一种太阳能选择吸收发射装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种太阳能选择吸收发射装置，包括基底，所述基底的上下表面分别覆盖有薄膜层，所述薄膜层上通过纳米加工蚀刻有若干等间距的共振腔，在位于基底上表面的薄膜层上的共振腔内以及薄膜层上表面填充有涂层，位于基底下表面的薄膜层上的共振腔裸露于空气中，本实用新型专利技术其利用在基底两端所加工的氮化钛共振腔形成了二维光子晶体结构，二维光子晶体结构大大减少吸收层的自身辐射热损失，提高了系统效率。

Solar selective absorption and emission device

The utility model discloses a solar selective absorption emission device includes a substrate, the substrate of the upper and lower surfaces are respectively covered with thin layer, the thin film layer by etching a cavity of nano machining space, located in the basement of resonance cavity surface film layer and a thin film layer on the surface filled with coating, located in the cavity surface film layer on the substrate are exposed in the air, the utility model has the advantages of the use of titanium nitride resonant cavity in the substrate at both ends of the processing to form a two-dimensional photonic crystal structure, two-dimensional photonic crystal structure can greatly reduce the absorption layer self radiation heat loss, improve the efficiency of the system.

【技术实现步骤摘要】


本技术涉及太阳能光伏发电
，具体涉及一种太阳能选择吸收发射装置。

技术介绍

常规太阳能光伏发电技术由于受到太阳能电池禁带的限制，长波光子辐射不能被全部转化为电能。因此提出了对太阳能全波段进行吸收，然后将吸收的太阳能只在短波进行发射的想法。目前最接近本设计的是一种基于碳纳米管和二维光子晶体的太阳能选择吸收发射装置。在这种装置中，多壁碳纳米光作为太阳能的吸收装置，而一维光子晶体作为太阳能发射装置。
这种装置的缺点为：在这种装置中，由于多壁碳纳米管具有较高的发射率，其在吸收太阳能的同时，也以热辐射的方式向环境中损失热量。这会大大降低吸收器的表面温度，从而降低系统效率。
此外，一维光子晶体为多层层叠结构，这一结构在高温工作过程中，由于受层间热应力的影响，其高温稳定性较差。

技术实现思路

(一)要解决的技术问题
为了克服现有技术不足，现提出一种太阳能选择吸收发射装置实现对太阳能的选择吸收和选择发射，这种选择性吸收可以在对太阳能全部吸收的前提下，有效降低自身辐射，从而提高系统的效率。
(二)技术方案
本技术通过如下技术方案实现：本技术提出了一种太阳能选择吸收发射装置，包括基底，所述基底的上下表面分别覆盖有薄膜层，所述薄膜层上通过纳米加工蚀刻有若干等间距的共振腔，在位于基底上表面的薄膜层上的共振腔内以及薄膜层上表面填充有涂层，位于基底下表面的薄膜层上的共振腔裸露于空气中。
作为一种改进，所述薄膜层采用氮化钛所制而成。
作为进一步改进，所述涂层以及基底均采用氧化铝所制而成。
(三)有益效果
本技术相对于现有技术，具有以下有益效果：
本技术提到的一种太阳能选择吸收发射装置，其利用在基底两端所加工的氮化钛共振腔形成了二维光子晶体结构，二维光子晶体结构大大减少吸收层的自身辐射热损失，提高了系统效率，上层吸收装置的共振腔填充了氧化铝层，而下层发射装置的共振腔内为空气，上层所填充的氧化铝层相对空气而言具有更高的折射率，这可以使该吸收装置吸收波长更长的光子，通过合理设计共振腔尺寸以及填充层厚度，可以使该吸收层完全吸收太阳能全波段的光子。而下层共振腔的空气由于具有较小的折射率，使其发射出的光子能量都集中在更短的波长范围内，通过合理设计其尺寸，可以使发射装置发射的光子波长都小于1100nm，从而全部被半导体硅电池转化为电能，另外材料均采用高熔点材料，使得该装置具有更高的耐高温功能。
附图说明
图1是本技术结构示意图。
图2是本技术截面半剖视意图。
图3是本技术发射率及光谱辐射曲线图。
1-基底；2-薄膜层；3-涂层；21-共振腔。
具体实施方式
为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
如图1和图2所示的一种太阳能选择吸收发射装置，包括基底1，所述基底1的上下表面分别覆盖有薄膜层2，所述薄膜层2上通过纳米加工蚀刻有若干等间距的共振腔21，在位于基底1上表面的薄膜层2上的共振腔21内以及薄膜层2上表面填充有涂层3，位于基底1下表面的薄膜层2上的共振腔21裸露于空气中。
其中，所述薄膜层2采用氮化钛所制而成；所述涂层3以及基底1均采用氧化铝所制而成。
本技术提到的一种太阳能选择吸收发射装置，基底1的上下表面均设置有具有多个共振腔21的薄膜层2，上层的共振腔21内填充有氧化铝所制的涂层3，上层作为吸收装置，上层共振腔21内的氧化铝涂层3相对于下层共振腔21内的空气而言具有更高的折射率，这可以使该吸收装置吸收波长更长的光子，通过合理设计共振腔21尺寸以及涂层3厚度，可以使该吸收装置完全吸收太阳能全波段的光子；下层作为发射装置，下层共振腔21的空气由于具有较小的折射率，使其发射出的光子能量都集中在更短的波长范围内，通过合理设计其尺寸，可以使发射装置发射的光子波长都小于1100nm，从而全部被半导体硅电池转化为电能。
本技术具有对整个太阳能波段全部吸收的能力，见图3中绿色线条的吸收器吸收率，其涵盖了整个太阳能的辐射光谱。而该装置的高发射率低于1100nm，这使得吸收的全部太阳能可以被硅太阳能电池转化为电能。而由于该装置的吸收层在波长大于2500nm的波段具有更小的吸收率/发射率，这可以使得其自身向环境的辐射热损失大大降低。吸收器的辐射光谱在波长大于2500nm的波段将被保留在装置内，从而获得更高的装置温度和系统效率。
上面所述的实施例仅仅是对本技术的优选实施方式进行描述，并非对本技术的构思和范围进行限定。在不脱离本技术设计构思的前提下，本领域普通人员对本技术的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本技术的保护范围，本技术请求保护的
技术实现思路
，已经全部记载在权利要求书中。
本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能选择吸收发射装置，包括基底(1)，其特征在于：所述基底(1)的上下表面分别覆盖有薄膜层(2)，所述薄膜层(2)上通过纳米加工蚀刻有若干等间距的共振腔(21)，在位于基底(1)上表面的薄膜层(2)上的共振腔(21)内以及薄膜层(2)上表面填充有涂层(3)，位于基底(1)下表面的薄膜层(2)上的共振腔(21)裸露于空气中。

【技术特征摘要】
1.一种太阳能选择吸收发射装置，包括基底(1)，其特征在于：所述基底(1)
的上下表面分别覆盖有薄膜层(2)，所述薄膜层(2)上通过纳米加工蚀刻
有若干等间距的共振腔(21)，在位于基底(1)上表面的薄膜层(2)上的
共振腔(21)内以及薄膜层(2)上表面填充有涂层(3)，位于基底(1)

【专利技术属性】
技术研发人员：姜东岳，范曾，李秀云，姜林，
申请(专利权)人：姜东岳，范曾，李秀云，姜林，
类型：新型
国别省市：内蒙古;15