[发明专利]一种太阳能选择性吸附层的制备方法

说明书

本发明涉及一种太阳能选择性吸附层的制备方法，属于新能源材料制备技术领域。本发明先以1400目的砂纸为基底，用多巴胺溶液浸泡后再浸入硝酸铝溶液中，最后再用硼氢化钠溶液浸泡，得到改性砂纸，将改性砂纸作为衬底，铜铬合金作为靶材，通过直流反应磁控溅射向衬底表面沉积铜铬非全黑氧化层，沉积完成后高温煅烧去除衬底，即得一种太阳能选择性吸附层的制备方法，本发明制得的太阳能选择性吸附层对太阳能吸收性好同时能量散失也慢，能有效储存吸收的太阳能，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种太阳能选择性吸附层的制备方法，属于新能源材料制备技术领域。

背景技术

太阳能在光热方面的利用，是人类向科学发展、可持续发展迈进的必然之路。中国的太阳能集热利用处在真空管太阳能集热器与平板太阳能集热器共生共存的应用局面，应用领域正从生活用热水向采暖、干燥、制冷、蒸汽方面发展。随着太阳能热利用产业的不断发展，太阳能集热器的效率越来越引起业界的重视与研究。

太阳光辐射的能量主要分布在波长λ为0.25～2.5μm的光谱区内，即太阳辐射能主要分布在可见光和近红外区，而物体受热发生黑体辐射的能量主要分布在波长为2～100μm的光谱区中，亦即主要在远红外区。为了能够充分利用太阳能，人们设计出了选择性吸收的太阳能涂层材料，这种材料必须满足以下两个条件：一是太阳光谱内的吸光程度高，即有尽可能高的吸收α；二是辐射波长范围内有尽可能低的辐射损失，即尽可能低的发射率ε。

为了提高集热器的效率，人们在不断地探索热吸收材料，即热吸收涂层的制备及吸热性能的提高。太阳能选择性热吸收涂层的研究与生产，是解决材料热吸收效率有效而可行的方法，使涂层的光学性能在太阳光谱可见光区域和近红外区域最大限度地吸收其能量，而又保证所吸收的能量不会快速损失。

但是目前常见的太阳能选择性吸附层大多是对太阳能吸收性好同时能量散失也快，不能有效储存吸收的太阳能，因此，发明一种吸收性好，又能减少能量散失的新型太阳能选择性吸附层对新能源材料制备技术领域具有积极的意义。

发明内容

本发明主要解决的技术问题，针对目前常见的太阳能选择性吸附层大多是对太阳能吸收性好同时能量散失也快，不能有效储存吸收的太阳能的缺陷，提供了一种太阳能选择性吸附层的制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种太阳能选择性吸附层的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：

（1）取一张1400目的砂纸放入质量分数为5%的多巴胺溶液中浸渍1～2h后取出，得到预改性砂纸，将预改性砂纸转入质量分数为30%的硝酸铝溶液中，放入超声振荡仪中，超声振荡浸渍，得到载铝砂纸；

（2）将上述载铝砂纸浸入质量分数为30%的硼氢化钠溶液中，静置浸泡1～2h后取出，得到改性砂纸，将铜粉和铬粉装入石英坩埚中，再将坩埚移入高温熔炼炉，在氩气保护状态下，加热熔融并注入刚玉模具中，待其自然冷却后拆模，得铜铬合金靶材；

（3）将上述的改性砂纸作为衬底和上述制得的铜铬合金靶材固定在直流反应磁控溅射装置的相应支架上，调整改性砂纸衬底和铜铬合金靶材位置，使两者之间距离保持在4～6cm之间，降下真空罩，对生长室内部抽真空；

（4）当真空度达到预定值后，分三路以10mL/min的相同速率通入工作气体，一路为氩气，一路为氮气，另一路为氧气，直至生长室中压强达到0.5～0.7Pa后，进行磁控溅射，得到均匀溅射膜，待其自然冷却至室温后，得到预制物；

（5）将上述预制物砂纸面朝下悬挂在马弗炉中，烧结，烧结结束后取出并自然冷却至室温后用无水乙醇和去离子水分别冲洗3～5次，放入烘箱中，干燥后即得太阳能选择性吸附层。

步骤（1）中所述的超声振荡浸渍的频率为25～30kHz，超声振荡浸渍的时间为15～20min。