專利名稱：太陽能選擇性吸收膜的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種膜層的制備方法，具體涉及一種太陽能選擇性吸收膜的制備方法。
背景技術(shù)：
太陽能資源豐富、分布廣闊，且清潔環(huán)保，為當前社會公認的理想替代能源。在太陽能產(chǎn)業(yè)中，如何高效地利用太陽能是大家所關(guān)注的問題。而太陽能轉(zhuǎn)化效率的高低關(guān)鍵取決于吸收率和發(fā)射率這兩個指標。傳統(tǒng)的膜層吸收率比較高，但是發(fā)射率也比較高，不能滿足市場的高效利用太陽能的需求。
經(jīng)對現(xiàn)有技術(shù)的探索，中國發(fā)明專利《太陽能選擇性吸收膜的制造方法及設(shè)備》， 申請?zhí)?1104451. 5，該專利提供了一種太陽能選擇性吸收膜的制造方法及設(shè)備。其特征為成卷的銅鋁復(fù)合條帶連續(xù)地依次進入預(yù)處理液槽、直流陽極氧化液槽、交流電解液槽和 Ni-F冷封閉液槽進行電化學(xué)處理之后，在條帶兩面覆蓋塑料保護膜，制得具有太陽能選擇性吸收膜的成卷銅鋁復(fù)合條帶。但是該技術(shù)最后一道工藝所用的封閉方法，不能提高膜層的吸收率，且制備的膜層耐腐蝕性也比較差。因此需選用一種新型的吸收膜，使其不僅吸收率高、發(fā)射率低,并且耐腐蝕性及耐候性也極佳。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的膜層吸收率低及發(fā)射率高，以及耐腐蝕性差等不足，提供一種太陽能選擇性吸收膜的制備方法，制得的膜層具有極高的吸收率和較低的發(fā)射率，并且其表面的耐腐蝕和耐候性能也極為優(yōu)異。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的
本發(fā)明涉及一種太陽能選擇性吸收膜的制備方法，包括如下步驟
a、將鋁材置于氧化液中進行陽極氧化處理；
b、將步驟a處理后的鋁材置于電解液中進行電解著色處理；
C、在步驟b處理后的鋁材表面制備增透保護層。
優(yōu)選的，步驟a中所述氧化液為磷酸或者磷酸和硫酸的混合液，其中，磷酸濃度為 20 100g/L，硫酸濃度為0 40g/L ;所述陽極氧化處理的溫度為20 40°C。
優(yōu)選的，步驟b中所述電解液包括金屬鹽溶液、硼酸及穩(wěn)定劑，其中，金屬鹽濃度為10 80g/L，硼酸濃度為10 20g/L，穩(wěn)定劑濃度為15 25g/L ;所述電解的溫度為20 40°C，時間為I 15min。
進一步優(yōu)選的，所述金屬鹽溶液為鎳、鎂、銅、錫或鈷的硫酸鹽或氯化鹽溶液。
優(yōu)選的，步驟c中所述制備增透保護層具體為采用真空噴鍍、磁控濺射、旋涂法或浸潰提拉法將溶膠包覆在步驟b處理后的鋁材表面，制得所述增透保護層。
進一步優(yōu)選的，所述溶膠為20 40%固含量的硅溶膠、鈦溶膠或鋁溶膠。
更進一步優(yōu)選的，所述的增透保護層為二氧化硅、二氧化鈦或氧化鋁無機涂層。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有的有益效果為采用電解著色的方法，制備黑色電解著色層，吸收太陽能；并在表面賦予一層增透保護層，提高其吸收率，并降低其發(fā)射率；此外，該表面涂層本身還具備很好的耐腐蝕性和耐候性。


圖I為具有太陽能選擇性吸收膜的鋁材的結(jié)構(gòu)示意圖，
其中1、鋁材，2、陽極氧化膜，3、電解著色層，4、增透保護層。
具體實施方式
以下結(jié)合實施例和說明書附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步的解釋，但是以下的內(nèi)容不用于限定本發(fā)明的保護范圍。
實施例I
本實施例制得的具有太陽能選擇性吸收膜的鋁材的結(jié)構(gòu)示意圖如圖I所示，太陽能選擇性吸收膜的制備方法具體為首先將鋁材在20g/L磷酸氧化液中，30°C下進行陽極氧化處理，制備多孔的陽極氧化膜層。然后在金屬液中進行電解著色。電解液中硫酸鎂為 30g/L，硼酸20g/L，穩(wěn)定劑為15g/L。電解溫度為20°C，時間為5min，從而在陽極氧化膜的底部析出黑色的電解著色層。最后選用30%的硅溶膠，采用浸潰提拉法在陽極氧化膜表面制備一層二氧化硅增透保護層。測得吸收率為0. 92，發(fā)射率為0. 13，耐銅離子加速鹽霧實驗 IlOh0
實施例2
本實施例的太陽能選擇性吸收膜的制備方法，首先將鋁材在10g/L硫酸和20g/L 磷酸氧化液中，20°C下進行陽極氧化處理，制備多孔的陽極氧化膜層。然后在金屬液中進行電解著色。電解液中硫酸鎳為40g/L，硼酸10g/L，穩(wěn)定劑為20g/L。電解溫度為20°C，時間為15min，從而在陽極氧化膜的底部析出黑色的電解著色層。最后選用30%的鈦溶膠，采用旋涂法在陽極氧化膜表面制備一層二氧化鈦增透保護層。測得吸收率為0. 92，發(fā)射率為 0. 15,耐銅離子加速鹽霧實驗130h。
實施例3
本實施例的太陽能選擇性吸收膜的制備方法，首先將鋁材在30g/L磷酸氧化液中，40°C下進行陽極氧化處理，制備多孔的陽極氧化膜層。然后在金屬液中進行電解著色。 電解液中硫酸鈷為20g/L，硼酸20g/L，穩(wěn)定劑為15g/L。電解溫度為30°C，時間為8min，從而在陽極氧化膜的底部析出黑色的電解著色層。最后選用20%的硅溶膠，采用真空噴鍍法在陽極氧化膜表面制備一層二氧化硅增透保護層。測得吸收率為0. 94，發(fā)射率為0. 07，耐銅離子加速鹽霧實驗110h。
實施例4
本實施例的太陽能選擇性吸收膜的制備方法，首先將鋁材在40g/L磷酸氧化液， 30°C下進行陽極氧化處理，制備多孔的陽極氧化膜層。然后在金屬液中進行電解著色。電解液中氯化鎳為40g/L，硼酸15g/L，穩(wěn)定劑為15g/L。電解溫度為20°C，時間為lmin，從而在陽極氧化膜的底部析出黑色的電解著色層。最后選用30%的硅溶膠，采用浸潰提拉法在陽極氧化膜表面制備一層二氧化硅增透保護層。測得吸收率為0. 93，發(fā)射率為0. 13，耐銅離子加速鹽霧實驗110h。
實施例5
本實施例的太陽能選擇性吸收膜的制備方法，首先將鋁材在100g/L磷酸氧化液， 30°C下進行陽極氧化處理，制備多孔的陽極氧化膜層。然后在金屬液中進行電解著色。電解液中氯化銅為80g/L，硼酸20g/L，穩(wěn)定劑為25g/L。電解溫度為40°C，時間為lOmin，從而在陽極氧化膜的底部析出黑色的電解著色層。最后選用30%的鋁溶膠，采用浸潰提拉法在陽極氧化膜表面制備一層氧化鋁增透保護層。測得吸收率為0. 90，發(fā)射率為0. 14，耐銅離子加速鹽霧實驗100h。
實施例6
本實施例的太陽能選擇性吸收膜的制備方法，首先將鋁材在30g/L磷酸氧化液中，30°C下進行陽極氧化處理，制備多孔的陽極氧化膜層。然后在金屬液中進行電解著色。 電解液中氯化錫為10g/L，硼酸20g/L，穩(wěn)定劑為15g/L。電解溫度為20°C，時間為5min，從而在陽極氧化膜的底部析出黑色的電解著色層。最后選用40%的硅溶膠，采用旋涂法在陽極氧化膜表面制備一層二氧化硅增透保護層。測得吸收率為0. 91，發(fā)射率為0. 14，耐銅離子加速鹽霧實驗110h。
實施例7
本實施例的太陽能選擇性吸收膜的制備方法，首先將鋁材在30g/L磷酸和40g/L 硫酸氧化液中，30°C下進行陽極氧化處理，制備多孔的陽極氧化膜層。然后在金屬液中進行電解著色。電解液中硫酸鎳為30g/L，硼酸20g/L，穩(wěn)定劑為15g/L。電解溫度為20°C，時間為5min，從而在陽極氧化膜的底部析出黑色的電解著色層。最后選用20%的鈦溶膠，采用磁控濺射法在陽極氧化膜表面制備一層二氧化鈦增透保護層。測得吸收率為0. 95，發(fā)射率為0. 07，耐銅離子加速鹽霧實驗130h。
將本實施例與實施例I 6相比可知，本實施例的綜合性能最佳，不僅具有較高的吸收率及較低的發(fā)射率，而且其耐腐蝕性也很優(yōu)異。
綜上所述，本發(fā)明的制備方法中陽極氧化能使鋁材表面形成多孔結(jié)構(gòu)，電解著色可以使得鋁板具有吸收太陽能的效果，增透保護層不僅能提高太陽能的透過吸收率，而且具有優(yōu)良的耐腐蝕性和耐候性，對電解著色層進行保護；從而使得制得的太陽能選擇性吸收膜具有很高的吸收率以及較低的發(fā)射率，并且其表面的耐腐蝕和耐候性能也極為優(yōu)異。
以上僅僅是對本發(fā)明的較佳實施例進行的詳細說明，但是本發(fā)明并不限于以上實施例。應(yīng)該理解的是，在不脫離本申請的權(quán)利要求的精神和范圍情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員做出的各種修改，仍屬于本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種太陽能選擇性吸收膜的制備方法，其特征在于，包括如下步驟a、將鋁材置于氧化液中進行陽極氧化處理；b、將步驟a處理后的鋁材置于電解液中進行電解著色處理；C、在步驟b處理后的鋁材表面制備增透保護層。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的太陽能選擇性吸收膜的制備方法，其特征在于，步驟a中所述氧化液為磷酸或者磷酸和硫酸的混合液，其中，磷酸濃度為20 100g/L，硫酸濃度為0 40g/L ;所述陽極氧化處理的溫度為20 40°C。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的太陽能選擇性吸收膜的制備方法，其特征在于，步驟b中所述電解液包括金屬鹽溶液、硼酸及穩(wěn)定劑，其中，金屬鹽濃度為10 80g/L，硼酸濃度為10 20g/L，穩(wěn)定劑濃度為15 25g/L ;所述電解的溫度為20 40°C，時間為I 15min。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的太陽能選擇性吸收膜的制備方法，其特征在于，所述金屬鹽溶液為鎳、鎂、銅、錫或鈷的硫酸鹽或氯化鹽溶液。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的太陽能選擇性吸收膜的制備方法，其特征在于，步驟c中所述制備增透保護層具體為采用真空噴鍍、磁控濺射、旋涂法或浸潰提拉法將溶膠包覆在步驟 b處理后的鋁材表面，制得所述增透保護層。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的太陽能選擇性吸收膜的制備方法，其特征在于，所述溶膠為 20 40%固含量的硅溶膠、鈦溶膠或鋁溶膠。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的太陽能選擇性吸收膜的制備方法，其特征在于，所述的增透保護層為二氧化硅、二氧化鈦或氧化鋁增透保護層。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種太陽能選擇性吸收膜的制備方法，包括如下步驟a、將鋁材置于氧化液中進行陽極氧化處理；b、將步驟a處理后的鋁材置于電解液中進行電解著色處理；c、在步驟b處理后的鋁材表面制備增透保護層。本發(fā)明的制備方法中的陽極氧化能使鋁材表面形成多孔結(jié)構(gòu)，電解著色可以使得鋁板具有吸收太陽能的效果，增透保護層不僅能提高太陽能的透過吸收率，而且具有優(yōu)良的耐腐蝕性和耐候性，對電解著色層進行保護；從而使得制得的選擇性吸收膜具有很高的吸收率、較低的發(fā)射率以及優(yōu)異的表面的耐腐蝕和耐候性能。
文檔編號C23C28/00GK102534721SQ20121003749
公開日2012年7月4日 申請日期2012年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月17日
發(fā)明者李凡, 李立群, 胡慧慧 申請人:上海安美特鋁業(yè)有限公司