耐候性太阳能选择性吸收涂层的磁控溅射制备

发布时间：2020-05-09 22:58

【摘要】：近年来太阳能热水器的发展与实际应用非常迅速,这是因为直接利用太阳能的途径很多,但简单而又最易实现的是太阳能光热转换。近年来,全国出现了上千家各种规模的太阳能企业,其中以太阳能热水器企业为主,而热水器又以全真空玻璃管集热器占多数,平板型集热器较少,但是不容忽视的一个问题是：高效率的太阳能材料与建筑一体化结合是太阳能热水器发展的趋势。目前国外太阳能热水器与建筑一体化多采用平板型集热器,而国内平板型太阳能热水器存在两大主要弊病,首先是其热水器的关键部分——吸热表面多为非选择性吸收表面,导致较高温度下吸热表面的热发射率不容忽视,从而使得热水器系统效率不高,其次,其吸收表面制备方法多为涂刷和电镀等工艺,会导致环境污染,有的工艺还存在涂层易剥落等缺点,如何解决太阳能热水器尤其是平板型存在的问题,关键就要用一种环保的工艺制备适应建筑一体化趋势的高效光谱选择吸收表面,同时又便于形成产业化规模的太阳光谱选择性吸收薄膜。目前世界很多国家都在积极研究工艺简单、成本低廉、性能优良稳定的中高温光谱选择吸收薄膜。本论文根据金属陶瓷型太阳光谱选择吸收性吸收薄膜和磁控溅射技术的原理,在国内外研究发展基础上,针对目前国内平板型太阳能集热器的现有状况,结合太阳能热水器建筑一体化的发展趋势,开展了磁控溅射制备光谱选择吸收薄膜的研究。 本工作以直流反应磁控溅射方法作为制备手段,选择Ti为靶材,以N2、O2两种气体为反应气体,反应磁控溅射制备太阳能选择吸收涂层,使之具有较好的光谱选择性吸收特性和装饰效果,可应用于平板型太阳能热水器的吸热表面并直接作为光热转换建筑材料。通过大量的实验和分析,对影响工艺和薄膜质量的因素进行了归纳,获得了比较稳定的溅射条件和操作工艺。通过X射线衍射仪和原子力显微镜(AFM)分析薄膜的微观结构,并对太阳辐射吸收率和发射率以及薄膜的光学常数进行了测试。
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TK519;TU822

【参考文献】

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本文编号：2656873