, le verre de silice ou une composition métallique contenant du chrome et du fer comme éléments essentiels; et (3) une couche intermédiaire d'oxyde de cérium qui

est en contact intime avec la pellicule et avec le support.

2. Collecteur d'énergie solaire selon la revendi-

cation 1, caractérisé en ce que la pellicule absorbante a la composition suivante en pourcentage en poids: 50-90 % d'argent, 9-49,9 % d'oxyde de cuivre et 0,1-1 % d'oxyde

de rhodium.

3. Collecteur d'énergie solaire selon la revendi-

cation 1, caractérisé en ce que la pellicule absorbante a la composition suivante en pourcentage-en poids: 55-65 % d'argent, 34,3-44,7 % d'oxyde de cuivre et 0,3-0,7 %

d'oxyde de rhodium.

4. Collecteur d'énergie solaire selon la revendi-

cation 1, caractérisé en ce que la pellicule absorbante a la composition suivante en pourcentage en poids: 60 % d'argent, 39,5 % d'oxyde de cuivre et 0,5 % d'oxyde de

rhodium.

5. Collecteur d'énergie solaire selon la revendi-

cation 1, caractérisé en ce que la pellicule absorbante a

une épaisseur de 0,1 à 2,0 micromètres.

6. Collecteur d'énergie solaire selon la revendi-

cation 1, caractérisé en ce que l'épaisseur de la couche

intermédiaire d'oxyde de cérium est de 0,1 à 2,0 micromètres.

7. Collecteur d'énergie solaire selon la revendi-

cation 1, caractérisé en ce que le support est en quartz.

-17-

8. Collecteur d'énergie solaire selon la revendi-

cation 1, caractérisé en ce que le support est en une com-

position métallique constituée essentiellement de quan-

tités majeures de chrome, de fer et de nickel et de quantités mineures de manganèse, d'aluminium, de

columbium et de titane.

9. Collecteur d'énergie solaire selon la revendi-

cation 1, caractérisé en ce que le support est en une composition métallique constituée essentiellement de quantités majeures de chrome et de fer et de quantités

mineures d'aluminium et d'yttrium.

10. Collecteur d'énergie solaire selon la revendi-

cation 1, caractérisé en ce que le support est en une composition métallique constituée essentiellement de quantités majeures de chrome et de fer et de quantités

mineures d'aluminium et de cobalt.