论文总字数：22782字

摘 要

多年以来，各国都在研究如太阳能，核能，风能等清洁能源来代替传统能源。其中太阳能是潜力最大又清洁的再生能源。太阳能的光热转换是太阳能利用中最简单直接有效的方式之一，但太阳能热利用也存在一些如单位面积能量辐射密度低、能量供给不连续、光热转换效率有待于进一步提高、成本高等问题，这些问题阻碍了太阳能的大规模利用。

太阳能热发电中关键技术之一是制备一种吸收率高、发射率低、性能稳定、耐候性优良的选择性吸收涂层。本文在较全面了解选择吸收涂层的基本类型、作用机理、制备方法以及国内外选择性吸收涂层研究工作的最新成果的基础上，结合目前太阳能发电现状和发展，开展了热喷涂制备太阳光谱选择性吸收涂层的研究。

本论文主要研究Mo-Al₂O₃选择性吸收涂层的性能，分析不同比例的涂层的热稳定性以及光学性能。

关键词：太阳能选择性吸收涂层 热稳定性 光学性能

Abstract

Over the years,countries have studied clean energy such as solar,nuclear energy and wind energy to repalce the traditional energy sources.The solar energy is the huge potential and clean renewable energy.The most effective way of solar energy utilization is solar-thermal conversion,but solar energry utilization also has some problems such as low energy density of unit area,supply discontinuity,low solar-thermal conversion,which has hindered the use of solar energy.

One of the most critical technologies is preparing a selective absorption coating which has high absorptivity ,low emissivity,stable performance,excellent weatherability.this paper summarized the basic types,absorption mechanisms,preparation methods,the latest research results at home and abroad,combine with the trend of solar thermal power generation development,then solar spectra selective absorption coating were prepared using the thermal spay technique.

In this paper, the performance of selective absorption of Mo-Al₂O₃ is discussed,the thermal stability and optical properties of different coatings are analyzed.

Keyword: spectrally selective painting coating; thermal stability; optical properties

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 课题背景 1

1.2太阳能选择性吸收图层的基本工作原理 1

1.3 选择性吸收涂层的基本类型 2

1.3.1 半导体涂层 2

1.3.2 多孔涂层 2

1.3.3光干涉涂层 3

1.4 光谱选择性太阳能吸收涂层的制备方法 3

1.4.1 电镀法 3

1.4.2 电化学转换法 3

1.4.3 物理气相沉积法 4

1.4.4 溶胶-凝胶法 4

1.4.5 涂刷法 4

1.5 中高温选择性吸收涂层的研究进展 4

1.5.1 金属陶瓷吸收涂层 4

1.5.2 半导体金属光干涉涂层 5

1.6 太阳能热利用现状 6

1.6.1 太阳能热水器 6

1.6.2 太阳房 6

1.6.3 太阳能发电 7

第二章 实验系统及装置介绍 9

2.1 涂层材料成分设计及结构设计 9

2.1.1 Mo-Al₂O₃粉末成分 9

2.2 电子天平 9

2.2.1 电子天平分类 10

2.2.2 BS224s电子天平的使用方法 10

2.2.3 BS224s电子天平注意事项 11

2.3 高能球磨机（德国FRITSCH-Pulverisette 6） 11

2.3.1 性能特点 11

2.3.2 主要特点 12

2.4 箱式电阻炉 13

2.4.1 结构特点 13

2.4.2 安装使用 13

2.4.3使用步骤 14

2.4.4操作规则 15

2.5 赛默飞世尔Nicolet IS-10傅里叶变换红外光谱仪 16

2.5.1 工作原理 16

2.5.2赛默飞世尔Nicolet IS-10傅里叶变换红外光谱仪操作规程 17

2.5.3 赛默飞世尔Nicolet IS-10傅里叶变换红外光谱仪主要特点 18

2.6 紫外-可见分光光度计 18

2.6.1 原理 19

2.6.2 结构 20

2.6.3使用方法及注意事项 20

2.7实验内容及步骤 21

第三章 太阳选择性吸收涂层的性能研究 22

3.1 太阳光谱发射率和吸收率的测定原理 22

3.1.1 光学中几个基本定律 22

3.1.2 吸收、反射和透射的原理 23

3.1.3 太阳光谱吸收率测定原理 24

3.1.4 太阳光谱发射率测定原理 26

3.2 实验数据整理与分析 28

3.2.1 实验药品配比 28

3.2.2 涂层光学性能的测量 28

3.2.3 吸收率及发射率的计算 30

3.2.4 小结 31

第四章 结论 32

参考文献： 33

致谢 36

第一章 绪论

1.1 课题背景

长期以来，很多人都在研究太阳能，核能，风能等清洁能源来代替传统能源。太阳能是一种可再生能源，它的发展前景很大。可是太阳到达地球时的能量密度很小，大规模开发应用不方便。20世纪50年代以色列科学家Tabor H提出了太阳能选择吸收表面的概念，太阳能选择性吸收图层对可见光的吸收率很高，自身的红外辐射率很低，能很好的吸收太阳光。因此大家都趋向于研究太阳能光谱选择性吸收涂层，国内外有很多学者在选择性吸收涂层的材料、结构及制备工艺方面做了大量工作。

光热转换是太阳能利用中最基本简单方便的形式，但太阳能热利用也存在一些问题，比如：能量供给不连续、光热转换效率有待于进一步提高、单位面积能量辐射密度低、成本高，这些问题的存在阻碍了太阳能的利用。如何将将低品位的太阳能转换成高品位的热能，提高光热转换效率，从而能够充分利用太阳能是现在学者研究的主要方向。

1.2太阳能选择性吸收图层的基本工作原理

透过大气层到达地面的太阳光，组要集中（96%）在250~2500nm波长范围，黑体辐射光谱温度不同时，他们还是主要集中在中红外区（2.5~25_μm），所处位置与太阳光辐射光谱不同，如图1。

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