JPS6323459B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPS6323459B2
JPS6323459B2 JP55040994A JP4099480A JPS6323459B2 JP S6323459 B2 JPS6323459 B2 JP S6323459B2 JP 55040994 A JP55040994 A JP 55040994A JP 4099480 A JP4099480 A JP 4099480A JP S6323459 B2 JPS6323459 B2 JP S6323459B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
etching
aluminum
depth
direct current
selective
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Expired
Application number
JP55040994A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS56137040A (en
Inventor
Masanari Watase
Tadahito Kudo
Katsuaki Fukuda
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Chemi Con Corp
Original Assignee
Nippon Chemi Con Corp
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 Nippon Chemi Con Corp filed Critical Nippon Chemi Con Corp
Priority to JP4099480A priority Critical patent/JPS56137040A/ja
Publication of JPS56137040A publication Critical patent/JPS56137040A/ja
Publication of JPS6323459B2 publication Critical patent/JPS6323459B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、太陽から放射される輻射エネルギ
ーを効率よく吸収し、熱エネルギーに変換する選
択吸収体の製造方法に関する。
〔従来の技術〕
太陽からの輻射エネルギーは、この大部分が波
長が0.2―2.0μmまでの可視光および近赤外の短波
長領域に含まれている。一方集熱材がその温度に
相当して放射する放射エネルギーは、2μm以上の
長波長の赤外領域であることが知られている。そ
こで効率よく太陽エネルギーを吸収するために
は、集熱材の表面が2.0μm近辺を境として、それ
より短波長域において高い吸収性能を示し、波長
がそれよりも長い領域においては、低い放射特性
を示す性能を兼ね備えた、いわゆる選択吸収特性
を示すように処理加工する必要がある。
いま太陽エネルギーの選択吸収性能をSであら
わした場合、短波長域での光の吸収率をα、長波
長域での放射をεとすると上記Sは、S=α/ε
とあらわすことができ、Sを高めるためにはαを
大きくし、εが小さくなるような方策を講じなけ
ればならない。
従来からこのような選択吸収面を得る手段とし
て、ブラツククロム、ブラツクニツケル、多孔質
カーボンブラツク微粒、デンドライト、ヒルロツ
ク面、ウイスカ、選択化学溶解によるエツチング
ピツト、アルミニウム材における多孔質電解酸化
皮膜の形成などの方法が知られている。これらは
いずれも0.2―2.0μmの波長の光を吸収するため
に、吸収体の表面にμm規模の孔径で開口角が小
さい均一な微細凹凸を緻密に設け、この微細凹凸
に太陽光を導いて太陽エネギーを吸収しようとす
るものである。しかし、公知のこのような方法
は、処理条件を定量的に制御し、所望の微細凹凸
を形成することが困難である。とくに工業的規模
で生産する場合に、安価に所望の凹凸形状をを持
つた吸収体を得るのが困難であつた。
このような従来の欠点を改良したものとして、
例えば、特公昭53−17174号公報のように、微細
凹凸の形成をフオトエツチングによりおこなうこ
とが試みられている。フオトエツチングは微細加
工を精度よくおこなうに適した方法の一つであ
り、半導体などのμm単位の微細加工に用いられ
ている。しかしフオトエツチングは第8図に示す
ように、被処理基材21の表面に所望のエツチン
グ面22以外の面にフオトレジスト膜23を形成
し、このフオトレジスト膜23を露光固化させ、
しかるのち化学的エツチングによつてフオトレジ
スト膜23のない面の被処理基材21を溶解して
所望の凹凸を得るものである。フオトエツチング
は、エツチング面22から順次基材21の溶解が
進むので、図示したように、フオトレジスト膜2
3の裏面にも回り込みが避けられず、比較的開口
部に対して浅い断面形状のエツチングがおこなわ
れる。いまフオトエツチングによつて形成される
形状をエツチングフアクタ(E.F.)としてあらわ
すと、 E.F.=d/r=1.3〜3.5 という関係が一般に成り立つ。そこでエツチン
グフアクタが最大すなわち開口面に対する深さの
割合が最大となる値3.5をとつても、仮に開口径
が2μmの孔の場合、その深さは3.5μm程度にしか
ならない。このため開口径に対し十分な深さを有
するエツチング孔により多重反射をおこなわせ、
太陽エネルギーを吸収させようというこの発明の
目的には適合しない。またフオトエツチングは、
被処理物が微小な面積のものを扱うのに適してい
るが、製造工程が複雑なことや広い面積を多量に
処理するには適しておらず、太陽エネルギー選択
吸収体の表面処理手段としては必ずしも適切でな
い。
〔発明が解決しようとする問題点〕
太陽光を微細凹凸内に導入し、多重反射によつ
てエネルギーを効率よく吸収するためには、開口
径に対し、十分な深さを持つた微細凹凸が必要と
なる。例えば種村栄著〓太陽熱利用 選択吸収面
材料(2)〓(「エレクトロニクセラミクス」誌1976年
夏号第34〜39ページ)などによれば、微細凹凸の
断面がガウス分布関数形の形状を持つた場合、表
面荒さに対する波長の比が1より十分に小さい、
望ましくはこの比が0.155より小さい場合に多重
反射の硬化が得られるとされている。このことか
ら、理想的なガウス形の微細孔は得られなくと
も、開口角が十分に小さく、開口径に対し深さが
十分にとれること、すなわち開口径に対する微細
孔の深さを6.45倍(0.155の逆数)以上とすれば、
多重反射効果が十分に得られるといえる。
この発明は、このような条件に合致する微細凹
凸を容易かつ多量に製造できる方法を得ることを
目的としている。
またこの発明の他の目的は、太陽エネルギーの
吸収特性をより向上させるために、微細凹凸に取
り込まれた太陽光の反射を低減させるための微細
凹凸表面に干渉薄膜を設け、選択吸収特性をより
一層向上させようとするものである。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明は、アルミニウムもしくはアルミニウ
ム合金材の表面に、直流を用いた電気化学的エツ
チングにより開口径に対する深さの割合が6.45倍
以上のエツチング孔を形成し、次にエツチング後
の表面に陽極酸化処理によつて酸化アルミニウム
薄膜層を形成することを特徴としている。
〔作用〕
この発明は被処理材にアルミニウムもしくはア
ルミニウム合金を用い、まずこの基材の表面を直
流を用いた電気化学的エツチングによつて、開口
径に対し十分に深いエツチング孔を形成する。
電気化学的エツチングは、例えば第1図に示さ
れるような装置を用い、被処理アルミニウム材1
を、塩酸、塩化ナトリウムなどを溶解させた塩素
イオンを含む水溶液2の中に浸漬し、前記被処理
アルミニウム材1を一方の電極とし、カーボン等
からなる対抗電極3との間に、被処理アルミニウ
ム材1が陽極側となるようにして直流電流を電源
から供給し、所定の時間エツチングをおこなうも
のである。
また被処理アルミニウム材1は、図のようにバ
ツチ処理をおこなうほか、任意の厚さの長尺ロー
ルもしくはコイルをローラを介して連続して電解
槽4内に投入して、連続処理することも可能であ
る。また被処理アルミニウム材1も各種のアルミ
ニウムおよびアルミニウム合金から選ぶことがで
き、例えば表面に(100)結晶面が豊富に露出し
ている、いわゆる高キユービシテイーのものは、
エツチング孔の整列性がよく、この発明の目的に
好ましいものである。
電気化学的エツチングには直流電流を用いるも
の以外に交流やパルス、あるいは各種の電流波形
を組み合わせたものが考えられるが、直流電流を
用いたものは、第9図に示すように被処理物であ
るアルミニウム材1の表面のあるエツチング点3
1からエツチングが開始される。直流を用いたエ
ツチングの場合、エツチングはアルミニウム材1
の表面を一様に溶解するかのごとく進行せず。最
初のエツチング点31で溶解された溶解面を順次
溶解して、アルミニウム材1の表面に対しほぼ垂
直方向に、図のようにあたかもトンネルを掘るご
とくにエツチングが進行する特徴がある。このた
めに直流電流による電気化学的エツチングによれ
ば、この発明で要求される理想的なエツチング孔
形状に極めて近いエツチング孔11を容易に得る
ことができる。
次にエツチングされた表面に陽極酸化処理によ
つて、干渉作用による反射防止のための酸化薄膜
を設けることが好ましい。
一般に干渉薄膜によつて反射率を極小にするた
めには、膜厚dが下記の式を満足させる必要があ
る。
膜厚 d={1−(δ/π)}/4n ここでδは定数、nは薄膜の屈折率。
この式に適合させるためには、酸化皮膜の厚さ
をおよそ数百Åから数千Åの間に設定する必要が
ある。ところでアルミニウムには自然酸化皮膜が
形成されるが、この自然酸化皮膜の厚さは精々20
ないし30Å程度しかなく、十分な干渉効果が期待
できない。このためもつと厚い酸化皮膜を表面に
意図的に形成する必要がある。
陽極酸化処理は被処理材であるアルミニウムを
陽極として電解液中で直流電圧を印加してアルミ
ニウム表面に絶縁性の緻密な酸化アルミニウム層
(バリア皮膜)を形成するもので、の皮膜はおよ
そ12Å/Vで電圧に比例した膜厚の形成ができ
る。このため陽極酸化電圧を数十ないし数百Vの
間で調整すれば、所望の膜厚の酸化皮膜層を容易
に得ることができる。また陽極酸化のための装置
は前記電気化学的エツチングに準じた装置を使用
できるので、一貫した生産体制が可能である。
〔実施例〕
まずこの発明で用いる直流による電気化学的エ
ツチングが、微細孔の形状制御が極めて容易であ
ることを例示する。第2図は塩酸浴を用いた直流
エツチングの例で、通電電流が一定(100mA/
cm2)の電解浴の塩酸濃度とエツチング孔の平均直
径との関係を示したものである。
また第3図は、浴温度、塩酸濃度が一定の場合
(温度75℃、濃度1.0mol/l)における電流密度
とエツチング孔の平均直径との関係あらわしたも
のである。
さらに第4図は、浴温度、塩酸濃度を一定(温
度65℃、濃度1.5mol/l)にした場合の処理時
間と、エツチング孔の深さの関係を示したもので
ある。なおこれらのグラフのエツチング孔の直径
および深さは、表面状態の電子顕微鏡写真から実
測して求めた。
これらの実験例から明らかなように、微細エツ
チング孔の直径、深さは、エツチング浴の温度、
湿度、電流密度、処理時間などのエツチング条件
により自由に制御することができる。従つてこれ
らの条件からこの発明の目的に合致する微細凹凸
形状形成に最適な組み合わせを選ぶことにより適
切なエツチングをおこなうことができる。
しかも第6図、第7図の電子顕微鏡写真像に示
すとおり、この発明によつて形成されたエツチン
グ孔は正しくトンネル状に形成されており、孔径
は開口部も底部も殆ど差がなく、かつ開口径に比
べ深さが十分得られていることがわかる。
次にこの発明に基づく具体的な実施例を示す。
第5図はこの実施例の工程を順に示したものであ
る。まず被処理アルミニウム材として、0.1mm
厚さのO―テンパー1199材を使用し、片面処理の
ため、このアルミニウム材を2枚重ね合わせ、
これを0.02mol濃度の苛性ソーダ水溶液中に、40
℃、1分間浸漬し、表面の汚れを除去した。次に
水洗、第1図のごとき装置により濃度
1.7molの塩酸浴中にて、電流密度200mA/cm2、
浴温度65℃にて10秒間直流を通電し、エツチング
をおこなつた。この後水洗、90ないし95℃の
純水中に5分間浸漬した後、濃度2.0molの硼酸
浴中にて電流密度500mA/cm2の直流で、温度90
℃で600Vまで電圧上昇するまで陽極酸化をおこ
ない、その後水洗、乾燥させて、選択吸収
体を得た。
得られた選択吸収体を、可視光分光光度計およ
び赤外分光光度計を使用し、AM2(太陽が天頂
から60度傾いた位置で海上で測定したスペクトル
に相当)状態におけるα、および300〓でのεを
測定したところ、α≒0.90、ε≒0.11が得られ
た。すなわちS=8.2であり、この発明の選択吸
収体は極めて優れた特性を示すことがわかる。
上記実施例により得られた選択吸収体の表面状
態の拡大縦断面構造の第6図、第7図の走査型電
子顕微鏡による拡大写真で示す。第6図はこの発
明の第一の工程である直流エツチングが終了した
段階でのアルミニウム材の縦断面で、この写真か
ら明らかなようにアルミニウム材10の表面に
は、開口部と底部がほぼ同じであるトンネル状の
エツチング孔11が孔径に比べて十分な深さをも
つてかつ緻密に形成されていることがわかる。こ
の時写真の寸法を実測し、拡大倍率から計算した
結果、エツチング孔11の平均孔径は0.90μm、
深さはおよそ20ないし30μmであつた。また第7
図の写真は陽極酸化による酸化皮膜形成処理が終
了した状態、つまり完成状態の選択吸収体の断面
図を示したもので、前第6図よりさらに拡大撮影
されたこの写真の微細孔12の内面には、皮膜形
成処理により形成された酸化アルミニウムで薄膜
層13が認められる。なおこの写真から、酸化ア
ルミニウム薄膜層13を実測した結果、その厚さ
はおよそ0.6μmであつた。
〔発明の効果〕 以上述べたように、この発明によればアルミニ
ウムもしくはアルミニウム合金表面に選択吸収特
性の優れた選択吸収面を形成することができる。
またこの発明で用いる直流による電気化学的エ
ツチングはエツチング条件を選択する幅が多く、
所望のエツチング孔形状を容易に得ることができ
るとともに、均一な形状のエツチング孔を多量か
つ安価に生産することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明のエツチング工程もしくは酸
化皮膜形成工程で用いる装置の概要を示す断面
図、第2図は塩酸濃度と孔直径との関係をあらわ
すグラフ、第3図は電流密度と孔直径との関係を
あらわすグラフ、第4図は電解時間と孔の深さと
の関係をあらわすグラフである。また第5図はこ
の発明の方法による工程を示す工程図、第6図、
第7図はこの発明により製造された選択吸収体の
表面部付近の構造を示す電子顕微鏡による拡大断
面写真である。さらに第8図はフオトエツチング
の原理を示す説明図、第9図は直流による電気化
学的エツチングの原理を説明する説明図である。 1,10…アルミニウム材、2…塩素イオンを
含む水溶液、3…対抗電極、4…電解槽、11…
エツチング孔、12…微細孔、13…酸化アルミ
ニウム薄膜層、21…被処理基材、2…エツチン
グ面、23…フオトレジスト膜、31…エツチン
グ点。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 アルミニウムもしくはアルミニウム合金材の
    表面に、直流を用いた電気化学的エツチングによ
    り開口径に対する深さの割合が6.45倍以上のエツ
    チング孔を形成し、次にエツチング後の表面に陽
    極酸化処理によつて酸化アルミニウム薄膜層を形
    成することを特徴とする太陽エネルギー選択吸収
    体の製造方法。
JP4099480A 1980-03-29 1980-03-29 Selective absorber of solar energy and manufacture thereof Granted JPS56137040A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4099480A JPS56137040A (en) 1980-03-29 1980-03-29 Selective absorber of solar energy and manufacture thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4099480A JPS56137040A (en) 1980-03-29 1980-03-29 Selective absorber of solar energy and manufacture thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS56137040A JPS56137040A (en) 1981-10-26
JPS6323459B2 true JPS6323459B2 (ja) 1988-05-17

Family

ID=12595976

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4099480A Granted JPS56137040A (en) 1980-03-29 1980-03-29 Selective absorber of solar energy and manufacture thereof

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS56137040A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH021373U (ja) * 1988-06-14 1990-01-08

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58150736U (ja) * 1982-04-02 1983-10-08 日立コンデンサ株式会社 熱線吸収用金属箔

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5317174A (en) * 1976-07-28 1978-02-16 Taishiyou Giken Kk Assemblyytype fly trap
JPS5339613A (en) * 1976-09-21 1978-04-11 Taisei Corp Apparatus for treating sludge accumulated in river or canal
JPS545236A (en) * 1977-06-14 1979-01-16 Sumitomo Aluminium Smelting Co Solar energy selective absorption material and method of producing same

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH021373U (ja) * 1988-06-14 1990-01-08

Also Published As

Publication number Publication date
JPS56137040A (en) 1981-10-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Montero-Moreno et al. Influence of the aluminum surface on the final results of a two-step anodizing
Koker et al. Photoelectrochemical etching of Si and porous Si in aqueous HF
CA1124674A (en) Electrolytically coloured anodized aluminium panels for solar energy absorption
Feng et al. Uniform large-area free-standing silver nanowire arrays on transparent conducting substrates
KR20110036233A (ko) 고전계 양극산화장치
Asgari et al. A new approach to electropolishing of pure Ti foil in acidic solution at room temperature for the formation of ordered and long TiO2 nanotube arrays
Kikuchi et al. Fabrication of a meniscus microlens array made of anodic alumina by laser irradiation and electrochemical techniques
Yavaş et al. Growth of ZnO nanoflowers: effects of anodization time and substrate roughness on structural, morphological, and wetting properties
Zaraska et al. Effect of Al polishing conditions on the growth and morphology of porous anodic alumina films
Gurgul et al. The effect of electrolyte temperature on the growth, morphology, and properties of porous anodic tin oxide films
JP5344850B2 (ja) 陽極酸化ポーラスアルミナおよびその製造方法
Chung et al. Role of oxalate anions on the evolution of widened pore diameter and characteristics of room-temperature anodic aluminum oxide
CN103276438B (zh) 在纯铝表面形成纳米级多孔膜层的方法
Choo et al. Barrier‐Type Aluminum Oxide Films Formed under Prolonged Anodizing: I. Influence of Anodizing Parameters on Film Morphology
JP5498032B2 (ja) 微細構造体の製造方法および微細構造体
Houng et al. Characterization of the nanoporous template using anodic alumina method
Li et al. Influence of the microstructure of sputtered Ti films on the anodization toward TiO2 nanotube arrays
CN104805473A (zh) 一种Co纳米线/多孔氧化铝复合薄膜、制备方法及其用途
JP5173505B2 (ja) 微細表面パターンを有する無機系材料の製造方法
CN111235579A (zh) 金属抛光方法
CN106835232B (zh) 用于1064mm激光驱动飞片系统的飞片结构及制备方法
Handayani et al. Optical absorbance of porous silicon on n-type Si (111) surfaces fabricated by electrochemical anodization method
GB2102025A (en) Selective solar energy absorber
Zhang et al. Fabrication of well-aligned TiO2 nanotube arrays with outstanding light-induced hydrophilicity performance
Kleinke et al. Pattern formation on aluminum electrodes