一种太阳能接收器，包括吸热管，该吸热管形成一腔体，该腔体一端设有一开口，以接收集中入射的太阳光，而该吸热管一端与工作流体进口管连接，而另一端与工作流体出口管连接，并且该吸热管表面依次涂有半导体涂层与氧化物保护层，如此可以提高对太阳光的吸收效率，并可降低接收器的黑体辐射损失，从而利于提高太阳光热能吸收效率。
【技术实现步骤摘要】
太阳能接收器
本专利技术涉及一种太阳能接收器，属于太阳能热利用
技术介绍
与本专利技术相关的现有技术可参考美国专利4，449，514所示，其所揭示的容积式太 阳能接收器包括一圆柱形壳体，在该圆柱形壳体的内表面排设有吸热管，该吸热管两端连 接工作流体出口管与进口管，而该壳体的一端呈开口设置，以便接收集中的入射光，当被集 中的太阳光自该壳体的开口射入后从而加热吸热管内的工作流体，之后被加热的工作流体 从出口管流出，用以产生蒸汽或投入至其他应用。在实际使用中该吸热管通常为铜管或铁 管，由于上述吸热管没有光谱选择性，因此对于太阳光的吸收率很低，同时红外发射率很 高，从而导致接收器的黑体辐射大，因此降低了接收器整体的光能-热能转换效能。同时， 由于接收器的工作温度高达380°C -400°C，同时吸热管是直接暴露于空气中，因此金属材 质的吸热管很容易被氧化或被腐蚀，使用寿命比较短。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种太阳能接收器，用以克服现有接收器在高温应用时光 能_热能转换效率较低且使用寿命短的缺陷。为实现上述目的，实施本专利技术的一种太阳能接收器包括吸热管，该吸热管排布形 成一腔体，该腔体一端设有一开口，以接收集中入射的太阳光，而该吸热管一端与工作流体 进口管连接，而另一端与工作流体出口管连接，并且该吸热管表面依次涂有半导体涂层与 氧化物保护层。依据上述主要特征，该太阳能接收器在与开口相对的另一端设有一反射体，该反 射体延伸至该腔体内，以将入射的太阳光反射至吸热管上。依据上述主要特征，该反射体为圆锥状或三角锥形或方锥状。依据上述主要特征，该吸热管组合从开口一端到另一端呈倒锥形或半椭圆形排布。依据上述主要特征，该腔体的开口外部覆盖一透明盖体。依据上述主要特征，该透明盖体由高透光率的材料制成。依据上述主要特征，该氧化物保护层为氧化物增透膜，其厚度为四分之一可见光 波长范围内。依据上述主要特征，该接收器外部设有一壳体，并且壳体与吸热管组合之间设有 绝热保温层。依据上述主要特征，该该半导体涂层材料为Ge、Si、GaAS、GaN等半导体材料之一。依据上述主要特征，该氧化物保护层材料为A1203或Si02。与现有技术相比较，本专利技术通过利用在金属吸热管外涂覆半导体涂层与氧化物保 护层，如此可利用半导体材料的禁带宽度，可吸收可见光、紫外光等能量高的光线，同时也不吸收红外光并且也不对外发射红外光，从而令该接收器腔体的热平衡温度较小，以降低 接收器的黑体辐射及提高提高光能-热能转换效率，同时利用氧化物保护层可以令半导体 涂层与金属吸热管与空气隔离，从而避免半导体涂层与金属吸热管氧化，从而增加接收器 的使用寿命。附图说明图1为实施本专利技术的太阳能接收器的剖视示意图。图2为图1所示太阳能接收器的吸热管剖面示意图。 图3为太阳辐照度曲线。实施方式请参阅图1所示，为实施本专利技术的太阳能集热器1的剖视示意图，该太阳能集热器 1包括一壳体13，在具体实施时，该壳体13外表面呈流线形(如半圆形或椭圆形)，从而减 少空气阻力，并且该壳体13内部排设有吸热管10，该吸热管10呈螺旋式排布由此形成一腔 体100，并且该腔体100 —端设有一开口 101，以便太阳光聚光器(未图示)所聚集的太阳 光15从该开口 101射入该腔体100内部，以便吸热管10吸收。并且该吸热管10表面依次 涂覆有半导体涂层104与氧化物保护层105 (容后详述)。另外，该壳体13在开口 101外部覆盖一透明盖体11，该透明盖体11呈平板设置。 或者，该透明盖体11也可向背离开口 101的方向凸出并呈曲面设置，如此经聚光器集中的 太阳光15以垂直于该曲面的方向从该透明盖体11透射至该腔体100内，如此可减少反射， 从而最大效率的利用被集中的太阳光15，在实施时，该透明盖体11可为双曲面或其他形 状。较佳的，该透明盖体11由高透光率的材料制成。再者，为了减少入射至腔体100内的太阳光15再反射至大气中，该壳体13在与开 口 101相对的另一端设有一反射体12，该反射体12延伸至该腔体100内，如此可将被吸热 管10表面反射的太阳光15再反射至至吸热管10上，以增加太阳光在该腔体100内部反射 的次数，从而更好地利于吸热管10吸收太阳光15。在具体实施时，该反射体12可为圆锥 状、三角锥状或方锥状之一。另外，该吸热管10呈螺旋状排布，并且从开口 101 —端到另一端的螺旋半径逐渐 减小，以令该吸热管10呈倒锥形或半椭圆形排布，即令吸热管10的弯折曲率产生变化，如 此温度低的工作流体自开口 101 —端的工作流体进口管102进入吸热管10后被加热，并通 过将吸热管10弯折曲率的变化，从而促进流体径向混合，如此可令流体充分混合以吸收热 量并从工作流体出口管103流出，从而提高热交换效率。再者，该壳体13与吸热管10之间设有绝热保温层14，以便防止吸热管10吸收的 热量传导至壳体13外部，当然还可以是其他的防止热辐射的结构，此处不再赘述。请参阅图2所示，为图1所示太阳能接收器的吸热管剖面示意图，即实施本专利技术的 吸热管10表面依次涂覆有半导体涂层104与氧化物保护层105，该半导体涂层104是作为 选择性吸收涂层，在太阳能利用领域，理想的选择性吸收材料是对太阳光的可见光部分完 全吸收，即对可见光波段的光线吸收率高，而对红外波段具有很高的反射率，同时也利用基 底金属材料(金属吸热管)的低红外发射率而提高整个吸热管的红外反射率，即尽可能降 低红外区域的发射率，以减小接收器的黑体辐射。由于半导体材料中存在禁带宽度Eg，它只能吸收能量大于Eg的波长，所以存在一个截止波长λ c ( λ c ( μ m) = 1. 24/Eg (eV))，即只有 波长λ < Xc的可见、紫外光等，才能使半导体中电子发生跃迁进入导带，引起电子与晶格 中质点碰撞，将光能转化为热能；而对于波长λ > λ c的红外光因为能量低不被吸收而透 过此半导体涂层，并利用金属吸热管(通常为铜或铁)的高反射特性反射出来，从而构成了 半导体涂层的光谱选择性吸收作用。通常Ge、Si、GaAs的禁带宽度分别为0. 66eV、l. 12eV、 1.42eV，即其对应的截止波长λ c ( μ m)相应为1.88,1. 11、0. 87，从图3可知，而高达45% 的太阳辐射能量集中波长为(0.3-0.7μπι)的可见光的光谱范围内，因此利用上述半导体 材料的涂层可以很好地吸收可见光。而该氧化物保护层105主要是消光系数很小的电介质，如Al2O3, SiO2等，厚度通常 是四分之一可见光波长范围内，可以起到增透可见光的作用，同时该氧化物保护层105具 有较强的抗腐蚀能力和热稳定性，从而也可保护半导体涂层104与金属吸热管10，防止氧 化及腐蚀。虽然半导体材料由于介电常数较高，表面反射大，但通过对容积式太阳能接收器 结构或形状的改进(如增加上述的反射体12)，可令反射的光线经过多次反射后便可全部 吸收，因此不会影响对可见 光波段光线的吸收率。综上所述，本专利技术通过利用在金属吸热管外涂覆半导体涂层与氧化物保护层，如 此可利用半导体材料的禁带宽度，可吸收可见光、紫外光等能量高的光线，同时也不吸收红 外光并且也不对外发射红外光，从而令该接本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种太阳能接收器，该太阳能接收器包括吸热管，该吸热管排布形成一腔体，该腔体一端设有一开口，以接收集中入射的太阳光，而该吸热管一端与工作流体进口管连接，而另一端与工作流体出口管连接，其特征在于：该吸热管表面依次涂有半导体涂层与氧化物保护层。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：项晓东，
申请(专利权)人：益科博能源科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]
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