[实用新型]复合金属-SiO2金属陶瓷选择性吸收涂层太阳能集热管

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种复合金属-SiO₂金属陶瓷选择性吸收涂层太阳能集热管，属于太阳能应用领域。

背景技术

目前，太阳能光热集热管由涂层的不锈钢管，波纹管，硅硼玻璃管组成，其中波纹管分别与不锈钢管和硅硼玻璃管焊接，在不锈钢管与硅硼玻璃管之间抽真空，防止吸收的热量对流传导损失。太阳光聚焦在集热管上，通过玻璃管照射在不锈钢管上，有太阳能选择性吸收涂层转换为热能。因此，太阳能选择性吸收涂层是太阳能集热管的核心，吸收率越高，太阳能热转换效率越高。目前Solel公司和Schott公司生产的太阳能集热管采用Mo-Al₂O₃金属陶瓷选择性吸收涂层，工作温度400℃，而目前研究的结果表明采用Mo-SiO₂金属陶瓷性能更好。

发明内容

本实用新型提供一种复合金属-SiO₂金属陶瓷选择性吸收涂层太阳能集热管。该太阳能集热管应采用磁控溅射方法沉积Mo、W等高熔点金属及其它金属的复合薄膜作为反射层，与不锈钢的结合力和涂层的吸收率有进一步提高，采用射频磁控溅射共沉积金属Mo与SiO₂太阳能吸收层，射频溅射沉积SiO₂减反射层。

本实用新型所采用的技术方案是：一种复合金属-SiO₂金属陶瓷选择性吸收涂层太阳能集热管，它主要包括一个不锈钢管。在所述不锈钢管的外侧套有一个外玻璃管，在外玻璃管的两端依次经内环、波纹管和外环连接到不锈钢管的两端；在所述不锈钢管的表面设有一层高转换率膜层。

所述外环与不锈钢管和波纹管焊接在一起；所述内环与波纹管和外玻璃管也焊接在一起。

所述膜层包含由多种金属薄膜组成的复合金属反射层、SiO₂吸收层和SiO₂减反射层。

本实用新型的有益效果是：这种复合金属-SiO₂金属陶瓷选择性吸收涂层太阳能集热管的太阳能选择性吸收涂层由金属反射层，金属-陶瓷共同沉积金属陶瓷层和SiO₂陶瓷减反射层组成。在太阳能槽式发电的集热管中，太阳能选择性吸收涂层，采用高熔点金属Mo作为反射层，Mo-SiO₂共沉积混合物作为太阳能吸收层，SiO₂作为减反射层，吸收率达到93％以上，能在500℃以上使用，具有高的热转换效率。金属反射层采用多种金属薄膜组成，太阳能吸收层和SiO₂相同，吸收率能提高3％左右。提高集热管的热效率。

附图说明

图1是一种复合金属-SiO₂金属陶瓷选择性吸收涂层太阳能集热管结构图。

图中：1、不锈钢管，1a、外环，2、高转换率膜层，3、外玻璃管，3a、内环，4、波纹管。

具体实施方式

图1示出了一种复合金属-SiO₂金属陶瓷选择性吸收涂层太阳能集热管结构。图中，复合金属-SiO₂金属陶瓷选择性吸收涂层太阳能集热管主要包括一个不锈钢管1，在不锈钢管1的外侧套有一个外玻璃管3，在外玻璃管3的两端依次经内环3a、波纹管4和外环1a连接到不锈钢管1的两端；在不锈钢管1的表面设有一层高转换率膜层2。外环1a与不锈钢管1和波纹管4焊接在一起；内环3a与波纹管4也焊接在一起，与外玻璃管3用胶粘连在一起。

该太阳能集热管上的复合金属或金属化合物选择的原则：

1、与不锈钢和高熔点金属Mo，W具有优良的晶格匹配性，在高温使用过程和温度变化过程获得良好的应力匹配。

2、组成的复合金属反射层具有优良的光学性能，提高太阳光波长-2-300nm-1200nm之间具有低的反射率，在波长1200nm以上具有高反射率。

3、举例计算结果：复合金属Au-Mo-SiO₂涂层，可见光范围吸收率大于97％，红外反射率大于97％。

4、采用直流磁控溅射溅射沉积Mo，直流磁控溅射金属Au，直流与射频磁控溅射共沉积金属Mo与SiO₂为太阳能吸收层，射频溅射沉积SiO₂减反射层。