太阳能光热转化选择性吸收涂层研究进展

 随着全球能源、环境问题的日益加剧,太阳能光热利用成为广泛关注的焦点问题之一。太阳能选择性吸收涂层,是太阳能光热转换器件中最核心的部分,对器件的光热转换效率起决定性的影响。本文从太阳能选择性吸收涂层的技术原理出发,综述涂层材料、结构、制备方法、工业化应用等方面的国内外发展状况,探讨太阳能选择性吸收涂层存在的问题及今后研究发展的方向。     

黑镍选择性吸收涂层光学性能研究

研究了黑镍－铜－玻璃选择性吸收涂层的制备，获得了表面光学性能α=0.94,β=0.05-0.06,α/ε=19-6的涂层特征指标。分析了制备条件和膜层厚度及基材表面光洁度对光学性能的影响，并据此提出了较为合理的制备条件的膜层厚度。     

太阳能集热器种类与集热性能提升技术研究进展

 太阳能集热器是太阳能热利用技术的核心部件,其集热性能、集热效率决定了太阳能热利用技术的成熟化发展及适用性推广。本文总结了太阳能热利用的典型方式和应用领域,归纳了集热器的集热原理和类型结构,以提高太阳能集热器集热性能为目标,系统分析了太阳能集热器结构优化、新型集热器吸收材料、太阳能集热器集成相变储能技术和聚光（聚焦）集热技术等方面的最新研究进展及技术动向,进一步指出现阶段太阳能集热器技术研究上的不足,并对下一步的研究提出展望。     

CuCr_2O_4晶体的制备及太阳能选择吸收涂层性能研究

以壳聚糖为结构导向剂,采用水热法制备了一种结构规整、粒径均匀的CuCr_2O_4单晶纳米粒子.用SEM和TEM表征粒子表面形貌,XRD和FTIR表征粒子结构与组成,通过调控水热时间和壳聚糖加入量实现对粒子形貌的调节.将CuCr_2O_4单晶纳米粒子与丙烯酸乳液共混,制备选择性吸收涂层并测试涂层的吸收率与发射率.结果表明,CuCr_2O_4粒子的分散性和粒径大小对光谱选择性吸收性能有很大影响,并最终得到吸收率(α)为0.964、发射率(ε)为0.258的环境友好太阳能选择吸收涂层.     

光谱选择性吸收涂层的理论分析

目前常见的光谱选择性吸收涂层可分为吸收-反射型和干涉型两种,文章对它们的机理做了分析,并认为要制备出理想的涂层应将这两种方法相结合.     

Cr-Al_2O_3太阳能选择性吸收涂层的研究

基于第一性原理计算出Cr、Al2O3的能带结构、态密度以及介电函数,定性地分析了它们的电子结构和光学性能。然后,借助于计算出来的介电函数拟合Cr和Al2O3的消光系数,分析它们对吸收率和发射率的贡献。最后结合计算结果设计出相关实验方案,用等离子喷涂工艺制备出了Cr-Al2O3的金属陶瓷膜,并对其进行了测试与分析。     

撞击流吸收器吸收性能实验研究

利用清水吸收空气中的ＣＯ２,在实验室内考察了撞击流吸收器的吸收性能,并与具有内循环的喷射式吸收器、鼓泡式吸收器进行了对比。实验结果表明,撞击流吸收器的吸收率和体积传质系数明显高于具有内循环的喷射式吸收器和鼓泡式吸收器。对吸收器用于有固体产物生成的吸收过程进行的初步实验表明,撞击流吸收器对Ｈ２Ｓ的吸收率比具有内循环的喷射式吸收器高,且在吸收过程中,无固体产物堵塞喷嘴现象出现。这一结果对进一步将撞击流     

一种高效红外吸收和能量转换涂层的制备与表征

采用固相高温烧结法制备一种可以高效吸收和热能转换的红外功能涂层用填料,借助扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)对涂层填料的形貌、结构进行表征,系统分析涂层材料的物化性能,并对其在燃气传热过程中的实际节能效果进行验证.结果表明:合成的Fe-Mn-Cu体系红外填料具有较高的发射率,用其制备的红外涂层具有较强的耐酸碱性能、较好的附着能力以及较高的耐冲击强度.红外辐射与吸收的匹配程度对燃气的使用效率有重要影响,在金属Al表面涂覆后,使用普通燃气燃烧器可使燃气使用效率提高10.3%,而与红外燃烧器搭配使用时,燃气使用效率提高21.7%.     

Al基底SS-AlN吸收层实验优化研究

利用磁控溅射设备制备了SS-AlN太阳光谱选择性吸收膜,用分光光度计测量样品的光谱反射曲线并与模拟计算所得到的反射曲线进行对比。结果表明:理论模拟曲线与实际测量虽不完全吻合,但其吸收率基本相同。实验测得的用脉冲磁控溅射设备的单层吸收膜吸收率α=90.81%,理论值为92.65%.可见,模拟分析能有效地预测SS-AlN膜层的光学性能。     

选择性发射极太阳电池的制作

文章提供了一种一次扩散制作选择性发射极太阳电池的方法，并利用该方法制作了选择性发射极太阳电池。这种方法所制得的选择性发射极太阳电池比用同种硅材料制得的常规BSF太阳电池具有较大的优势：在氧化工艺后，其少子寿命比常规BSF太阳电池的高，其平均光电转换效率也高出0．6个百分点左右，而其短波段的光谱响应优于常规BSF太阳电池。最后指出了这种方法可以实现选择性发射极硅太阳电池的工业化生产。     

纳米级二氧化钛包硅过程及形成机理研究

研究了各种因素对包膜效果的影响，探索致密二氧化硅膜的形成机理。结果表明中和速度、加硅酸钠的浓度及方式等是影响包覆的关键性因素。     

金属颜料对保温涂料发射性和反射性的影响

论文基于高原、严寒及寒冷地区对外墙涂料光学性能的要求,研究涂料组分中各类金属颜料对其红外发射率及太阳能反射比的影响。研究结果表明：金属颜料能显著降低油性涂料的红外发射率;颜料种类、掺量及形貌对涂料的发射率有较大影响;铜粉对油性涂料发射率的降低效果最好;发射率随颜料掺量的增加而降低,在40%~50%范围内达到最低;同掺量下片状铜粉在油性涂层中的效果优于球状的;漂浮型铝颜料对油性涂料发射率的降低效果优于非漂浮型铝颜料。水溶性金属铝粉能显著降低水性涂料的红外发射率,红外发射率和太阳能反射比均随铝粉的粒径增大而下降。上述各类涂料涂层的红外发射率均可达到0.35~0.45、太阳能反射比0.39~0.56,基本符合采暖地区外墙涂料光学性能的要求。     

铁勺喷铝的试验研究

提出了氧乙炔焰铝丝喷涂普碳钢灼勺工艺及适宜喷涂参数。通过大量试验证明,喷涂诸参数是正确可靠的,从而保证了铝涂层在炒勺腹面上的最佳结合强度。喷铝结果,提高了炒勺的使用寿命,改善了使用效果。     

丙烯酸塑料涂料

丙烯酸树脂与硝基纤维素按一定比例配制成挥发性室温干燥的塑料表面用丙烯酸涂料。     

Improving the mid-infrared energy absorption efficiency by using a dual-band metamaterial absorber

In this paper, a dual-band mid-infrared metamaterial absorber was proposed to improve the energy absorption efficiency. Up to 99% absorption was obtained at 9.03 and 11.83 μm in the simulation, and each absorption band can be tuned by the dielectric spacing layer, i.e., the dielectric constant and its thickness. The dual-band absorption mechanism was analyzed, and the quite well absorption performance at large incident angles was also presented. The results of this study can be applied in the field of thermal absorbing and solar energy harvesting.     

表面磷化处理对固体润滑涂层性能的影响

磷化处理对粘结固润滑涂层的摩擦性能有很大影响。把氧化锌、磷酸、水按照不同比例配成磷化液,对金属表面进行不同参数(温度、时间)的磷化处理,并在其表面煮涂MoS2利用M-2摩擦磨损实验机测定不同磷化工艺下的MoS2涂层的磨擦学性能,确定了使MoS2固体润滑涂层摩擦性能达到最佳的磷化工艺参数,并讨论了磷化膜表面粗糙度对固体润滑涂层摩擦学性能的影响。     

磷酸铝—丙烯酸复合膨胀型防火涂料乳液

作为重要的功能涂料,优质防火涂料的研制是目前涂料科学界较为热门的研究课题之一［１～５］．非膨胀型防火涂料只在着火初期可以抑制和延缓火种,一般仅用于防火等级低的场合．而膨胀型防火涂料属发泡型,主要由酸源、碳源和发泡剂等组成,遇火或高温时,在上述３种主要...     

钝化硅太阳电池减反射膜的研究

从多层膜系在某一波长的反射率的计算原理和计算方法入手，采用等效分界面和权重反射率Ｒｗ的概念，给出了多层膜系优化的普适方法．具体计算了钝化太阳电池（含ＳｉＯ２钝化层）的单层减反射膜和双层减反射膜的优化设计，给出了常用减反射材料的最佳膜厚值，并得出结论：双层膜的减反射效果优于单层膜，平面双层减反射膜的权重反射率Ｒｗ小于６％，加微槽结构后降至２％以下（ＳｉＯ２钝化层厚度为２５ｎｍ）．     

单液滴撞击球形表面的涂覆效果

液滴与球形表面的碰撞为喷雾包衣等工程应用的基础．以单液滴与球形光滑表面为研究对象,采用高速相机,分析了在液滴不同撞击速度（0．88～4．43m／s）和不同直径的球面（5～15mm）实验条件下涂覆率的变化．研究了液滴与球面发生碰撞时发生的铺展震荡、涂覆球面、破碎飞溅现象．最后,建立了K值、球面直径与碰撞现象之间的关系图,为理论分析和数值模拟提供依据．