摘 要

本文阐述了太阳能的利用、选择性吸收涂层和尖晶石型CuFeMnO₄涂层的研究进展，并制定出选用溶胶凝胶法制备尖晶石型CuCoMnOx选择性吸收薄膜的方案，再对制成的尖晶石型CuCoMnOx薄膜性能进行测试与讨论。

本文选用CuCl₂.2H₂O，COCl₂.6H₂O，四水合乙酸锰作为前驱体金属盐，柠檬酸作为络合剂，无水乙醇作为溶剂，通过溶胶凝胶法制备尖晶石型CuCoMnOx胶体。再经过选用不同的提拉参数经过浸渍提拉制备出三个样品的薄膜涂层，并在550度下热处理。通过XRD与SEM技术对制备的薄膜涂层物相和形貌进行表征。再用分光光度计测出其吸收率，红外光谱仪测出其发射率，对其选择吸收性进行分析。结果表明尖晶石型CuCoMnOx薄膜物相纯净，结构稳定，还具有优良的太阳光谱选择吸收性，同时三个样品因为提拉参数的不同，吸收率与发射率也存在差异，探究了提拉与其它参数对实验结果的影响。

关键词：尖晶石型CuCoMnOx ；溶胶凝胶法；选择性吸收；提拉参数

Abstract

This paper describes the use of solar energy, research progress of coating and CuFeMnO4 spinel coating selective absorption, and to develop the preparation of spinel CuCoMnOx selective absorption film by sol-gel method, then the test and Discussion on the properties of spinel type CuCoMnOx thin film.

This paper chooses CuCl2.2H2O, COCl2.6H2O, four hydrated manganese acetate as precursor metal salts and citric acid as complexing agent, anhydrous ethanol as solvent, preparation of spinel CuCoMnOx gel by sol-gel method. Through the selection of different parameters after dipping coating was prepared by coating of three samples, and 550 degrees in heat treatment by XRD and SEM Technology were used to characterize the phase and morphology of thin film coatings prepared by spectrophotometer. The measured absorption rate, infrared spectrometer measured the emission rate of the selective absorption were analyzed. The results show that the spinel type CuCoMnOx films are pure phase, stable structure, also has excellent selection of solar spectrum absorption, while three samples for pulling on different parameters, absorption rate and emissivity are also different, explores the influence of lifting and other parameters on the experimental results.

Keywords: spinel CuCoMnOx; sol-gel method; selective absorption; Czochralski parameter

目录

摘要 2

Abstract 3

目录 4

1、文献综述 5

1.1太阳能的利用的研究进展 5

1.1.1太阳能的光热转换 5

1.1.2太阳能的光电转换 6

1.2选择性吸收涂层的研究进展 8

1.2.1选择性吸收涂层的原理 8

1.2.2选择性吸收涂层的种类 8

1.2.3选择性吸收涂层的制备方法 9

1.3 尖晶石型CuFeMnO₄涂层的研究进展 10

1.3.1熔盐法制备尖晶石型CuFeMnO₄涂层 10

1.3.2溶胶凝胶法制备尖晶石型CuFeMnO₄涂层 11

2、实验步骤和方法 12

2.1实验方案与流程 12

2.1.1实验方案 12

2.1.2流程图 12

2.2实验原料和设备 13

2.2.1实验药品 13

2.2.2实验工具与仪器 14

2.3溶胶凝胶的制备、提拉镀膜 15

2.3.1溶胶凝胶法制备的原理 15

2.3.2 CuCoMnOx溶胶的制备 15

2.3.3基片的清洗 18

2.3.4涂层的制备 18

2.4选择性涂层的检测 19

2.4.1分光光度计的工作原理 19

2.4.2红外光谱仪的工作原理 19

2.4.3检测方法 20

3、实验结果分析与讨论 21

3.1 XRD图像分析 21

3.1.1 XRD原理 21

3.1.2 XRD图像及其分析 22

3.2 样品形貌分析 23

3.2.1基片形貌及分析 23

3.2.2 SEM图像及分析 23

3.3实验参数及其对实验结果的影响 24

3.3.1浸渍提拉的参数 24

3.3.2浸渍提拉参数的影响 25

3.3.3其他参数的影响 26

3.4吸收率与发射率 27

3.4.1计算原理 27

3.4.2吸收率、发射率与吸收率/发射率的计算与分析 29

3.5尖晶石型薄膜的选择吸收性 30

3.5.1各种涂层的选择吸收性 30

3.5.2尖晶石型结构分析 32

3.5.3尖晶石型选择性吸收薄膜的研究展望 32

参考文献 33

致谢 33

1、文献综述

1.1太阳能的利用的研究进展

随着人类日益增长的对于能源的需求，但是地球上的矿物能源却是有限的而且不断消耗殆尽的。能源问题成为世界发展的瓶颈，所以很多国家已经着眼于开发太阳能、风能和地热能等新型可再生能源的利用技术。而其中，太阳能是最被看好也最有前景的环境友好型可再生能源。我国幅员辽阔，纬度适中，青海西部、宁夏北部、甘肃北部、新疆南部、西藏西部等地区都有丰富的太阳能资源，这些地区的太阳能年辐射总量可达到1855~2333kWh/m²。只是因为相关技术的缺乏，并不能很好的利用起来。不过近几年来，相关产业的发展也在稳步前进。目前，太阳能的利用主要有光热转化和光电转化两种形式。

1.1.1太阳能的光热转换

光热转换的典型就是太阳能热水器，直接将光能转化为热能来利用。主要由水循环系统和集热器组成，集热器的表面有着一层对太阳能可见光范围内有良好选择吸收性同时具有很小发射率的涂层，可以有效地保留太阳能的热量，用于将冷水加热为热水。由于对于太阳能选择性吸收材料的研究有不少，已经制作出了一些符合需求的涂层材料，所以这方面的技术还是比较成熟的。近年来我国推行的太阳能与建筑一体化的政策要求新建的十二层及以下的住宅必须应用太阳能热水器系统，这就很符合低碳节能发展的需求，对于建设环境友好型社会有帮助。

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