一种太阳能选择性吸收涂层的制备方法

摘要

本发明涉及太阳能选择性吸收涂层及其制备方法。该涂层由双层或三层结构组成：第一层为抛光后的不锈钢基底，第二层为Cu_1.5Mn_1.5O₄复合氧化物吸收层，第三层由TiO₂薄膜构成减反层，自下而上排列；吸收层及减反层均通过溶胶-凝胶法提拉镀膜，并退火而成。该涂层的制备方法包括复合氧化物吸收层、减反层步骤，其中复合氧化物吸收层的制备方法包括溶胶和薄膜制备步骤，减反层的制备方法包括复合氧化物吸收层表面清理、溶胶制备和减反层薄膜制备步骤。本发明提供的涂层具备可见-近红外高吸收率，中-远红外低发射率，良好的耐高温、耐腐蚀性能，可用于100~500℃的工作温度，同时生产工艺简单，加工成本低廉。

主权项

一种太阳能选择性吸收涂层的制备方法，其特征在于该涂层具有双层结构，第一层为基材，第二层为复合氧化物吸收层，自下而上排列；或者，该涂层具有三层结构，第一层为基材，第二层为复合氧化物吸收层，第三层为减反层，自下而上排列；所述基材为不锈钢基片，将经过处理的不锈钢基片作为基材，或者将直接经过处理而不需要外加亮金属底层的不锈钢材质集热管道作为基材；复合氧化物吸收层为Cu_1.5Mn_1.5O₄复合氧化物薄膜，减反层为TiO₂薄膜；所述复合氧化物吸收层及减反层均采用溶胶‑凝胶法制备：(1)采用溶胶‑凝胶法制备复合氧化物吸收层：1)溶胶制备：以Cu、Mn盐为金属源，摩尔比为1:1，按照0.04mol～0.08mol金属阳离子溶解于100ml去离子水的比例配成溶液；以柠檬酸为络合剂，添加量是金属阳离子总物质的量的2倍，按照0.08～0.16mol柠檬酸溶解于100ml去离子的比例配成溶液；将柠檬酸溶液缓慢加入到金属盐溶液中，60～80℃恒温搅拌，浓缩成溶胶，体积减少至为原体积的40～60％；添加羟丙基纤维，每100ml溶胶中添加1g，磁力搅拌，待完全溶解后静置备用；2)薄膜制备：使用提拉镀膜法，在清洁后的不锈钢基片表面上提拉镀膜，控制提拉速度和提拉次数获得厚度100～500nm的薄膜；将薄膜置于400～600℃下退火30～120min，制备出尖晶石结构吸收层；(2)采用溶胶‑凝胶法制备减反层：1)复合氧化物吸收层表面清理：将上述制备好的薄膜置于去离子水中超声振荡清洗5min，120℃下干燥10min后备用；2)溶胶制备：以钛酸四丁酯为Ti源，无水乙醇为溶剂，二乙醇胺为缓蚀剂配置溶胶，三种成分物质的量的比为(10～30ml)：(60～80ml)：(2～8ml)；3)减反层薄膜制备：在复合氧化物吸收层清洁表面上提拉镀膜，控制提拉速度和提拉次数获得厚度100～300nm的薄膜，将薄膜置于300～400℃下退火60～90min，由此在复合氧化物吸收层上制备出TiO₂减反射薄膜。