選擇性高吸收太陽能薄膜研究.pdf

1、太陽能是理想和潔凈的新能源和可再生能源,也是人類最值得開發(fā)利用的第一大替代能源。由于全球范圍內(nèi)的不可再生能源快速消耗,環(huán)境污染帶來的壓力逐年增加,太陽能利用技術(shù)必然會得到高速發(fā)展。
　　在太陽能熱利用技術(shù)中,太陽能集熱器是將太陽輻射轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮艿闹匾骷６柲苓x擇性吸收薄膜是太陽能集熱器的主要功能組件,是太陽能光熱轉(zhuǎn)換中最為關(guān)鍵的部分,也是獲得高光熱轉(zhuǎn)換效率的重要途徑。
　　本文從太陽能選擇性吸收薄膜的基本原理出發(fā),對材料

2、選擇、吸收機(jī)理以及制備方法等方面進(jìn)行了介紹,對太陽能選擇性吸收薄膜的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了論述。選擇最合適的方法,提出了一種高吸收太陽能選擇性吸收薄膜的方案。
　　選擇自身性能優(yōu)良的金屬和介質(zhì)材料,設(shè)計(jì)了以Ti-Si3N4-Ti-Si3N4為膜系結(jié)構(gòu)的太陽能選擇性吸收薄膜,采用光學(xué)薄膜的導(dǎo)納圖解設(shè)計(jì)理論,利用介質(zhì)薄膜1/4?法則算出介質(zhì)膜的厚度、MATLAB編程計(jì)算出半透明金屬吸收層的厚度,從而確定膜系各層薄膜的厚度。使用Essen

3、tial Macleod模擬軟件計(jì)算出該膜系的反射率及光學(xué)導(dǎo)納,對膜系的光學(xué)性能進(jìn)行仿真模擬。模擬結(jié)果顯示:該膜系在可見光-近紅外光區(qū)的平均反射率在4％～5%之間,吸收率在95%～96%之間,滿足設(shè)計(jì)要求。
　　采用JGP560型磁控濺射鍍膜機(jī)在玻璃基底上鍍制Ti(100nm)-Si3N4(60～70nm)-Ti(10～20nm)-Si3N4(60～70nm)薄膜,驗(yàn)證薄膜設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果以及Essential Macleod軟件仿真