中高温太阳能光谱选择吸收涂层优化设计

【摘要】：随着中低温太阳能选择吸收涂层技术的日益成熟，人们为了更大限度的利用太阳能，高温太阳能光谱选择吸收涂层也逐渐变为人们关注的热点。本文详细的介绍了太阳能选择吸收涂层的发展背景、应用的基本理论、制备方法以及国内外最近研究进展和成果，在前人的研究基础上分析论证了制约太阳能选择吸收涂层的几个关键性因素，例如膜层结构、材料、吸收涂层中金属所占比例、涂层厚度等。 本课题以Al-TiO_2为例，运用计算机模拟了陶瓷中Al含量不同的双层吸收结构涂层，再通过涂层厚度的优化进而反映出膜层的整体特征。采用TFC软件优化了带有减反层结构的选择吸收涂层的厚度。Al-TiO_2/AlN该涂层优化后的吸收率能达到90%以上，发射率低于0.1%。由于这种涂层的高吸收率和低发射率，以及该选择吸收涂层的制备工艺流程简单，具有广泛的应用前景。 本课题的创新之处有以下几点：1.Al-TiO_2这种材料国内外报道比较少，然而计算机模拟出来的理论值反应出了它作为选择吸收涂层具有很大的研究价值。2.本课题主要是计算机模拟金属体积分数和厚度，它为后续的实验提供了大量的理论基础。3.介绍采用电弧离子镀方法来制备涂层，这种制备方法由于国内外报道甚少，但是基于该制备方法有诸多优点，值得应用生产实验中。 【关键词】：太阳能选择吸收涂层 吸收率 发射率 铝-二氧化钛吸收涂层 减反层
【学位授予单位】：辽宁师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TB306
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 引言7-9
• 1 太阳光谱的吸收涂层9-22
• 1.1 太阳能利用9-10
• 1.1.1 太阳能光热转换9
• 1.1.2 太阳能光电转换9-10
• 1.1.3 太阳能光化学转换10
• 1.2 太阳能光热发电10-18
• 1.2.1 吸收率、反射率和透射率关系14
• 1.2.2 选择吸收涂层种类14-16
• 1.2.3 涂层的制备方法16-18
• 1.3 太阳选择吸收涂层国内外进展18-20
• 1.4 课题研究背景20-22
• 1.4.1 现有涂层的局限性20
• 1.4.2 课题的提出与内容20-22
• 2 吸收涂层的理论基础22-33
• 2.1 涂层的光学原理22-23
• 2.2 薄膜干涉原理23-28
• 2.3 有效介质理论28-33
• 3 选择吸收涂层的计算机模拟33-51
• 3.1 软件介绍33-34
• 3.2 Al-TiO2选择吸收涂层光学参数设置34-38
• 3.3 选择吸收涂层的结构和双层吸收涂层组合38-44
• 3.4 组合吸收涂层厚度优化44-46
• 3.5 三层吸收层的优化以及对比46-51
• 结论51-52
• 参考文献52-55
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况55-56
• 致谢56

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