一种太阳能平板集热器板芯及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种太阳能平板集热器板芯及其制备方法。所述太阳能平板集热器板芯包括依次层叠的反射层、保护层、吸收层和减反射层，所述保护层由锆氧化物、铝氧化物和硅氧化物中的至少一种组成。本发明专利技术提供的太阳能平板集热器板芯能够在长时间使用后仍具有较高的吸收率。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供了。所述太阳能平板集热器板芯包括依次层叠的反射层、保护层、吸收层和减反射层，所述保护层由锆氧化物、铝氧化物和硅氧化物中的至少一种组成。本专利技术提供的太阳能平板集热器板芯能够在长时间使用后仍具有较高的吸收率。【专利说明】
本专利技术涉及一种太阳能平板集热器板芯，以及该太阳能平板集热器板芯的制备方法。
技术介绍
太阳能平板集热器板芯是组成各种太阳能热利用系统的关键部件。其基本工作原理是太阳光透过透明盖板照射到设置有吸收层的太阳能平板集热器板芯上。其中，大部分太阳辐射能为吸收层所吸收，转变为热能，并传向流体通道中的工质。太阳能平板集热器板芯是太阳能平板型集热器的核心部件，起着吸收太阳辐射能量并向集热器的传热工质传递热量的双重作用。太阳能平板集热器板芯主要由金属反射层、吸收层和减反层组成。随着科技的发展，近年来开发出了越来越多的太阳能平板集热器板芯。CN202141821U公开了一种中高温太阳能选择性吸收涂层，该吸收涂层由主体、红外反射层、吸收层和减反射层构成。其中，所述的太阳能选择性吸收涂层沉积在主体外表面，从主体起依次为红外反射层、吸收层和减反射层。所述红外反射层是金属铝膜。所述吸收层由四个亚层构成:第一亚层沉积在红外反射层上，厚度为100-160nm ;第二亚层沉积在第一亚层上，厚度为70-140nm ;第三亚层沉积在第二亚层上，厚度为100_160nm ;第四亚层沉积在第三亚层上，厚度为70-140nm。所述减反射层为NbN层，厚度为80_150nm。然而，该中高温太阳能选择性吸收涂层并不能解决反射层金属扩散恶化吸收层性能。因此，在长期使用下，该中高温太阳能选择性吸收涂层对太阳光的吸收效率会出现显著下降。CN10212006A公开了一种太阳光谱选择性吸收涂层，该吸收涂层在不锈钢或铜的基底上由里向外依次设有第一扩散阻挡层、高红外反射层、第二扩散阻挡层、吸收层、第三扩散阻挡层、减反射层和防护层。其中，吸收层分为两层:第一吸收层和第二吸收层。第一扩散阻挡层、第二扩散阻挡层和第三扩散阻挡层均为TiAIN。高红外反射层为纯金属Cu和Al中的一种。吸收层中的第一吸收层和第二吸收层均为TiAlN和AlN形成的混合物，其中，在第一吸收层中，TiAlN的体积百分数为40-80%，AlN的体积百分数为20-60% ;在第二吸收层中，TiAlN的体积百分数为15-50%，AlN的体积百分数为50-85%。减反射层为A1N。防护层为Si02。然而，在长期使用后，该太阳光谱选择性吸收涂层对太阳光的吸收效率也会出现显著下降。CN101793437A公开了一种多用途太阳光谱选择性吸收涂层，该吸收涂层自基体至表面依次为:红外高反射层，材料为铜或铝，厚度为80-150nm。吸收层，所述吸收层置于红外高反射层与减反射层之间。由红外高反射层至减反射层依次包括第一吸收层和第二吸收层。其中，第一吸收层的材料为钛氮氧，厚度为30-150nm。第二吸收层的材料为钛铝氮氧，厚度为30-150nm。减反射层，由吸收层起依次包括第一独立减反射层、第二独立减反射层和第三独立减反射层。第一独立减反射层的材料为氮化铝，第二独立减反射层的材料为铝氮氧，第三独立减反射层的材料为氧化铝。该多用途太阳光谱选择性吸收涂层的缺陷在于:一方面，无法阻止长时间高温作用下反射层金属破坏吸收层材料，导致钛铝氮氧甚至钛铝氮氧性能恶化；另一方面，钛铝氮氧、钛铝氮氧及金属反射层材料在长时间高温作用下会被氧化，从而破坏其吸收率和发射率，且耐氧化温度较低。CN201377927Y公开了一种太阳能选择性吸收涂层，其包括依次镀制的纯金属底层、吸收层和减反射层。其中，纯金属底层是以Al靶为溅射阴极的非反应溅射工艺镀制的结构层；减反射层是以Al为溅射阴极在匹配量的氮气、活性气体和氧气条件下镀制的AlNxCyOz多组分均质介质膜。该太阳能选择性吸收涂层的缺陷在于:无法阻止长时间高温作用下反射层金属破坏吸收层材料AlNxCyOz,而且AlNxCyOz及金属反射层材料在长时间高温作用下会被氧化，从而破坏其吸收率和发射率，且AlNxCyOz的耐氧化温度较低。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了提供一种新的太阳能平板集热器板芯、以及该太阳能平板集热器板芯的制备方法。本专利技术提供了一种太阳能平板集热器板芯，其中，该太阳能平板集热器板芯包括依次层叠的反射层、保护层、吸收层和减反射层，所述保护层由锆氧化物、铝氧化物和硅氧化物中的至少一种组成。本专利技术还提供了一种太阳能平板集热器板芯的制备方法，该方法包括依次在反射层上形成保护层、吸收层和减反射层，所述保护层由锆氧化物、铝氧化物和硅氧化物中的至少一种组成。本专利技术的专利技术人经过深入的研究发现，现有的太阳能平板集热器板芯在长时间使用后吸收率会出现显著的下降。推测其原因，可能是由于:现有的太阳能平板集热器板芯通常包括依次层叠的反射层、吸收层和减反射层。随着使用时间的延长，反射层的金属材料将逐渐扩散到吸收层表面、然后再渗透到吸收材料晶格内部，使吸收层中有效吸收物质的表面结构甚至内部结构发生变化，从而严重降低其吸收率。而本专利技术提供的太阳平板能集热器板芯通过在反射层和吸收层之间加设由锆氧化物、铝氧化物和硅氧化物中的至少一种组成的保护层，能够使得到的太阳能平板集热器板芯在长时间使用后仍具有较高的吸收率。推测其原因，可能是由于:由锆氧化物、铝氧化物和硅氧化物中的至少一种组成的保护层阻止了所述反射层的金属材料扩散到吸收层表面，从而能够有效防止吸收层的表面结构和内部结构发生变化，因此，太阳能平板集热器板芯在长时间使用后吸收率几乎不会出现下降。本专利技术的其他特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。【具体实施方式】以下对本专利技术的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。本专利技术提供的太阳能平板集热器板芯包括依次层叠的反射层、保护层、吸收层和减反射层，所述保护层由锆氧化物、铝氧化物和硅氧化物中的至少一种组成。其中，锆氧化物、铝氧化物和硅氧化物的种类为本领域技术人员公知，例如，所述锆氧化物和硅氧化物的通式一般可以为MOx (其中，M为锆或硅，O < X ^ 2)，所述铝氧化物的通式一般可以为Al2Oy (其中，O < y≤3)。具体地，通式为MOx (O < x≤2)的氧化物例如可以包括但不限于:Zr0、Zr203、Zr3O5、Zr4O7、SiO2和SiO中的一种或多种，通式为Al2Oy (O< y ^ 3)的氧化物例如可以为Al2O3和/或AlO0本专利技术对所述保护层的厚度没有特别地限定，可以根据实际情况进行合理选择，例如，所述厚度可以为5-100nm，这样便能够满足实际使用的需求，实现在长时间使用后仍具有较高的吸收率的目的。本专利技术的改进之处在于在所述反射层与吸收层之间加设由锆氧化物、铝氧化物和硅氧化物中的至少一种组成的保护层，而所述反射层、吸收层和减反射层的种类和厚度均可以为本领域的常规选择。通常来说，所述反射层主要起到提高太阳能平板集热器的红外反射率的作用，该层处于太阳能平板集热器板芯的最底部。所述反射层的材料例如可以选自铝、铜、不锈钢和钛中的一种或多本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能平板集热器板芯，其特征在于，该太阳能平板集热器板芯包括依次层叠的反射层、保护层、吸收层和减反射层，所述保护层由锆氧化物、铝氧化物和硅氧化物中的至少一种组成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：许静，周芳享，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44