CN102721211A - 中温太阳能集热器集热板 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种中温太阳能集热器集热板，包括不锈钢基板，其特征在于在不锈钢基板上依次设有氮化镍抗红外反射膜、氮氧化镍渐变吸收膜和氧化镍减反射膜。本发明的集热板涂层具有更低的低温发射率，因此该膜系具有更低的热损，保温性能好，同时涂层高硬度、耐磨和抗氧化性材料，而且电阻率低，因此本发明的集热器的耐候性和中温使用性能优异，适合于300-450℃。
Description
技术领域
本发明属于太阳能集热器，更具体地说，本发明涉及一种中温太阳能集热器集热板。
背景技术
能源和环境是当今世界两大突出的社会问题，面对各种能源的短缺和环境污染，寻找可再生能源的利用成为了各国对能源研究的主要方向。太阳能是一种可再生、无污染、储量充沛的资源，如何充分利用太阳能资源，关键在于提高太阳能集热器的能量利用率和使用率，而其核心技术则是制备一种高吸收率、低发射率、廉价的选择性吸收涂层。太阳能热利用领域，当前的发展重点是中高温集热，工作温度超过400℃的集热管，可用于热发电。
中高温集热管中，一般采用高倍聚光技术，聚光比可以高达80。光热转化效率是关键指标，往往一个百分点的提高都是尽力追求的。虽然采用聚光结构，但由于制备精度和玻璃形变等问题存在，不可能达到理想聚焦的程度，焦点处的光斑基本上与集热管直径可以相比。这就使得入射光线与集热管表面夹角分布在0度到90度的整个范围内。大角度入射时，反射率接近100%。简单的计算表明，集热表面的吸收比不到光完全垂直入射时的90%。除此之外，上下午日光偏斜时，入射光与集热管表面的夹角变得更大，吸收率进一步降低。当垂直入射时的吸收比达到0.95时，平均吸收比只有0.8左右。
当前，光线垂直入射时的吸收比已经难以进一步提高，改善光线非垂直入射时的吸收比，必将成为提高光热转化效率的关键步骤。
从热辐射理论可知，黑体或灰体的吸收比，与光线的入射角度无关。自然界并不存在理想的黑体或灰体，但是尺寸与光波长可以相比的粗糙表面可以近似视为灰体，制造接近理想灰体的粗糙吸收表面是解决问题的关键。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明的目的在于提供一种中温太阳能集热器集热板，所述的集热板耐候性好，中温使用性能良好。
为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
一种中温太阳能集热器集热板，包括不锈钢基板，其特征在于在不锈钢基板上依次设有氮化镍抗红外反射膜、氮氧化镍渐变吸收膜和氧化镍减反射膜。
其中，镀膜采用磁控反应溅射法，溅射气体为氩气，反应气体为高纯氮气和氧气，首先在不锈钢基板上磁控反应溅射沉积氮化镍抗红外反射膜，再沉积氮氧化镍吸收膜，最后沉积氧化镍减反射膜。
其中，所述的氮氧化镍渐变吸收膜为成分渐变膜，其中从所述的抗红外反射膜开始至减反射膜为止氮的含量逐渐减少，而氧的含量逐渐增加。
其中，在不锈钢基板上溅射一层氮化镍抗红外反射膜，工作压强0.2-1.5 Pa，反应气体氮气量20-200Sccm。
其中，在抗红外反射膜上溅射氮氧化镍吸收膜，工作压强0.2-0.8Pa，反应气体氮气，氮氧体积比1∶1~1：10，气体量60-150Sccm。
其中，在氮氧化镍吸收膜上溅射沉积氧化镍减反射膜，工作压强0.2-0.8Pa，反应气体氧气量30-200Sccm。
本发明的集热板涂层具有更低的低温发射率，因此该膜系具有更低的热损，保温性能好，同时涂层高硬度、耐磨和抗氧化性材料，而且电阻率低，因此本发明的集热器的耐候性和中温使用性能优异，适合于在300-450℃。
具体实施方式
本发明的中温太阳能集热器集热板包括不锈钢基板，其上依次设有一层氮化镍抗红外反射膜、氮氧化镍渐变吸收膜和氧化镍减反射膜。
制备工艺如下：
在不锈钢基板上溅射沉积氮化镍抗红外反射膜，工作压强0.2-1.5 Pa，反应气体氮气量20-200Sccm；在抗红外反射膜上溅射氮氧化镍渐变吸收膜，工作压强0.2-0.8Pa，反应气体氮气和氧气，氮氧体积比1∶1~1：10，气体量60-150Sccm；在氮氧化镍渐变吸收膜上溅射沉积氧化镍减反射膜，工作压强0.2-0.8Pa，反应气体氧气量30-200Sccm。
Claims (3)
1.一种中温太阳能集热器集热板，包括不锈钢基板，其特征在于在不锈钢基板上依次设有氮化镍抗红外反射膜、氮氧化镍渐变吸收膜和氧化镍减反射膜。
2.权利要求1所述的集热器集热板，其特征在于所述的膜采用磁控反应溅射法，溅射气体为氩气，反应气体为高纯氮气和氧气，首先在不锈钢基板上磁控反应溅射沉积氮化镍抗红外反射膜，再沉积氮氧化镍吸收膜，最后沉积氧化镍减反射膜。
3.权利要求1所述的集热器集热板，其特征在于所述的氮氧化镍渐变吸收膜为成分渐变膜，其中从所述的抗红外反射膜开始至减反射膜为止氮的含量逐渐减少，而氧的含量逐渐增加。
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