[发明专利]钒基选择性吸收涂层结构

说明书

本发明提供一种钒基选择性吸收涂层结构，形成于透明材质朝向太阳的一侧表面上，包括红外反射层、钒基低电阻层、钒基过渡层、钒基高电阻层和钒基减反层。本发明通过采用钒基选择性吸收涂层，实现了选择性吸收涂层低温条件下高吸收低发射的有利于集热的性能要求，同时达到在高温条件下低吸收高发射的状态，在非工作状态下有效降低集热系统的工作温度，显著提升了集热系统的安全性和可靠性。

技术领域

本发明涉及一种附着于平面或管面上、用于增强太阳能吸收效果的选择性吸收涂层结构。

背景技术

利用太阳能的光热效果，将太阳能吸收并储存在吸热介质(例如生活用水、蓄热材料)中的系统与装置，在太阳能集热领域非常常见。

一般来说，吸热介质一般储存于透明材质(如玻璃)制成的腔体内，以利于太阳光进行穿透照射。为了提高吸热效率，减少反射率，会在该透明材质朝向太阳的一面设置选择性吸收涂层。

然而，随着吸热效率的提高，在夏季空晒条件下，腔体内的温度最高可以达到300℃，对腔体的真空度和寿命有一定的影响；此时，若腔体内突然触及冷水，极容易造成腔体炸裂的事故。

因此，针对太阳集热管的使用温度限制，解决高温条件下集热管容易炸管的问题，需要设计开发一种低温条件下不影响集热效率，且能够限制集热管最高空晒温度的太阳能集热管，以期进一步提高集热管的安全性、可靠性。

发明内容

本发明的目的是提供一种钒基选择性吸收涂层结构，使其在低温条件下不影响腔体集热效率，在高温条件下又能降低集热效率，保护太阳能集热系统。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种钒基选择性吸收涂层结构，形成于透明材质朝向太阳的一侧表面上，其特征在于：包括红外反射层、钒基低电阻层、钒基过渡层、钒基高电阻层和钒基减反层。

所述的钒基选择性吸收涂层结构，其中：在钒基低电阻层、钒基过渡层、钒基高电阻层和钒基减反层中分别掺杂了占总量2％～40％摩尔比的二氧化钒。

所述的钒基选择性吸收涂层结构，其中：所述红外反射层为金属铝或铜的纯金属，厚度为60-120nm。

所述的钒基选择性吸收涂层结构，其中：所述钒基低电阻层是以金属铝、钛、不锈钢、镍及其氧化物中的任意一种或任意数种的混合物为基质，再掺杂二氧化钒，其中二氧化钒占总量的摩尔比为5％-20％，涂层厚度为50-150nm，方块电阻为90～500欧姆。

所述的钒基选择性吸收涂层结构，其中：所述钒基过渡层是以金属铝、钛、不锈钢、镍、硅及其氧化物中的任意一种或任意数种的混合物为基质，再掺杂二氧化钒，其中二氧化钒占总量的摩尔比为10％～25％，涂层厚度为50-150nm，方块电阻为500～2000欧姆。

所述的钒基选择性吸收涂层结构，其中：所述钒基高电阻层是以金属铝、钛、不锈钢、镍、硅及其氧化物中的任意一种或任意数种的混合物为基质，再掺杂二氧化钒，其中二氧化钒占总量的摩尔比为15％～30％，涂层厚度为50-150nm，方块电阻为1000～10000欧姆。

所述的钒基选择性吸收涂层结构，其中：所述钒基减反层是以铝、硅的氧化物中的任意一种或混合物为基质，再掺杂二氧化钒，其中二氧化钒占总量的摩尔比为30％～50％，方块电阻大于5万欧姆。

本发明通过采用掺杂二氧化钒的选择性吸收涂层，实现了选择性吸收涂层低温条件下高吸收低发射的有利于集热的性能要求，同时达到在高温条件下低吸收高发射的状态，以降低非工作状态下的集热效率，提高集热系统的安全性和可靠性。

附图说明

图1是钒基选择性吸收涂层的结构示意图。

图2是本发明应用于全玻璃热管式真空太阳集热管的结构示意图。