[发明专利]具有牺牲阴极层的反射制品

说明书

政府资助声明

本发明按由能源部授予的合同号DE-FC36-08GO18033(DOE太阳能)在政府资助下完成。美国政府拥有本发明的一定权利。

技术领域

本发明总体涉及包括诸如玻璃之类基材的反射制品,在该制品上具有多层涂层，该多层涂层包括无铅的牺牲阴极层，其可以用于反射电磁辐射，比如电磁日光辐射。

背景技术

在某种程度上由于化石燃料成本提高，因此太阳能在商业上变得更可接受以及经济学上成为更有前途的能源。对于一些太阳能系统而言，反射面用来反射以及聚集或者聚焦太阳能用于包括，例如加热流体和/或发电。能够反射足够高能级太阳辐射的反射面可用于聚集太阳热动力(CSTP)装置。众多的反射面几何尺寸可以用于CSTP装置。一般，曲面抛物日光反射面用来将太阳能聚集到沿抛物面镜焦线布置的管路之上。热传导流体通过该管路带走所吸收的热能至发电站在那里它用于产生诸如电之类的动力。另一已知的CSTP体系由垂直的太阳能塔组成，围绕垂直的太阳能塔的是许多枢轴可调整的平面太阳反射镜，其反射太阳能以及太阳能直射在在垂直塔之上具体位置。通过集中于垂直塔的太阳能产生的热量转移至传热材料，以及受热和/或熔融的转移材料用于产生动力。

其它的太阳能系统包括应用日光反射面以反射以及聚集或者聚焦太阳能到高效率的光伏(PV)器件之上，以便使各个PV器件能量输出提高或者最大化。上述的太阳能系统一般被称为聚集光伏(CPV)系统。

用于上述太阳能系统的反射面一般要求反射最高能级的太阳能。同时,上述的反射面还需要具有长使用寿命，例如，作为时间函数的反射率降低最小化，因此使更换该反射面的需要减到最少。

反射面、以及尤其是一般暴露于户外环境下的日光反射面,易于边缘以及表面腐蚀,这导致反射面反射率降低。该反射面反射层常常由于腐蚀作用而降解。为减少腐蚀,反射面一般装配一层或多层含铅层，其一般作为牺牲层。装配含铅层反射面一般腐蚀性下降以及耐久性更长。然而，含铅层的存在说明在制造和/或处理反射面时危害环境。解决铅涉及环境危害会增加与上述反射面有关的生产和/或处理成本。

希望开发新反射面，比如日光反射面，其兼具有高反射率,高耐腐蚀性，以及长使用寿命。更进一步希望上述新开发的反射面没有含铅层。

发明内容

依照本发明,所提供反射制品，其包括：基材；基材上形成的初级反射涂层；以及形成于该初级反射涂层至少一部分之上的牺牲阴极层，其中该牺牲阴极层包括至少一种过渡金属以及不含铅。该反射制品还包括形成在该牺牲阴极层上的外部有机聚合物涂层。该外部有机聚合物层不含铅。

就本发明一些实施方案来说，该反射制品包含：具有第一主表面以及第二主表面的透明基材；形成于第二主表面至少一部分之上的底涂层；形成于该底涂层至少一部分之上的初级反射涂层；形成于该初级反射涂层至少一部分之上的无机防护涂层；形成于该无机防护涂层至少一部分之上的牺牲阴极层，其中该牺牲阴极层包含至少一种过渡金属，以及不含铅；以及形成于该牺牲阴极层之上的外部有机聚合物涂层，其中该外部有机聚合物涂层不含铅。

就本发明另外一些实施方案来说，该反射制品包含：具有第一主表面以及第二主表面的透明基材；形成于第二主表面至少一部分之上的底涂层；形成于该底涂层至少一部分之上的初级反射涂层；形成于该初级反射涂层至少一部分之上的防腐涂层，其中该防腐涂层包含镍合金，以及在一些实施方案中其厚度为20nm-40nm；形成于该防腐涂层至少一部分之上的顶涂层，其中该顶涂层包含至少一个含材料的层，该材料选自氧化锌、氧化锡、或者锡酸锌，以及在一些实施方案中其厚度为100nm-200nm；形成于该顶涂层至少一部分之上的无机防护涂层；形成于该无机防护涂层至少一部分之上的牺牲阴极层，其中该牺牲阴极层包含至少一种过渡金属，和不含铅，以及其中该过渡金属是一种颗粒过渡金属；和形成于该牺牲阴极层之上的外部有机聚合物涂层，其中该外部有机聚合物涂层不含铅。

附图说明

图1是本发明所述反射制品的代表性剖面图；

图2是本发明所述类似于图1的反射制品的代表性剖面图，其还包括任选的光敏层、以及任选的包封结构；

图3是另一种本发明所述反射制品的代表性剖面图；

图4是本发明所述类似于图3的反射制品的代表性剖面图，其另外包括任选的光敏层、以及任选的包封结构；

图5是典型的帘涂站的代表性侧视图，该帘涂站可用于将外部聚合物涂层通过电沉积涂布在牺牲阴极层之上；