[发明专利]一种彩色太阳能光热转换元件

说明书

本发明提供一种彩色太阳能光热转换元件，包括基底及由下至上依次设置在基底上的基底、反射层、相位调制层、吸收层和减反射层。其中，反射层、相位调制层和吸收层构造了非对称的法布里‑珀罗腔结构，对近红外波段实现高效率的吸收。并能通过改变相位调制层的厚度，交替实现干涉相消或干涉相长以实现高吸收或高反射，同时调节相应可见波段的谐振波长以实现不同的显示颜色。另外，随着减反射层厚度的逐渐变化，光热器件的减反射波段逐渐偏移，从而实现变化的视觉色彩。本发明的光热转换元件在实现高效率的太阳能吸收的同时，还具备了色彩装饰的功能，能在光热转换、清洁能源、建筑装饰等方面广泛应用，为经济、社会发展、科学技术等领域作出贡献。

技术领域

本发明属于清洁能源、室外装饰、建筑等技术领域，具体涉及一种彩色太阳能光热转换元件。

背景技术

太阳能作为各种可再生能源中最重要的基础能源，太阳能应用可以大量减少化石燃料的使用，在我们的生活中发挥着越来越重要的作用。光热转换是太阳能的一种高效而广泛的应用，它通过白天在室外加热介质将太阳能转化为热能。光热转换装置对太阳光的有效吸收是实现光热转换的关键。

传统的光热转换是利用集热体表面的光热转换涂层对入射的太阳辐射进行吸收，并将其转换为热能。国内之前应用较广的是中国专利CN85100142公开的渐变Al-N/Al涂层，该涂层的优点是采用一种靶材便能制备光热转换涂层。中国专利文献CN102620456A公开一种太阳能选择吸收薄膜及其制备方法，该薄膜主要包括依次沉积在具有红外反射功能的衬底上的扩散阻挡层、吸收层和减反射层。该薄膜具有较高的太阳光谱吸收率以及较低的红外发射率，较好的热稳定性和耐候性。中国专利文献CN101922816B公开一种太阳能选择性吸收涂层及其制备方法，在吸热体基底表面自下而上依次为红外反射层，吸收层和减反射层。该涂层吸收率为≥0.93，发射率≤0.09，该涂层具有很好的热稳定性，可长期在600℃的真空环境下使用。

传统的光热转换元件都是在光热转换效率和环境稳定性上进行完善，很少有光热转换元件与色彩装饰进行结合。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种彩色太阳能光热转换元件，该光热转换元件不仅具有光热转换的功能，还具有色彩装饰的作用。该光热转换元件结构简单，制备方便，成本低，便于大规模、批量化生产。

一种彩色太阳能光热转换元件，包括基底，还包括由下至上依次设置在基底上的反射层、相位调制层和吸收层，太阳光由吸收层一侧入射。

上述光热转换元件结构中，反射层、相位调制层和吸收层构造了非对称的法布里-珀罗腔结构，对近红外波段实现高效率的吸收。并能通过改变相位调制层的厚度，可以交替地实现干涉相消或干涉相长以达到高吸收或高反射特性，同时调节相应可见波段的谐振波长以实现不同的显示颜色。

上述基底材料没有限制，可以选择玻璃，K9，熔融石英等等，也可以选择硅,砷化镓，金属及合金等。

作为优选，所述反射层为全介质反射层或金属反射层。

所述全介质反射层可以选择现有的全介质反射镜膜材料。

为大大提高带宽，作为进一步优选，所述反射层为金属反射层。

作为进一步优选方案，所述金属反射层材料为银、铝、金、铜、铂中的一种或多种的合金。更进一步优选为银。

作为优选，所述相位调制层材料选自氧化物、氮化物、氟化物、硫化物、硒化物中的一种或多种。

作为进一步优选，所述相位调制层材料选自氧化硅、氧化钛、氧化铝、氧化锆、氧化铪、氧化钽、氧化铌、氮化硅、氟化镁、硫化锌、硒化锌中的一种或多种。更进一步优选为氧化硅。

作为优选，所述吸收层材料为铬、钛、铱、镍中的一种或多种的合金。作为进一步优选，所述吸收层材料为铬。