热光转换构件制造技术

技术编号:19127188 阅读:23 留言:0更新日期:2018-10-10 08:30
一种能够获得达到1000℃的耐热性的热光转换构件,其特征在于,具备:金属体、设置于上述金属体的一表面上的第1电介质层、设置于上述第1电介质层的与上述金属体侧相反侧的另一表面上的复合层和设置于上述复合层的与上述第1电介质层相反侧的另一表面上的第2电介质层,其中,上述复合层是在金属或半导体的氧化物中分散地设置有上述金属或上述半导体而成的层。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】热光转换构件
本专利技术涉及将来自热源的辐射能(辐射光)转换成具有规定的波长分布的光的热光转换构件。
技术介绍
作为利用500℃以上的温度区域的废热(余热)的方法,热光伏(TPV:thermophotovoltaic)发电受到注目。就热光伏发电而言,将热能(辐射光)通过热光转换构件进行波长选择而转换成具有规定的波长分布的光,将被转换的光从热光转换构件中放射出来,再将从热光转换构件中放射出来的光通过光电转换(PV:photovoltaic)元件而转换成电。热光伏发电由于能够由热能直接获得电能,因此能量转换效率好。对由热源产生的辐射能(辐射光)进行波长选择的热光转换构件的辐射特性与将来自热光转换构件的辐射光转换成电的光电转换元件的吸收特性的波长匹配变得重要。因此,期望开发能够选择性地放射出光电转换元件能够转换成电的波长的热光转换构件。专利文献1中,作为热光转换构件,公开了包含至少1种半导体与至少1种金属材料的复合材料的热光转换构件。专利文献1中,作为半导体,例示出了FeSiX(X=0.5~4),作为金属材料,例示出了Ag、Mo、Cu。专利文献2中,作为热光转换构件,公开了包含至少1种半导体与电介质的复合材料的热光转换构件。专利文献2中,作为半导体,例示出了FeS2、Mg2Si、Zn3As2、Ge,作为电介质,例示出了SiO2、Al2O3、AlN。专利文献3中公开了一种热转换元件,其在基材的上表面、下表面层叠有红外辐射材料层和防反射层。作为这样的热交换元件的一个例子,公开了红外辐射材料层为Cr和Cr2O3的金属陶瓷膜、防反射膜为Cr2O3的例子。专利文献4中公开了一种热光伏发电用发射体,其是在Fe、Co、Ni、不锈钢等基板上设置有β-FeSi2等防反射膜而成。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2014-85099号公报专利文献2:日本特开2014-85101号公报专利文献3:国际公开第2012/056806号专利文献4:日本特开2011-096770号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题专利文献1~4中公开的热光转换构件由于构成复合材料的材料彼此在达到1000℃的高温下发生反应而导致波长选择性劣化,因此存在无法得到充分的耐热性这样的问题。本专利技术鉴于上述的情况,目的是提供能够获得达到1000℃的耐热性的热光转换构件。用于解决课题的手段本专利技术的专利技术者们为了提高热光转换构件的耐热性,对其构成进行深入研究,完成了本专利技术。其主旨如下所述。(1)一种热光转换构件,其特征在于,具备:金属体、设置于所述金属体的一表面上的由电介质形成的下层、设置于所述下层的与所述金属体侧相反侧的另一表面上的复合层和设置于所述复合层的与所述下层相反侧的另一表面上的由电介质形成的上层,其中,所述复合层是在所述金属或所述半导体的氧化物中分散地设置有金属或半导体而成的层。(2)根据上述(1)的热光转换构件,其特征在于,分散于所述复合层中的金属或半导体为选自Cr、Si、Ta及Ti中的1种,所述下层和所述上层为所述金属或所述半导体的氧化物。(3)根据上述(1)的热光转换构件,其特征在于,分散于所述复合层中的金属或半导体为选自Cr、Si、Ta及Ti中的1种,所述下层为所述金属或所述半导体的氧化物或者SiO2,所述上层为SiO2。(4)根据上述(1)~(3)中任一项的热光转换构件,其特征在于,所述复合层的物理膜厚为5nm到200nm,所述下层及所述上层的物理膜厚为10nm到300nm。(5)一种热光转换构件,其特征在于,具备:金属体、设置于所述金属体的一表面上的复合层和设置于所述复合层的与所述金属体相反侧的另一表面上的由电介质形成的上层,其中,所述复合层是在所述金属或所述半导体的氧化物中分散地设置有金属或半导体而成的层。(6)根据上述(5)的热光转换构件,其特征在于,分散于所述复合层中的金属或半导体为选自Cr、Si、Ta及Ti中的1种,所述上层为所述金属或所述半导体的氧化物。(7)根据上述(5)的热光转换构件,其特征在于,分散于所述复合层中的金属或半导体为选自Cr、Si、Ta及Ti中的1种,所述上层为SiO2。(8)根据上述(5)~(7)中任一项的热光转换构件,其特征在于,所述复合层的物理膜厚为5nm到200nm,所述上层的物理膜厚为10nm到300nm。(9)一种热光转换构件,其特征在于,具备:金属体、设置于所述金属体的一表面上的由电介质形成的下层和设置于所述下层的与所述金属体侧相反侧的另一表面上的复合层,其中,所述复合层是在所述金属或所述半导体的氧化物中分散地设置有金属或半导体而成的层。(10)根据上述(9)的热光转换构件,其特征在于,分散于所述复合层中的金属或半导体为选自Cr、Si、Ta及Ti中的1种,所述下层为所述金属或所述半导体的氧化物。(11)根据上述(9)的热光转换构件,其特征在于,分散于所述复合层中的金属或半导体为选自Cr、Si、Ta及Ti中的1种,所述下层为SiO2。(12)根据上述(9)~(11)中任一项的热光转换构件,其特征在于,所述复合层的物理膜厚为5nm到200nm,所述下层的物理膜厚为10nm到300nm。(13)根据上述(1)~(12)中任一项的热光转换构件,其特征在于,所述金属体为Ti-W-Si层或W-Si/Ti-W-Si层。(14)根据上述(1)~(13)中任一项的热光转换构件,其特征在于,具备:设置于所述金属体的与所述一表面相反侧的另一表面的基板和设置于所述基板的与所述金属体侧相反侧的表面的灰体。(15)根据上述(14)的热光转换构件,其特征在于,所述基板由Si或石英形成。(16)根据上述(14)的热光转换构件,其特征在于,所述基板由Si形成,在所述基板与所述金属体之间具备SiO2膜。(17)根据上述(14)的热光转换构件,其特征在于,所述基板为金属基板。(18)根据上述(17)所述的热光转换构件,其特征在于,所述金属基板由Fe合金或Ni合金形成。(19)根据上述(14)~(18)中任一项的热光转换构件,其中,所述灰体具备SiC、Fe氧化物、Cr氧化物、Ni氧化物或者Fe氧化物、Cr氧化物及Ni氧化物的复合氧化物中的至少一种。专利技术效果根据本专利技术,能够获得具有达到1000℃的耐热性的热光转换构件。附图说明图1是示意地表示热光伏发电系统的构成的图。图2是示意地表示热光伏发电系统中的来自热源的辐射能(辐射光)、来自热光转换构件的辐射光和光电转换元件的吸收波长区域的关系的图。图3是示意地表示第1实施方式的热光转换构件的构成的纵向剖面图。图4是示意地表示第2实施方式的热光转换构件的构成的纵向剖面图。图5是示意地表示第3实施方式的热光转换构件的构成的纵向剖面图。图6是表示由实施例5的热光转换构件中放射出的光的分光放射率(光谱发射率;spectralemissivity)的图。图7是表示由实施例12的热光转换构件中放射出的光的分光放射率的图。图8是表示由实施例19的热光转换构件中放射出的光的分光放射率的图。图9是表示由实施例23的热光转换构件中放射出的光的分光放射率的图。图10是表示由实施例25的热光转换构件中放射出的光的分光放射率的图。图11是表示由实施例26的热光转换构件中放射出的光的分光放射率的图。图12是表示由实本文档来自技高网
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热光转换构件

【技术保护点】
1.一种热光转换构件,其特征在于,具备:金属体、设置于所述金属体的一表面上的由电介质形成的下层、设置于所述下层的与所述金属体侧相反侧的另一表面上的复合层、和设置于所述复合层的与所述下层相反侧的另一表面上的由电介质形成的上层,其中,所述复合层是在所述金属或所述半导体的氧化物中分散地设置有金属或半导体而成的层。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.31 JP 2016-0712721.一种热光转换构件,其特征在于,具备:金属体、设置于所述金属体的一表面上的由电介质形成的下层、设置于所述下层的与所述金属体侧相反侧的另一表面上的复合层、和设置于所述复合层的与所述下层相反侧的另一表面上的由电介质形成的上层,其中,所述复合层是在所述金属或所述半导体的氧化物中分散地设置有金属或半导体而成的层。2.根据权利要求1所述的热光转换构件,其特征在于,分散于所述复合层中的金属或半导体为选自Cr、Si、Ta及Ti中的1种,所述下层和所述上层为所述金属或所述半导体的氧化物。3.根据权利要求1所述的热光转换构件,其特征在于,分散于所述复合层中的金属或半导体为选自Cr、Si、Ta及Ti中的1种,所述下层为所述金属或所述半导体的氧化物或者SiO2,所述上层为SiO2。4.根据权利要求1~3中任一项所述的热光转换构件,其特征在于,所述复合层的物理膜厚为5nm到200nm,所述下层及所述上层的物理膜厚为10nm到300nm。5.一种热光转换构件,其特征在于,具备:金属体、设置于所述金属体的一表面上的复合层、和设置于所述复合层的与所述金属体相反侧的另一表面上的由电介质形成的上层,其中,所述复合层是在所述金属或所述半导体的氧化物中分散地设置有金属或半导体而成的层。6.根据权利要求5所述的热光转换构件,其特征在于,分散于所述复合层中的金属或半导体为选自Cr、Si、Ta及Ti中的1种,所述上层为所述金属或所述半导体的氧化物。7.根据权利要求5所述的热光转换构件,其特征在于,分散于所述复合层中的金属或半导体为选自Cr、Si、Ta及Ti中的1种,所述上层为SiO2。8.根据权利要求5~7中任一项所述的热光转换构件,其特征在于,所述复合层的物理膜厚为5nm到200nm,所述...

【专利技术属性】
技术研发人员:德丸慎司宇野智裕
申请(专利权)人:新日铁住金株式会社
类型:发明
国别省市:日本,JP

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