[其他]太阳能吸收涂层、涂层在衬底上的布置

说明书

技术领域

本发明涉及用于吸收太阳光能量的太阳能吸收涂层、涂层在衬底的衬底表面上的布置。此外，提供了该布置的使用。 

背景技术

基于集中太阳能技术的太阳场地发电厂的太阳能收集单元包括例如具有抛面镜和热接收管的槽。该热接收管被布置在反射镜的焦线中。通过该反射镜，太阳光被聚焦至热接收管，其填充有热传递流体，例如热油。经由热接收管，太阳光的能量被耦合至热传递流体中。太阳能被转换成热能。 

为了使用来将太阳光的能量耦合至热传递流体中的效率最大化，将太阳能吸收涂层附着在热接收管的表面上。此类吸收涂层一般包括具有依次被放置的薄膜层的多层堆叠，所述薄膜层具有不同的光学特性。 

吸收涂层的必需总体光学特性是用于太阳光谱（吸收辐射）的波长的高日光吸收率（低日光反射率）。 

另外，用于红外辐射的低发射率（高反射率）是有利的。 

根据US 5,523,132已知带有具有吸收层材料的吸收层的吸收涂层。该吸收层包括作为吸收层材料的金属陶瓷。该金属陶瓷是具有至少两个物理相的复合材料。一个相由作为电介质材料的至少一个复合基体材料形成。第二相由至少一种金属颗粒形成。分布在复合基体材料内的金属颗粒的量由填充因数（F.F.）给定。吸收层材料的消光系数随着金属颗粒的填充因数而增加。因此，吸收层的吸收率也随着填充因数的增加而增加（吸收层的层厚度是相同的）。另外，这些吸收层是对于红外区的电磁波而言是透明或接近透明的。 

发明内容

本发明的目的是提供一种用于太阳能的高效吸收涂层。该涂层应具有用于太阳光的高日光吸收率和用于红外辐射的低发射率。在300℃- 500℃及以上的高温下应实现这些光学特性。 

本发明的另一目的是提供一种具有太阳能吸收涂层的布置。 

本发明的另一目的是一种用于制造该布置的方法和该布置的使用。 

由在权利要求中指定的发明来实现这些目的。 

公开了一种用于吸收太阳光能量的太阳能吸收涂层，其中，该涂层包括具有以下堆叠顺序的多层堆叠：至少一个第一吸收层，其具有用于吸收太阳光的某个光谱的吸收辐射的至少一个第一吸收层材料；至少一个透射电介质层，其具有用于吸收辐射的透射的至少一个透射电介质层材料；以及至少一个第二吸收层，其具有用于吸收所述吸收辐射的至少一个第二吸收层材料；其中，吸收层材料中的至少一个具有选自在1.5和4.0之间的范围的用于吸收辐射的吸收层材料折射率n_a，以及选自在0.8和3.0之间的范围的用于吸收辐射的吸收层材料消光系数k_a；以及透射电介质层材料，其具有选自在1.0和3.0之间的范围的用于吸收辐射的电介质层材料折射率n_d，以及选自在0.0和0.2之间的范围的用于吸收辐射的电介质层材料消光系数k_d。所述太阳光的某个光谱在从350nm至2500nm范围内。每个层的光学特性（吸收率A和透射T）的关系是由等式A＝1 - T给定的。用具有所述堆叠顺序的多层堆叠，太阳光被高效地耦合至多层堆叠中并被俘获在多层堆叠内。 

除太阳能吸收涂层之外，公开了太阳能吸收涂层在衬底的衬底表面上的布置，其中，吸收层中的一个被附着于衬底表面。此吸收层优选地被直接附着于衬底表面。该衬底表面优选地包括红外光反射表面。例如，该红外光反射表面是由在主体、例如热接收管上具有铜（200nm）的薄层实现的。类似于银或铝或金属合金的其他金属也是可能的。 

在另一优选实施例中，在多层堆叠的一侧上附着用于太阳光的防反射涂层，其被转移至衬底的衬底表面。由此，减少了用于耦合到热传递流体中的太阳光的损失。几乎所有太阳光都到达光学活性吸收涂层。防反射涂层包括例如氧化铝或氧化硅。其他材料或不同材料的混合物也是可能的。防反射涂层的厚度选自在30nm和200nm之间的范围，并且优选地选自在60nm和120nm之间的范围。 

在优选实施例中，衬底是用于将太阳能转换成电能的发电厂的接收管的一部分。该接收管能够载送热传递液体。被吸收的太阳能（太阳光）被转换成热传递流体的热能。借助于吸收涂层，太阳光的能量被高效地耦合到热传递液体中。