高温太阳能选择性吸收涂层的设计硕士学位论文

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1、上海交通大学硕士学位论文高温太阳能选择性吸收涂层的设计姓名：丁大伟申请学位级别：硕士专业：环境工程指导教师：蔡伟民20080116上海交通大学硕士学位论文高温太阳能选择性吸收涂层的设计中文摘要继中低温太阳光谱吸收涂层的研制成功和广泛应用，高温太阳光谱选择性吸收涂层（简称高温吸收涂层）成为当前国际该领域的研究热点，其应用前景十分广阔。本文在近几年国际高温涂层研究的基础上，根据理论研究和实验结果从几方面因素如材料、膜层结构、陶瓷中金属组分等分析了其对高温吸收涂层效率的影响。本课题以Mo-Al2O3双吸收层模型为出发点，利用计算机模拟了金属体积分数和膜层厚度变化

2、下整个涂层的吸收特点，逐步设计出一系列具有新减反射层结构的选择性吸收涂层，如Mo-Al2O3/SiO2,W-AlN/SiO2,Ru-Al2O3/SiO2,Ru-CuO/SiO2。这种减反射层结构适用于大多数金属陶瓷吸收涂层，不仅提高了涂层的吸收率（吸收率α=0.93~0.95），同时有效的控制了发射率（350℃下发射率ε=0.03~0.05）。鉴于材料组成本身良好的热稳定性以及在某些情况下更简单的制备工艺，有望应用在高温集热装置上。研究的几点创新性还在于：1.首次利用两种折射系数不同的氧化物构成减反射涂层，该减反射层能有效抑制涂层表面对入射光可见波段的反射

3、，同时不影响其在红外波段的反射性能。2.由上述思想设计的CuO-Ru吸收涂层，吸收层是由两层组分单一的金属微粒Ru和CuO颗粒构成，并且具有良好的选择性和吸收性，这是以前实验研究没有提到过的。关键词：高温吸收涂层，减反射层，吸收率，发射率，选择性COMPUTERSIMULATIONOFHIGHTEMPARETURESELECTIVESOLARABSORBERABSTRACTAfterthelow-mediumtemperaturesolarselectiveabsorbersweredevelopedandwidelyused,high-temperatu

4、resolarabsorberbecamethehotspotinthisfield,theprospectofwhichispromising.Thisarticlebasedontherecentresearch,wheretheinfluencesofmaterials,filmstructureandmetalvolumefractiononthesolar-thermalconversionefficiencywereanalyzedaccordingtotheoreticalresearchandexperimentresult.Started

5、byanalyzingMo-Al2O3two-absorbing-layermodel,we’vesimulatedcomputablytheabsorptionpropertyofselectiveabsorberundertheimpactofmetalvolumefraction(MVF)andlayerdepth,anddesignedaseriesofceramicabsorberwithanewanti-reflectionstructure,namely,selectiveabsorberofMo-Al2O3/SiO2,W-AlN/SiO2,

6、Ru-Al2O3/SiO2,andRu-CuO/SiO2.Thisnewanti-reflectionisapplicableformostmetal-ceramicselectiveabsorber;itnotonlyincreasestheabsorption(α=0.93~0.95),butalsocurbsemmitancemeantime(εat350℃isabout0.03~0.05).Giventhesoundthermalstabilityofthecomponentsandevenmorepossiblesimplifiedmanufac

7、turedprocedure,itisoptimisticforthiskindofselectiveabsorbertobeusedinhigh-temperaturecollector.Theinnovationofthisresearchliesin:1.firstlyuseoxideswith上海交通大学硕士学位论文differentrefractiveindextoconstructanti-reflectionlayer,whicheffectivelysuppressthereflectionofincomingvisiblelightatt

8、hesurfaceandexertnoimpactontheref