耐候性太陽選擇性吸收涂層的研究.pdf

1、隨著能源和環(huán)境問題的日益嚴(yán)峻，太陽能熱利用技術(shù)中的太陽選擇性吸收涂層的研制及其在工業(yè)上的應(yīng)用成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。太陽能建筑一體化中的光熱轉(zhuǎn)換涂層是太陽能建筑一體化發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)，不僅要求具有較好的選擇性，而且要求直接與外界環(huán)境接觸、具有較好的耐候性。本文在較全面了解選擇吸收涂層的基本類型、作用機(jī)理、制備方法以及國內(nèi)外選擇性吸收涂層的研究工作和最新成果的基礎(chǔ)上，利用設(shè)備簡單、操作方便、成本低廉、污染小的水溶液化學(xué)法對耐候性吸收涂層的制備進(jìn)

2、行研究。 首先，本文利用薄膜光學(xué)理論，選擇兩種多孔涂層計算模型：Maxwell-Garnet理論和Bruggeman理論修正的單層均勻膜模型以及非均勻膜模型。對兩種計算模型進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)修正的單層均勻膜模型與實際的多孔膜差別較大；而按非均勻模型計算的結(jié)果更為接近。利用非均勻模型計算了多孔PbS/Al、PbS/Cu和PbS/Ni涂層的反射曲線，發(fā)現(xiàn)PbS/Cu涂層具有與PbS/Al涂層相似的優(yōu)良光學(xué)性能，具有比PbS/Ni涂層更低

3、的發(fā)射率。利用均勻膜模型計算了具有致密結(jié)構(gòu)的鉬黑涂層的吸收率與涂層厚度的關(guān)系。利用非均勻模型考察了多孔CuO涂層中雜質(zhì)Cu2O對吸收率的影響，發(fā)現(xiàn)純CuO涂層具有更高的吸收率。 其次，采用水溶液化學(xué)法，在堿性條件下用乙酸鉛和硫脲直接在銅鋅合金和純銅片上制備了PbS涂層；用多鉬酸銨和氯化銨在鋁(和鋁合金)片上制備了鉬黑涂層；用次氯酸鈉作為氧化劑，在銅鋅合金和純銅片制備了高純度的CuO涂層。論文探討了反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間、反應(yīng)溶液的p

4、H值、反應(yīng)物配比以及基片前處理方式等操作條件對三種太陽光譜選擇性涂層的吸收率的影響，獲得了它們的適宜制備條件。通過XPS、SEM、紫外可見近紅外分光光度計和傅立葉變換紅外光譜儀等對以上三種涂層進(jìn)行了表征。比較了一定厚度下PbS涂層、鉬黑涂層和CuO涂層的吸收率計算值與實測值，結(jié)果吻合較好。 最后，在PbS、鉬黑和CuO涂層上加涂TiO2膜制備了復(fù)合涂層，并對比了原涂層與復(fù)合涂層的吸收率、耐溫性、耐腐蝕性、耐磨性、隔熱保溫性和自清