基于W-SiO2双金属陶瓷结构的高效率太阳能选择性吸收薄膜的优化和制备

摘要

理论优化并成功制备了一种以W-SiO2双金属陶瓷作为吸收层的太阳能选择性吸收薄膜,同时提高了薄膜在太阳辐射波段的吸收并降低了在红外波段的热辐射.研究了包括金属反射层材料、吸收层金属体积分数等因素对薄膜整体吸收效率的影响.基于对Si和K9玻璃基底上生长的不同金属体积分数的W-SiO2陶瓷薄膜光学常数的研究,利用磁控溅射方法制备出如下膜系:W(～150 nm)/W-SiO2(94 nm,0.67HVF)/W-SiO2(34 nm,0.27LVF)/SiO2(47 nm).膜系实际测量结果与仿真结果完全吻合,在250～1500 nm宽光谱波段实现了高达95.3％的吸收率,并且在600 K温度下达到0.124的低热辐射率.该四层膜系结构简单,易于制备,有很强的实际应用前景.