[发明专利]一种用于平板太阳能集热器的选择太阳能吸收涂层

说明书

技术领域

本发明属于太阳能技术领域，具体涉及一种用于平板太阳能集热器的选择太阳能吸收涂层。

背景技术

太阳能热水器就是吸收太阳的辐射热能，。它是我国太阳能热利用中最为成熟和最为先进的产品。为百姓提供环保、安全、节能、卫生的新型热水器产品。最常见的太阳能热水器有三种：闷晒式太阳能热水器、平板式太阳能热水器和真空管太阳能热水器。闷晒式太阳热水器的集热器和水箱合为一体。结构简单、价格低廉。但是保温差，不能过夜使用，冬季更不能使用。平板式太阳能热水器由平板太阳集热器、蓄水箱、循环管、支架组成。吸热体有铜铝复合管板式、全铜管板式、不锈钢冲压成型焊接而成的扁盒式等结构型式。而太阳能集热器，其中的关键部件就是太阳能集热器板芯，现在大多采用铜铝复合的板状材料制成。太阳光谱选择性吸收涂层应用于太阳能集热器集热表面，主要由红外高反射层、吸收层和减反射层构成，其中减反射层的作用是降低物体表面对入射光的反射，增加物体表面对光的吸收，增加吸收效率；红外高反射层减少集热器内部向外辐射，降低热损失；吸收层用于吸收太阳光，给集热器提供热源。在太阳能的光热转换中，选择性吸收涂层的吸收层中的介质的折射率要尽可能低，减反射层的折射率也要尽可能低，这样才能获得光热转换效率较高的太阳能选择性吸收涂层，但同时也要注重介质的沉积速率不能过低，以免影响生产效率。而在涂层的制备过程中，采用磁控反应溅射或射频反应及中频反应溅射方法，利用金属或非金属靶材，由于靶中毒，造成减反射层的沉积速率非常低，使生产效率大大降低。由于减反射层的生产效率低，目前在市场上的绝大多数太阳能集热器都不采用设有减反射层的太阳光选择性吸收涂层。对于在真空环境低温范围使用的太阳能选择性吸收涂层目前已研究和广泛应用了选择性吸收涂层，这种膜系和工艺方法的优点是，Al单靶直流磁控溅射镀膜工作，设备操作简单，膜层吸收率较高，对在低温范围使用全玻璃真空管的比较适用，但对于中温及高温使用由于其红外发射率随温度上升明显升高，造成集热器热损增大，热效率明显下降。为了提高高温使用范围选择性吸收涂层的热稳定性，降低红外发射率，已研究和发展了高温稳定金属双靶共溅射淀积技术，这种涂层具有多层膜层的结构、使在高温范围内热性能稳定，吸收/发射比较小。但是；这种涂层和工艺方法的关键是必须采用高温稳定金属，而且必须采用双电极靶共溅射；造成沉积速率低，生产周期长、工艺复杂、靶材稀贵、成本高。所以现在需要一种吸收率很高，发射率很低，而且热稳定性很好的选择性吸收涂层及制备技术。但是至今行业中没有出现可以克服以上缺点的技术解决方案。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于平板太阳能集热器的选择太阳能吸收涂层，本发明具有优良的太阳能选择性吸收特性，且膜层牢固，具有较高的结合强度和良好的耐候性，同时在生产时具有较高的生产效率。

一种用于平板太阳能集热器的选择太阳能吸收涂层，包括基层、合金塑料层、非金属复合层和金属氧化层，所述基层表面设置有合金塑料层，所述合金塑料层采用共聚化合物，所述非金属复合层与金属氧化层形成选择吸收层。

所述基层采用不锈钢材料或者铝板材料。

所述铝板材料需要进行表面微处理，所述微处理方法是采用1mo/L的碱溶液浸泡24小时，然后采用中性洗涤剂洗涤数次后采用清水清洗干净。

所述碱溶液采用强碱溶液，采用氢氧化钾或者氢氧化钠。

所述合金塑料层采用无规共聚物或交替共聚物。

所述合金塑料层采用乙烯-醋酸乙烯共聚物、甲基二烯丙基氯化铵-丙烯酰胺-丙烯酸共聚物、聚丙烯共聚物或丁二烯-苯乙烯共聚物中的一种。

所述非金属氮化物采用氮化硼、五氮化三磷、四氮化三硅中的一种。

所述金属氧化层采用掺杂有氮化铝的金属氧化物，所述金属氧化物采用氧化镁、氧化钡、氧化铁、氧化铜中的一种

所述选择吸收层的制备方法是将金属氧化层与非金属氮化层表面依次涂覆后，采用乙醇喷刷3-5次，待晾干后，放入马弗炉进行200-300℃的高温烧结。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明具有优良的太阳能选择性吸收特性，且膜层牢固，具有较高的结合强度和良好的耐候性，同时在生产时具有较高的生产效率。本发明采用非金属氮化层与金属氧化层相结合的方法，对其下的膜层起到减反射和封闭的作用，保护吸收层不会受到大气中的水分、盐分等的腐蚀，大幅度提高了膜层的耐候性，显著延长了上述膜层的使用寿命，同时因该膜层具有微观表面多孔性，可以防止可见光的反射，因此还具有减反射的功能。

具体实施方式