DK153248B - Belaegning til selektiv absorbtion af solenergi og en fremgangsmaade til fremstilling af en saadan belaegning - Google Patents

Belaegning til selektiv absorbtion af solenergi og en fremgangsmaade til fremstilling af en saadan belaegning Download PDF

Info

Publication number
DK153248B
DK153248B DK033479AA DK33479A DK153248B DK 153248 B DK153248 B DK 153248B DK 033479A A DK033479A A DK 033479AA DK 33479 A DK33479 A DK 33479A DK 153248 B DK153248 B DK 153248B
Authority
DK
Denmark
Prior art keywords
coating
metal
solar energy
selective absorption
selective
Prior art date
Application number
DK033479AA
Other languages
English (en)
Other versions
DK33479A (da
DK153248C (da
Inventor
Ole Rasmussen
Original Assignee
Ole Rasmussen
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ole Rasmussen filed Critical Ole Rasmussen
Priority to DK033479A priority Critical patent/DK153248C/da
Publication of DK33479A publication Critical patent/DK33479A/da
Publication of DK153248B publication Critical patent/DK153248B/da
Application granted granted Critical
Publication of DK153248C publication Critical patent/DK153248C/da

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S70/00Details of absorbing elements
    • F24S70/20Details of absorbing elements characterised by absorbing coatings; characterised by surface treatment for increasing absorption
    • F24S70/225Details of absorbing elements characterised by absorbing coatings; characterised by surface treatment for increasing absorption for spectrally selective absorption
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40Solar thermal energy, e.g. solar towers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Description

i
DK 153248B
Opfindelsen angår en belægning af den i krav l's indledning angivne art.
Selektive belægninger må for at være gode solkollektorer, have så lille en lysreflektion som muligt og lille transparens for lys, dvs.
5 være så sort som muligt. Imidlertid er det således rent fysisk, at jo større og mørkere et legeme er, desto større er energitabet ved varmestråling.
Sort maling har længe været anvendt som en ikke-selektiv belægning, hvis absorption og emission forbliver konstant over det fulde spek-10 trum af solstråling og termisk stråling. Maling kan arbejde op til ca. 100 grader celcius, men over denne temperatur aftager kollekto-rens effektivitet stærkt på grund af de termiske tab ved genudstråling fra kollektoren.
Malinger har endvidere den alvorlige fejl at være baseret på orga-15 niske materialer, som nedbrydes under normale sol- og driftsforhold.
Disse problemer har man forsøgt at undgå ved at anvende forskellige elektrolytiske belægninger.
Tidligere beskrevne metoder til fremstilling af selektive belægninger har anvendt metoder og processer med udgangspunkt i U.S. pat.
20 2.917,817 og 3.129,703.
DK 153248B
2
De indtil nu anvendte metoder beror på belægninger af sort-nikkel, sort-kobber, sort-zink, sort-sølv og sort-krom samt kombinationer af kemiske, elektrolytiske og varmetekniske behandlinger.
Andre udførelsesformer af selektive belægninger, består i oxydering 5 af stållegeringer i sure oxyderende opløsninger, som iltende syrer, hvorved det øverste metallag omdannes til et oxidlag med selektive egenskaber, direkte knyttet til den benyttede stållegering.
En ulempe ved denne metode er, at selektiviteten er knyttet alene til den benyttede stålsort. Endvidere kan der let opstå diffusion 10 mellem oxidlag og stålet, da der mangler et skillelag af et andet materiale.
Dette giver en mindre stabil belægning ved langvarig drift, tfed vacuumpådampning kan der fremstilles interferensbelægninger baseret på halvtransparente tynde metallag belagt med halvleden-15 de interferenslag. Disse to lag er udfældet på et poleret aluminiumsubstrat, med det halvledende lag øverst.
På grund af de gentagne reflektioner gennem lagene opnås selektiviteten.
Disse fremstillingsmetoder er dog langsomme og kostbare ved store 20 flader, da de anvendte materialer skal være af stor renhed. Metoden anvendes derfor fortrinsvis til optiske filtre og i rumfartsteknik.
Disse processer har været vanskelige at reproducere, alt for kostbare, eller forholdet mellem solabsorbtionen ύζ , og emissionen 25 , har været utilfredsstillende.
DK 153248B
3
Opfindelsen adskiller sig fra kendte principper og processer, hvor selektiviteten er knyttet til underlaget, som kendt fra dansk patent ansøgning nr. 4184/76 , og tysk offentliggørelsesskrift 2.702.079 , hvor selektiviteten alene frembringes ved interferens-5 virkninger i et eller flere lag, og fremstillingsmetoderne er henholdsvis kemisk oxydation og højvacuumpådampning.
Opfindelsen bryder med ovennævnte principper og processer ved indførelse af elektrolytiske dispersionsbelægninger i solteknologi.
Det bliver derved muligt i højere grad at styre pore strukturen 10 ved at tilsætte uopløselige stoffer med veldefineret komstørrel-se, som udfældes sammen med den elektrokemiske belægning bestående af metaloxider, metalsulfider og metal.
Derved muliggøres fremstilling af en kontrolleret belægning med såkaldte 'sorte huller1. Ved en kombination af halvlederegenskaber 15 i såvel den elektrokemiske grundbelægning, som i de faste stoffer der indlejres, og selektive strukturegenskaber øges selektiviteten væsentligt.
Fremstillingsmetoderne er billige og egnet til masseproduktion.
Belægningen af den indledningsvis angivne art er ejendommelig ved 20 det i krav l's kendetegnende del angivne.
Herved opnås en overflade med halvledende dielektriske egenskaber, og optræder med en dendritisk overfladestruktur og mikrohulrum i størrelsesorden o,2- 2^tm. Det er endvidere karakteristisk, at lagtykkelsen er veldefineret, og i størrelsesorden 500-3000 Ångstrøm.
25 Dette kan således opnås på et metallisk eller metalliseret substrat med lille hemisfærisk udstråling,£ Z 0,1 , og ved bølgelængder i området 0,35-12julm.
DK 153248B
4
Derved bliver forholdet mellem absorbtionsfaktoren for solenergi θ< og emissionsfaktoren £ , større end 9 og differencen o^— £ bliver større end eller lig 0,7.
Der opnås således, at overfladen absorberer størst mulig solenergi 5 og udstråler mindst mulig varme. Derved opnås den maksimale virkningsgrad af en solfanger ved den højeste arbejdstemperatur.
Den forøgede selektivitet, opnås ved en kombination af struktur-og halvlederegenskaber. Mikrohulrummene kan dannes ved en kombineret teknik bestående af ætsning af overfladen med syre, og belægning 10 med en elektrolytisk dispersionsbelægning. Ved en dispersions belægning forstås en udfældning af metal, plus faste uopløselige stoffer, son udfældes samtidigt f. eks. ved elektrolyse som i dette tilfælde.
Tidligere har man fremstillet slibeskiver af nikkel med diamantpul-15 ver indfældet, samt selvsmørende lejer af nikkel med grafitpulver ved dispersionsbelægning. Opfindelsen angår ligeledes en fremgangsmåde til fremstilling af en sådan belægning, der er ejendommelig ved det i krav 4's kendetegnende del angivne, belyses nærmere ved de efter følgende eksempler.
20 Den forbedrede belægning er opnået med tynde belægninger af kolloid natur med en sammensætning vist ved følgende eksempler.
EKS. 1 : .Nikkel - nikkeloxid- nikkelsulfid - zinksulfid r .. blysulfid.
EKS. 2 : Nikkel- nikkeloxid- koboltoxid.
25 EKS. 3 : Nikkel- nikkeloxid- molybdænoxid.
Derudover indeholder belægningen kom af et eller flere af følgende stoffer: Karbider ,nitrider , silicider , borider , siliciumoxid, aluminiumoxid , chalkonenide glasser , kulstof , titanater .
Den procentiske sammensætning varieres som følger.
DK 153248B
5 EKS. 1 : Nikkel : 23-50%
Zink : 7-48"
Svovl : 8-15"
Kvælstof : 0-3,5" 5 Ilt : 0-5 "
Kulstof : 0-4,5"
Bly : 0-10" EKS. 2 : Nikkel : 0-50%
Kobolt : 0-50" 10 Ilt : 0-50" EKS. 3 : Nikkel : 5-25%
Molybdæn : 10-60"
Ilt : 20-40"
Bly : 0-10” 15 EKS. 1 : Udfældes fra bade bestående af nikkel sulfat, nikkelammoniumsulf at, zinksulfat, thiocyanater.og blyforbindelser.
EKS. 2 : Nikkelklorid, zinkklorid , thiocyanater og blyforbindelser, ved ph 5-6,5 og strømtætheder fra 0,1-1 Arap/dnt2 og tempe-20 raturer fra 18- 60 grader celcius.
EKS. 3 : Udfældes fra bad indeholdende nikkelsulfater, molybda-ter og blyforbindelser ved samme betingelser som eks. 1 og 2 .
• $ 6
DK 153248B
Opfindelsen forklares i det følgende nærmere under henvisning til den skematiske tegning, hvor fig. 1 viser en enkel udførelsesform for en selektiv belægning, fig. 2 viser en forstørrelse af den selektive belægnings struktur.
5 fig. 3 viser en forstørrelse af fig. 2, til illustration af re-f lektionsforholdene i et såkaldt 'absolut sort hul' .
FIG.l viser en metalplade (1) belagt med et lag elektrolytisk udfældet metal (2) og derover yderligere et lag metal eller metaloxid (3) og yderst den selektive sorte belægning (4) , som 10 bestråles af sollys (5) .
FIG. 2 viser en forstørrelse af den selektiv sorte belægnings struktur (4) som danner 'absolut sorte huller' (6), i det følgende skal dette forklares nærmere.
Hullernes størrelsesorden er 0,2- 2yu'm. Derved øges absorbtionen 15 i området op til 2yttm, og samtidig fungerer hullerne son reflekter for det infrarøde område over 2yUm.
FIG.3 viser et 'absolut sort hul' (6) .
Ingen materiel flade udgør et absolut sort legeme, men et hul i en væg eller overflade, kan betragtes som et absolut sort legeme.
20 Den stråling (7) , scan trænger ind gennem hullet, reflekteres fra de indre vægge, men kun en forsvindende del finder vej ud igen. Emissionsspektret fra et absolut sort legeme fastlægges helt og holdent af hulrummets temperatur.
Dette medfører forøget selektiv absorbtion i området 0,35- 2,5yum 25 ( solens spektrum ) og minimal emission i det infrarøde område for bølgelænder over 2ytt.ni.
Selektiviteten er karakteriseret ved forholdet , hvor er absorbtionen, og £ er emissionen. Jo større dette forhold er, des større er selektiviteten. Absorbtionen skal dog være i 30 størrelsesorden > 0,9 , da o( indgår i solfangerligningen med større vægt end £ , for at der kan opnås fuld nytte af effekten.

Claims (4)

1. En belægning (4) til selektiv absorbtion af solenergi '(5) kendetegnet ved , at belægningen består af en dispersion af faste stoffer, scan partikler i størrelsesorden o-3yU,ni, indlejret i en bærermatriks af halvledende eller di-5 elektrisk stof, at belægningens tykkelse er 500-3ooo Ångstrøm, at overfladestrukturen af belægningen udgøres af mikrohiiller af en størrelse på 0,2-2^um3 og at dispersionen af faste stoffer er homogen, at belægningen har en kemisk sammensætning, hvori metalindholdet udgør 0-50 % efter vagt af Ni, eller en blanding 10 af Ni og mindst eet metal og højst tre fra gruppen bestående af : Co , Mo , Cr , W , Mn , Fe , V , Cu , Fb , Zn , Al , Si „ samt mindst et af metalloiderne : N , S , C , B , 0 , eller en kemisk forbindelse mellem to eller flere, alene 15 eller i forbindelse med et metal, indfældet som faste partikler i mængden 0-20 % efter vægt. DK 153248B<
2. En belægning til selektiv absorbtion af solenergi ifølge krav 1, kendetegnet ved at belægningen er anbragt på et metallisk substrat eller metalliseret substrat, son udviser en lille hemisfærisk udstrålingsfaktor £ < 0,1 indenfor 5 bølgelængderne 0,35- 12 ytxm.
3. En belægning til selektiv absorbtion af solenergi ifølge krav 1 og 2, kendetegnet ved, at forholdet mellem absorbtionsfaktoren for solenergi OC og emissionsfaktoren £ udtrykt ved brøken er lig med eller større end 9 eller 10 differencen £ i 0,7.
4. Fremgangsmetode til franstilling af en belægning til selektiv absorbtion af solenergi ifølge kravene 1 , 2 og 3 , kendetegnet ved at belægningen fremstilles ved elektrolytiske påføringsmetoder i en udformning hvor en 15 metalplade (1) belægges med et lag elektrolytisk udfældet metal (2) eller en legering, bestående af en eller flere fra gruppen : Ni , Co , Mo , Cr , W , Mn , Fe , V , Cu , Pb , Zn , Al , Si , derover forsynes med en belægning af et metal eller metaloxid (3) fra ovenstående gruppe, og yderst forsynes med en selektiv belæg-20 ning (4).
DK033479A 1979-01-26 1979-01-26 Belaegning til selektiv absorbtion af solenergi og en fremgangsmaade til fremstilling af en saadan belaegning DK153248C (da)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DK033479A DK153248C (da) 1979-01-26 1979-01-26 Belaegning til selektiv absorbtion af solenergi og en fremgangsmaade til fremstilling af en saadan belaegning

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DK033479A DK153248C (da) 1979-01-26 1979-01-26 Belaegning til selektiv absorbtion af solenergi og en fremgangsmaade til fremstilling af en saadan belaegning
DK33479 1979-01-26

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DK33479A DK33479A (da) 1980-07-27
DK153248B true DK153248B (da) 1988-06-27
DK153248C DK153248C (da) 1988-11-21

Family

ID=8092363

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DK033479A DK153248C (da) 1979-01-26 1979-01-26 Belaegning til selektiv absorbtion af solenergi og en fremgangsmaade til fremstilling af en saadan belaegning

Country Status (1)

Country Link
DK (1) DK153248C (da)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017054780A1 (zh) * 2015-09-29 2017-04-06 淄博环能海臣环保技术服务有限公司 一种蚀刻生成耐高温选择性吸收功能膜

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2702079A1 (de) * 1976-01-19 1977-08-04 Centre Nat Etd Spatiales Sonnenabsorber
DK152624B (da) * 1975-09-22 1988-03-28 Yazaki Corp Selektiv absorptionsoverflade for et solfang og fremgangsmaade ved fremstilling heraf

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DK152624B (da) * 1975-09-22 1988-03-28 Yazaki Corp Selektiv absorptionsoverflade for et solfang og fremgangsmaade ved fremstilling heraf
DE2702079A1 (de) * 1976-01-19 1977-08-04 Centre Nat Etd Spatiales Sonnenabsorber

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017054780A1 (zh) * 2015-09-29 2017-04-06 淄博环能海臣环保技术服务有限公司 一种蚀刻生成耐高温选择性吸收功能膜

Also Published As

Publication number Publication date
DK33479A (da) 1980-07-27
DK153248C (da) 1988-11-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Nair et al. Chemically deposited Sb2 S 3 and Sb2 S 3‐CuS thin films
Chen et al. Metal selenide photocatalysts for visible-light-driven Z-scheme pure water splitting
Kumar et al. Large-area, green solvent spray deposited nickel oxide films for scalable fabrication of triple-cation perovskite solar cells
Scarminio et al. Electrochromism and photochromism in amorphous molybdenum oxide films
Sayama et al. Photoelectrochemical decomposition of water on nanocrystalline BiVO 4 film electrodes under visible light
Mirabolghasemi et al. Formation of ‘single walled’TiO 2 nanotubes with significantly enhanced electronic properties for higher efficiency dye-sensitized solar cells
Basnet et al. Tuning the Cu x O nanorod composition for efficient visible light induced photocatalysis
Raevskaya et al. Non-stoichiometric Cu–In–S@ ZnS nanoparticles produced in aqueous solutions as light harvesters for liquid-junction photoelectrochemical solar cells
Cory et al. Electrodeposited CuO thin film for wide linear range photoelectrochemical glucose sensing
Gopi et al. Improving the performance of quantum dot sensitized solar cells through CdNiS quantum dots with reduced recombination and enhanced electron lifetime
Zhang et al. Zn-Ag-In-S quantum dot sensitized solar cells with enhanced efficiency by tuning defects
US20100248417A1 (en) Method for producing chalcopyrite-type solar cell
Raievska et al. Ultra-small aqueous glutathione-capped Ag–In–Se quantum dots: luminescence and vibrational properties
Sun et al. Eco-friendly NaSbS 2 quantum dot-sensitized solar cells
Duta et al. Coloured solar-thermal absorbers–a comparative analysis of cermet structures
CN116125716B (zh) 钨铌双金属氧化物电致变色薄膜、电致变色薄膜电极及其制备方法
Hajimazdarani et al. Enhanced optical properties of ZnS–rGO nanocomposites for ultraviolet detection applications
Lee et al. Electrochemical approach for preparing conformal methylammonium lead iodide layer
Huang et al. Interfacial Diffusion of Metal Atoms during Air Annealing of Chemically Deposited ZnS‐CuS and PbS‐CuS Thin Films
DK153248B (da) Belaegning til selektiv absorbtion af solenergi og en fremgangsmaade til fremstilling af en saadan belaegning
Dloczik et al. CuAlO2 prepared by ion exchange from LiAlO2
Larsen et al. Nanostructured homogenous CdSe–TiO 2 composite visible light photoanodes fabricated by oblique angle codeposition
Boon-On et al. Band gap tunable quaternary Pb x Cd 1− x S 1− y Se y quantum dot-sensitized solar cells with an efficiency of 9.24% under 1% sun
Ammar et al. The effect of TSC and nickel doping on SnS thin films
US20230037147A1 (en) High-efficiency photoelectrochemical electrode as hydrogen generator composed of metal oxide and transition metal dichalcogenide bond on three-dimensional carbon textile and method of manufacturing same

Legal Events

Date Code Title Description
PBP Patent lapsed