不锈钢衬底表面形貌对AlN/AlN-Cr/Cu太阳能选择性吸收涂层光热性能的影响

王金平; 王健; 柯伟; 吴超; 吴旭林; 刘希杰; 殷志强

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不锈钢衬底表面形貌对AlN/AlN-Cr/Cu太阳能选择性吸收涂层光热性能的影响

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在数值仿真计算和实验两方面研究不锈钢衬底表面形貌对AlN/AlN-Cr/Cu太阳能选择性吸收涂层光热性能的影响。在数值仿真计算中,建立一维三角形光栅结构模型对衬底表面形貌进行简化,采用严格耦合波分析(RCWA)的方法,仿真计算并分析光栅深度T_z和周期T_x对涂层的太阳吸收比α和400℃热发射比ε的影响。实验上,制备具有不同深度和间隔起伏表面的不锈钢衬底,采用磁控溅射的方法在其上沉积相同结构参数的AlN/AlN-Cr/Cu太阳能选择性吸收涂层,测定涂层性能参数,并分析不锈钢衬底形貌对其的影响。数值计算和实验结果表明:对于一个在已优化涂层组分和厚度的AlN/AlN-CdCu太阳能选择性吸收涂层,不锈钢衬底表面起伏对涂层高温光热转换将产生不利的影响。随着不锈钢衬底表面平均起伏深度的增加,涂层的太阳吸收比α基本保持不变,而400℃时的热发射比ε则明显逐渐增大。为保证涂层有效的光热转化效率,建议不锈钢衬底表面起伏的深宽比T_z/T_x≤1/20,深度T_z≤0.2μm。

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来源
《太阳能学报》 |2015年第6期|1486-1492|共7页
作者
王金平; 王健; 柯伟; 吴超; 吴旭林; 刘希杰; 殷志强;
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作者单位

清华大学电子工程系信息科学与技术国家实验室;

北京100084;

中国人民解放军军事经济学院;

武汉430035;

山东力诺新材料有限公司;

济南250103;

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原文格式 PDF
正文语种 chi
中图分类蓄热（能）器;
关键词
太阳能; 选择性吸收涂层; 严格耦合波分析; 表面形貌; 一维光栅;

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