本发明专利技术涉及一种在一个太阳能吸收组件上制备一层选择性吸收薄膜的方法，该方法包括如下几个步骤：-提供一个具有金属表面的衬底（1），-确定所述金属表面的内表面，-确定生成所述吸收组件所需的单位面积内的电荷量与所述内表面的相互关系，-按照如下两个步骤利用电解法生成所述吸收薄膜（3），步骤1：通过直流阳极氧化工艺在所述衬底（1）的所述金属表面上形成一层多孔氧化薄膜；步骤2：对所述氧化薄膜的所述孔隙进行交流着色处理，其中所述直流阳极氧化和所述交流着色的过程中必须达到每个步骤中所需的由所述内表面确定的单位面积内的电荷量，其中，用于所述直流阳极氧化的单位面积内的电荷量ρA和用于所述交流着色的单位面积内的电荷量ρP之间的比例关系ρA/ρP=0.65至0.8。此外，本发明专利技术还涉及一种根据本发明专利技术方法制备的太阳能吸收组件（10）。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种在一个太阳能吸收组件上制备一层选择性吸收薄膜的方法以及根据这种方法制备的一种太阳能吸收组件。
技术介绍
随着化石类能源供应的日益紧张，对于太阳能的利用在工业化国家的地位显得越来越重要。一方面，太阳能辐射的能量可以通过光伏技术直接转化成电能。另外一方面，太阳能还可以用于传统的太阳能热力平板集热器和太阳能热电站（聚光太阳能发电站，CSP）中。在这种太阳能热电站中，聚焦反射面将射入吸收面的太阳光聚集起来并对其加热，其中该吸收面在其反面与一个导热介质相接触，例如导热油或者加热的蒸气。随后，在吸收器内进一步加热的蒸气以及在一个由加热的导热油供给的热交换器内生成的蒸气以已知的方式驱动一个涡轮机和一个与该涡轮机相连的发电机，从而产生电能。此外，储热装置可实现全天无时间限制的发电。太阳能热电站具有一种特殊的形式，即所谓的碗状槽式电站。这种碗状槽式电站包括多个碗状槽式集热器，这些集热器的反面由长达400米的槽道组成，其中该槽道由截面呈抛物线形状的反射镜段构成，在其聚焦线上设置真空绝热吸收管，即所谓的吸收器，借此太阳能辐射可聚焦成80倍的辐射强度。为了保持相对于太阳的最佳位置，槽道可以根据太阳的昼夜周期调整位置。除了反射镜的光学精度以外，各个长约4米、通过一个玻璃外壳实现真空绝热的吸收器也在碗状槽式集热器中起到了关键的作用，其中该吸收器用于将太阳能辐射转化成热能。吸收器包括一个套管和一个被套管包围的钢制吸收管，该套管由一个带有薄膜的、高度透明的、结实的硼硅玻璃组成，该吸收管必须吸收尽可能多的太阳能辐射并发射出尽可能少的热辐射。由于钢材和套管不同的热膨胀系数，套管必须与一个钢质波纹管固定在一起。为了实现最大程度地吸收太阳能辐射及最小程度地放射，吸收管表面上稳定的、高选择性的镀膜是至关重要的。该吸收管必须能够吸收大部分波长在0.3至2.5微米的辐射（取决于吸收器表面的工作温度；对于平板集热器，当工作温度T=100℃时，可吸收的辐射的最大波长为2.5微米，对于CSP设备，当工作温度T=250-400℃时，可吸收的辐射的最大波长为1.2微米），这种波长范围内的太阳能辐射包含太阳能辐射的大部分能量。而重新发射出来的、不可用的热辐射（波长在4.0至50微米范围内）应该尽可能少地保留下来。此外，热辐射率ε应该具有热稳定性。在实际中，已经公开过多种制作吸收组件（例如作为太阳能平板集热器的原件）的实施方式。例如，专利申请文件DE 2850134A1中公开的一种平板状铝质太阳能吸收器的制备方法：通过阳极氧化工艺在平板元件的一面生成一层多孔的铝质薄膜，随后通过某种金属的电解沉积对孔隙进行着色处理，例如镍，钴，铜，铁，锡，银，或者锌。通过铝表面的阳极氧化以及随后在孔隙的金属色素沉积可达成对波长从0.3至2.5微米的太阳能辐射的高吸收率，同时还保证较低的热辐射。此外，太阳能吸收器可有效地防止腐蚀。然而，这种方式也存在缺点：为了吸收可见光谱而必须精确地设定的薄膜厚度只有在保持环境条件精确、恒定的情况下才能达成，即恒定的温度、恒定的压力和恒定的电解液浓度。即使对于理想的衬底材料，温度上的不稳定（在工业条件下的生产过程中会始终出现）也会导致薄膜在厚度上的不稳定，从而导致吸收特性上的不同以及视觉印象上的不同。除了上述通过电解法在太阳能吸收组件上生成吸收薄膜，还可以通过其他的公开的镀膜方法在真空环境下实现，例如物理气相沉积（PVD）。然而，这种方法所需的设备费用很高，对于一个长度在数米的吸收管或者更普遍的平板产品，这种昂贵的工艺在工业规模上的生产不具备经济性。
技术实现思路
由此，本专利技术的目的在于提供一种在一个太阳能吸收组件上制备一层选择性吸收薄膜的方法，借助该方法，可以在保证高可重复性和最大吸收系数，进而实现最优的实用性的情况下，大规模地在各种几何形状的金属表面上生成高选择性的吸收薄膜，特别的是在管状组件、平板产品以及卷材产品上生成高选择性的吸收薄膜。同时，应该以低的投资成本来实现这种方法。根据本专利技术，上述目的可以通过一种在一个太阳能吸收组件上制备一层选择性吸收薄膜的方法来达成，该方法包括以下一个步骤：-提供一个具有金属表面的衬底，-确定所述金属表面的内表面，-确定生成所述吸收组件所需的单位面积内的电荷量与所述内表面的相互关系，-按照如下两个步骤利用电解法生成所述吸收薄膜，步骤1：通过直流阳极氧化工艺在所述衬底的所述金属表面上形成一层多孔氧化薄膜；步骤2：对所述氧化薄膜的所述孔隙进行交流着色处理，其中所述直流阳极氧化和所述交流着色的过程中必须达到每个步骤中所需的由所述内表面确定的单位面积内的电荷量，其中，用于所述直流阳极氧化的单位面积内的电荷量ρA和用于所述交流着色的单位面积内的电荷量ρP之间的比例关系ρA/ρP=0.65至0.8。本专利技术具有一个特别的优点：借助本专利技术的方法，可以在所述金属衬底表面上生成一种具有高准确度和最大可重复性的选择性吸收薄膜。通过确定生成所述吸收组件所需的单位面积内的电荷量与所述金属衬底表面的所述预先确定的内表面的相互关系可以确保，环境条件（例如空气温度和空气压力以及电解液的温度以及电解液内的离子浓度）上不可完全抑制的波动不会对镀膜效果产生不利的影响。本专利技术的专利技术人在前期准备阶段所做的实验显示，当在一个完全理想的衬底表面上生成选择性吸收薄膜，若选择一天当中不同的时间（即存在轻微的温度上的差异），在镀膜过程中就会出现明显的不同，从而使得到的薄膜在厚度上存在差异，并最终导致吸收特征上的不一致。根据法拉第电解定律（电荷量与电解量以及薄膜生成量呈严格的正比关系），可以在不取决于外部环境参数的条件下，生成均匀且具有可重复性的薄膜。在此，就需要确定所需的电荷量与所述内表面的相互关系，其中该内表面可以根据所述衬底的微观性质与其宏观上可确定的表面区别开来。根据本专利技术，可以按照如下两个步骤利用电解法生成所述吸收薄膜，步骤1：通过直流阳极氧化工艺在所述衬底的所述金属表面上形成一层多孔氧化薄膜。近年来，这种阳极氧化工艺（\Eloxieren\）特别的是被大规模地运用在铝质表面上，由此可以大批量地生产出多孔的氧化薄膜。例如，通过阳极氧化，可在铝质表面上生成一层Al2O3薄膜。而对于铜而言，可在其表面生成一层氧化铜薄膜。步骤2：对所述氧化薄膜的所述孔隙进行交流着色处理，其中所述直流阳极氧化和所述交流着色的过程中必须达到每个步骤中所需的由所述内表面确定的单位面积内的电荷量，随后再中断。通本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.03.23 DE 102010012573.31.在一个太阳能吸收组件（10）上制备一层选择性吸收薄膜的方法，该方法包括如
下几个步骤：
-提供一个具有金属表面的衬底（1），
-确定所述金属表面的内表面，
-确定生成所述吸收组件所需的单位面积内的电荷量与所述内表面的相互关系，
-按照如下两个步骤利用电解法生成所述吸收薄膜（3），步骤1：通过直流阳极氧
化工艺在所述衬底（1）的所述金属表面上形成一层多孔氧化薄膜；步骤2：对所
述氧化薄膜的所述孔隙进行交流着色处理，其中所述直流阳极氧化和所述交流着
色的过程中必须达到每个步骤中所需的由所述内表面确定的单位面积内的电荷
量，
其中，用于所述直流阳极氧化的单位面积内的电荷量ρA和用于所述交流着色的单位
面积内的电荷量ρP之间的比例关系ρA/ρP=0.65至0.8。
2.如权利要求1中所述的方法，其特征在于，所述衬底（1）为一个金属组件，特
别的是为一个板状或者管状的组件。
3.如权利要求2中所述的方法，其特征在于，所述衬底（1）为一个金属组件，特
别的是为一个钢组件或者不锈钢组件，该钢组件或者不锈钢组件具有一层有助于
增加附着力的金属表面薄膜（2）。
4.如权利要求3中所述的方法，其特征在于，所述有助于增加附着力的金属表面薄
膜（2）为一层铝质薄膜或者铜质薄膜。
5.如权利要求2中所述的方法，其特征在于，所述衬底（1）为一个充气式枕垫吸
收器，由两个金属薄板通过辊压粘结工艺制备而成。
6.如权利要求2至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述衬底（1）为圆柱形，
所述有助于增加附着力的薄膜覆盖在一个铝管或者铜管上。
7.如权利要求1中所述的方法，其特征在于，所述衬底（1）为箔状物，特别的是
为铝箔或者铜箔。
8.如权利要求1中所述的方法，其特征在于，所述衬底（1）为一个玻璃衬底，特
别的是为一个TCO镀膜的玻璃衬底。
9.如权利要求1至8中任一项所述的方法，其特征在于，所述衬底材料的所述金属
表面的所述内表面借助原子力显微镜来确定。
10.如权利要求1至9中任一项所述的方法，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：迪特尔·奥斯特曼，
申请(专利权)人：ODB科技有限两合公司，
类型：
国别省市：
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