Солнечный коллектор и способ его изготовления

 

1. Солнечный коллектор, содержащий алюминиевую подложку, промежуточный слой и черное покрытие, отличающийся тем, что, с целью улучшения оптических и механических свойств, промежуточный слой выполнен иммерсионным. 2. Способ изготовления солнечного коллектора путем обработки подложки , осаждения промежуточного слоя и чернения, отличающийся тем, что, с целью улучшения оптических свойств, осаждение промежуточного слоя осуществляют путем последовательного нанесения слоя цинка, обработки полученной заготовки в кислотном растворе и травления в щелочном растворе.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

091 (11) g(gg Р 24 3 3/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

T К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3513598/24-06 (22) 16. 11.82 (46) 07.09.84. Бюп, У 33 (72) П.А.Сухопар и В.В.Федорюк (71) Черновицкий ордена Трудового

Красного Знамени государственный университет (53) 562,997 (088.8) (56) 1, Патент США Ф 4287266, кл, 428-596, опублик. 1981. (54) СОЛНЕЧНЫЙ КОЛЛЕКТОР И СПОСОБ

ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ. (57) 1. Солнечный коллектор, содержащий алюминиевую подложку, промежуточный слой и черное покрытие, а т л ич а ю шийся тем, что, с целью улучшения оптических и механических свойств, промежуточный слой выполнен иммерсионным.

2 ° Способ изготовления солнечного коллектора путем обработки подложки, осаждения промежуточного слоя и чернения, отличающийся тем, что, с целью улучшения оптических свойств, осаждение промежуточного слоя осуществляют путем последовательного нанесения слоя цинка, обработки полученной заготовки в кислотном растворе и травления в щелочном растворе.

11 12196

Э

ЗО

3$

4О ного покрытия.

Способ может быть осуществлен при следующих режимных параметрах.

Б качестве подложки 1 используют алюминиевую фольгу толщиной 170 мкм.

Для очистки подложки 1 фольгу травят в 10Х-ном растворе Na0H при 60-85 С в.течение 10-49 с, осветляют в

107-ной HNOg, промывают проточной водой и наносят контактным способом слой цинка из цинкатного раствора при комнатной температуре в течение

1-3 мин. "àòåì полученную структуру промывают и травят в 10%-ном растворе НХОФ до исчезновения серого слоя цинка.

Изобретение относится к гелиотехнике, к области селективных покрытий, поглощающих солнечную энергию.

Известен солнечный коллектор, содержащий алюминиевую подложку, промежуточный слой и черное покрытие (1).

Известен способ изготовления солнечного коллектора путем обработки подложки, осаждения промежуточного слоя и чернения (1).

Недостатками данных солнечного коллектора и способа его изготовления являются неудовлетворительные оптические свойства, объясняющиеся тем, что на коэффициент излучения коллектора оказывает влияние не низкий коэффициент излучения алюминиевой подложки, а более высокий коэффициент излучения промежуточного слоя из хрома или никеля и малая механическая прочность, которая объясняется возникновением деформации при циклических термических нагрузках вследствие того, что коэффициенты теплового расширения материалов подложки и промежуточного слоя коллектора различны, например, 10á 1 1,1„12 1-2 10-6 С-1

Целью изобретения является улучшение оптических и механических свойств коллектора путем устранения

его деформаций при циклических термических нагрузках.

Поставленная цель достигается тем, что в солнечном коллекторе, содержащем алюминиевую подложку, промежуточный слой и черное покрытие, промежуточный слой выполнен иммерсионным.

Кроме того, согласно способу изготовления солнечного коллектора путем обработки подложки, осаждения промежуточного слоя и чернения, осаждение промежуточного слоя осуществляют путем последовательного нанесения слоя цинка, обработки полученной заготовки в кислотном растворе и травления в щелочном растворе, На чертеже показан коллектор, общий вид.

Коллектор содержит алюминиевую подложку 1, на которую нанесены промежуточный слой 2 и черное покрытие

3. Промежуточный слой 2 выполнен иммерсионным.

Солнечный коллектор работает следующим образом.

1О

2О

Принцип действия предлагаемого коллектора состоит в преобразовании солнечной энергии в тепловую. Солнечные лучи, падая на коллектор, поглощаются им, по крайней мере, в результате двух процессов: за счет интерференции при создании условий минимума отражения от границ раздела системы воздух (вакуум) — черное покрытие — иммерсионный слой — алюминиевая подложка и за счет рассеяния на неоднородностях черного TIOKDbI тия„ которые служат центрами поглощения.

Слой 2 представляет собой иммергионное цинковое покрытие и служит для обеспечения высокой адгезии черного покрытия 3 с алюминиевой подложкой 1, которая обладает низким коэффициентом собственного теплового излучения.

Способ изготовления солнечного колле кт ор а включает следующие оп ерации.

Проводят обработку алюминиевой подложки 1 а щелочи, потом промывают ее водой. На обработанную полированную алюминиевую подложку наносят слой цинка, затем его травят в азотнокислом растворе, получая таким образом иммерсионный слой 2 цинка, Операции нанесения слоя цинка и его травления проводят дважды.

Для улучшения качества коллектора за счет увеличения его степени черноты поверхность подложки i с иммерсионным слоем 2 травят в щелочном растворе, осветляют в растворе азотной кислоты и вновь повторяют операцию нанесения иммерсионного слоя.

На подготовленную таким образом поверхность подложки наносят слой чер1112196

Составитель К. Заграничная

Техред Л .Микеш Корр ект ор Е . С ир ох ма н

Редактор И.Шулла

Заказ 6438/25 Тираж 710 Подпис ное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Подложку 1 травят в 5"10K-ном растворе Na0H при 60-80 С в течение

8-20 с, осветляют 10Х-ной HNOp, промывают проточной водой и вновь повторяют операции осаждения цинка и его травления, получая таким образом иммерсионный цинковый слой 2 на, алюминиевой подложке

После этого на алюминиевую подлож ку 1 с иммерсионным цинковым слоем 10

2 электрохимическим способом из раст

0,6-7 мА/с наносят слой черного никеля интерференционной толщины.

Ранесение цинкового иммерсионного покрытия практически не меняет излучательных характеристик алюминиевой 2О подложки, поскольку его толщина мала — 1-2 атомных слоя, но в то же время значительно повышает поглощательную способность подложки.

Таким образом, в конструкции кол- .25 лектора низкая излучательная способность системы подложка - иммерсионный слой наряду с высокой поглощательной способностью подложки и черного покрытия обеспечивают высокие оптичес кие характеристики устройства °

Травление поверхности подложки с иммерсионным слоем щелочью и последующее нанесение иммерсионного слоя приводит к созданию разрыхленной по верхности подложки с атомарными вкраплениями цинка. Это значительно повышает поглощательную способность поверхности подложки, так как вследствие многократных отражений на микровпадинах алюминиевой подложки большая часть световой энергии поглощается ийи, в результате чего улучшаются оптические свойства коллектора, Кроме того, при циклических термических нагрузках коллектора происходит его деформация, так как коэффициенты теплового расширения материалов коллектора различны. Но так как черное покрытие интерференционной толщины, а толщина иммерсионного слоя 1-2 атомных слоя, механические напряжения, возникающие в коллекторе при циклических нагрузках, сведены к минимуму, вследствие чего возрастает механическая прочность коллектора.