[发明专利]辐射选择性的吸收涂层、吸收管和它们的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种按权利要求1的前序部分所述的辐射选择性的吸收涂层。本发明也涉及一种具有一种这样的辐射选择性的涂层的吸收管、一种制造它们的方法和在应用这样的吸收管时使一种抛物面槽式集光器运行的方法。

背景技术

通常的吸收涂层由一个施加在基底上的，尤其是在金属管上的，在红外范围里反射的层、一个在太阳光滑范围里具有高吸收率的金属陶瓷层和一个施加在金属陶瓷层上的覆盖层，后者称之为抗反射层并且由于金属陶瓷层高的折射率设计用于减小在金属陶瓷层上的表面反射。

原则上都是力求实现尽可能高的能量输出。能量输出还取决于吸收率α和发射率∈的系数，其中总是力求使吸收层有高的吸收率(α＞95％)和小的发射率(∈＜10％)。

另外集光器的效率通过其运行时的温度来确定。按照这种观点希望有尽可能高的温度。与此相反但是吸收涂层的层状系统的耐用性却随着运行温度的升高由于老化过程和/或扩散过程而降低，因而金属陶瓷层的吸收性能和在红外范围里反射的层的反射性能可以降低。

DE 101 50 738 C1因此描述了一种辐射选择性的吸收涂层，它应该并没有重大的色彩变化并因此没有什么老化。这通过如下方法来达到：在施加第三层由铝和铝氧化物组成的涂层时调整一定的氧体积流量。在这个涂层上施加一层由Al₂O₃组成的最终封闭层。

由US 5,523,132已知了一种吸收涂层，在这涂层里设有多个金属陶瓷层，它们的金属成份和折射率都不同。通过在不同的波长时形成多个吸收最大值，应该可以实现更好地匹配于太阳光谱。扩扩散层可以设置在金属陶瓷层和这在IR(红外)范围里反射的层之间或者说在金属陶瓷层和抗反射层之间，其中并没有对材料和层厚作说明。

在Michael Lanxner和Zvi Elgat在SPIE卷1272，OpticalMaterials Technology for Energy Efficiency and Solar EnergyConversion IX(1990)，240至249页，所著的标题为“用于高服务温度的太阳光选择性的吸收涂层，由等离子喷镀产生”(“Solarselective  absorber coating for high service temperatures，Produced by plasma sputtering”的论文中描述了一种施加在钢基质上的吸收涂层，该涂层具有一个由SiO₂组成的抗反射层、一个由Mo/Al₂O₃成分组成的金属陶瓷层和一个在红外范围里反射的由钼组成的涂层组成，其中在这在红外范围里反射的层和基质之间设有一个由Al₂O₃组成的扩散阻挡层。

由DE 10 2004 010 689 B3已知一种吸收装置，它具有辐射选择性的吸收涂层，这涂层具有一个金属基底、一个扩散阻断层、一个金属反射层、一个金属陶瓷层和一个抗反射层。扩散阻断层是一种氧化物层，它由金属基质的氧化物成分组成。

对于在红外范围里反射的层来说通常应用钼。当然钼涂层的反射性能并不是最佳的，因此应该要采用更好的反射材料。

已知的吸收管的运行温度在真空中为300-400℃。由于前面所列的原因原则上力求进一步提高运行温度，但并不影响例如金属陶瓷层的吸收性能和在红外范围里反射层的反射性能。