[发明专利]太阳能选择性吸收涂层及其制备方法

说明书

本发明公开了一种太阳能选择性吸收涂层，为制备于不锈钢基体上的单层Ni掺杂于CuCoMnO_x黑色溶胶所形成的Ni_x(CuCoMnO_x)_1‑x涂层。所述CuCoMnO_x黑色溶胶中金属阳离子比例为Cu:Co:Mn＝3:1:3。所述Ni掺杂量为金属阳离子总含量的3‑7％，掺杂镍源为乙酸镍。还提供了一种太阳能选择性吸收涂层的制备方法。本发明的选择性吸收涂层，使用具有高熔点和本征吸收特性的过渡族Ni金属对CoCuMnOx溶胶进行掺杂，提高CoCuMnOx涂层的光谱选择性能和高温稳定性能。

技术领域

本发明涉及一种太阳能吸收涂层，尤其涉及一种太阳能选择性吸收涂层。还涉及一种该涂层的制备方法。

背景技术

太阳能是取之不尽、用之不竭的绿色环保能源，太阳能利用方式之一是将太阳能光能转换为热能。

太阳能光谱选择性吸收涂层作为光热转化的核心部件，其光学性能和中高温稳定性直接决定着的光热转换效率。按照工作环境不同，选择性吸收涂层大体可以分为低温(T100℃)、中温(100℃T400℃)和高温(T400℃)。目前在中低温选择性吸收涂层的研究上已经取得了很多喜人的成果，而在中高温下使用的太阳能选择性吸收涂层，其在高温下的热辐射损失较大，除此之外，还需要考虑到在中高温条件下的涂层稳定性问题。理想的太阳能选择性吸收涂层除了应具备优异的光学选择性，还应该满足光学性能长期稳定、耐候性强、价格低廉、形成涂层工艺简单、材料供应充足和对环境无污染等一系列条件。

现有的太阳能选择性吸收涂层的制备方法主要有：磁控溅射法、多弧离子镀法、电镀法、溶胶凝胶法等。其中溶胶凝胶法应用较广，其原理是使用一些易溶解的金属醇盐或无机化合物作为溶质溶解到有机溶剂或水中，经过水解反应或醇解反应形成纳米级的稳定溶胶体系，再将其涂敷到基材表面热处理后形成涂层。溶胶-凝胶法在制备的过程中能够很好的控制原料的成分比例，且制备工艺简单易行，使用的原料成本低廉，有很大的应用前景。但目前为止溶胶凝胶法制备的绝大多数单层选择性吸收涂层仅能在中低温下(＜400℃)稳定工作。

因此，如何才能制备出一种能在中高温大气环境下使用的选择性吸收涂层，是本领域迫切需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能在中高温大气环境下使用的选择性吸收涂层，以克服现有技术的缺陷。还提供一种该涂层的制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明的太阳能选择性吸收涂层，为制备于不锈钢基体上的单层Ni掺杂于CuCoMnO_x黑色溶胶所形成的Ni_x(CuCoMnO_x)_1-x涂层。

所述CuCoMnO_x黑色溶胶中金属阳离子比例为Cu:Co:Mn＝3:1:3。

所述Ni掺杂量为金属阳离子总含量的3-7％，掺杂镍源为乙酸镍。

本发明提供的一种太阳能选择性吸收涂层的制备方法，包括如下步骤：

a.将Cu、Co、Mn、Ni金属盐加入乙醇溶剂中，放置于70℃恒温水浴磁力搅拌锅中，待金属盐溶解后加入柠檬酸CA作为络合剂，加入比例为CA: (Cu:Co:Mn:Ni)＝1.5-2:1，待柠檬酸溶解，缓慢滴入1-3at.％的PEG作为分散剂，随后使用稀释10倍的氨水逐滴加入，调节溶液的pH值至3.5-4.0，滴加完成后封口，持续搅拌2-3小时直至形成黑绿色溶胶；

b.将不锈钢基板表面清洗、干燥待用；

c.将步骤a制备的溶胶静置12h稳定后开始提拉镀膜，将溶胶置于水浴锅内加热至50℃，使用提拉镀膜机以25-35cm/min的速度在步骤b处理后的不锈钢基板上镀膜，得到Ni_x(CuCoMnO_x)_1-x涂层；