太陽(yáng)能選擇性吸收薄膜研究進(jìn)展及展望

2013-07-21 張霖 合肥工業(yè)大學(xué)機(jī)械與汽車工程學(xué)院

  太陽(yáng)能選擇性吸收薄膜是太陽(yáng)能集熱器的主要功能組件,是太陽(yáng)能光熱轉(zhuǎn)換中最為關(guān)鍵的部分,也是獲得高光熱轉(zhuǎn)換效率的重要方式。本文從太陽(yáng)能選擇性吸收薄膜的原理出發(fā),對(duì)材料選擇、吸收機(jī)理以及制備方法等方面進(jìn)行了介紹,對(duì)太陽(yáng)能選擇性吸收薄膜的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了論述,同時(shí)對(duì)限制太陽(yáng)能選擇性吸收薄膜性能的主要因素進(jìn)行了分析,并對(duì)今后的發(fā)展進(jìn)行了展望。

  太陽(yáng)能是理想和潔凈的新能源和可再生能源,也是人類最值得開(kāi)發(fā)利用的最大替代能源。太陽(yáng)能利用技術(shù)是一門當(dāng)今社會(huì)最熱門的現(xiàn)代科學(xué)技術(shù),隨著世界能源越來(lái)越短缺,環(huán)境污染也越來(lái)越嚴(yán)重,溫室氣體排放壓力逐年增加,全球經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展必然會(huì)大大加速太陽(yáng)能利用技術(shù)的發(fā)展。

  目前太陽(yáng)能的能量利用主要有光熱轉(zhuǎn)換、光電轉(zhuǎn)換和光化學(xué)轉(zhuǎn)換三種方式。相比于近年發(fā)展迅速的太陽(yáng)能光電轉(zhuǎn)換和光化學(xué)轉(zhuǎn)換技術(shù),太陽(yáng)能熱轉(zhuǎn)換技術(shù)是研究時(shí)間最早,研究過(guò)程最長(zhǎng),研究成果最成熟,也是應(yīng)用最為廣泛的太陽(yáng)能利用技術(shù)。在太陽(yáng)能熱利用技術(shù)中,太陽(yáng)能集熱器是將太陽(yáng)輻射轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮艿闹匾骷。而太?yáng)能選擇性吸收薄膜是太陽(yáng)能集熱器的主要功能組件,是太陽(yáng)能光熱轉(zhuǎn)換中最為關(guān)鍵的部分,也是獲得高光熱轉(zhuǎn)換效率的重要方式。為此在過(guò)去的幾十年中,太陽(yáng)選擇性吸收性薄膜的研究有了很大的發(fā)展。采用選擇性吸收性薄膜的太陽(yáng)房、太陽(yáng)灶太陽(yáng)能干燥器、太陽(yáng)能蒸餾與海水淡化、太陽(yáng)能溫室、太陽(yáng)能制冷與空調(diào)、太陽(yáng)能熱發(fā)電,特別是太陽(yáng)能熱水器在世界上許多國(guó)家中已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。太陽(yáng)能熱利用技術(shù)中的太陽(yáng)選擇性吸收膜層的研制及其在生產(chǎn)生活上的應(yīng)用越來(lái)越成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。

1、太陽(yáng)能選擇性吸收薄膜的基本原理

  http://www.13house.cn/application/film/073734.html

2、太陽(yáng)能選擇性吸收薄膜材料選擇與吸收機(jī)理

  http://www.13house.cn/application/film/073735.html

3、太陽(yáng)能選擇性吸收薄膜常用制備方法

  http://www.13house.cn/application/film/073736.html

4、太陽(yáng)能選擇性吸收薄膜的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀

  http://www.13house.cn/application/film/073737.html

5、總結(jié)

  綜合國(guó)內(nèi)外太陽(yáng)能選擇性吸收薄膜的研究現(xiàn)狀,太陽(yáng)能選擇性吸收薄膜目前面臨以下幾個(gè)問(wèn)題:

  (1) 薄膜材料的光熱轉(zhuǎn)換效率不高;

  (2) 薄膜制作成本偏高;

  (3) 薄膜的能量獲取因太陽(yáng)光本身而周期性吸收,缺乏持續(xù)性;

  (4) 薄膜制備工藝不完善,薄膜膜層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理。

  所以接下來(lái)的研究方向以及工作重心主要是:

  (1) 提高已有材料本身的理化性質(zhì),對(duì)原有的薄膜制作工藝進(jìn)行改進(jìn)或者完善,提高薄膜的制作品質(zhì);

  (2) 生產(chǎn)開(kāi)發(fā)能制備新型材料及薄膜的精密儀器設(shè)備;

  (3) 努力開(kāi)發(fā)新型薄膜材料和新的薄膜制作工藝;

  (4) 對(duì)太陽(yáng)能選擇性吸收薄膜的膜系結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),包括抗氧化層和抗擴(kuò)散層的設(shè)計(jì),以及多層減反射薄膜的設(shè)計(jì),以達(dá)到更高的吸收率和更低的發(fā)射率。