Cr-Al2O3太阳能选择性吸收涂层的研究

方文玉

（武汉理工大学 理学院，湖北 武汉 430070）

Cr-Al2O3太阳能选择性吸收涂层的研究

方文玉

（武汉理工大学 理学院，湖北 武汉 430070）

基于第一性原理计算出Cr、Al2O3的能带结构、态密度以及介电函数，定性地分析了它们的电子结构和光学性能。然后，借助于计算出来的介电函数拟合Cr和Al2O3的消光系数，分析它们对吸收率和发射率的贡献。最后结合计算结果设计出相关实验方案，用等离子喷涂工艺制备出了Cr-Al2O3的金属陶瓷膜，并对其进行了测试与分析。

介电函数；消光系数；吸收率；选择性

太阳能是一种没有污染、取之不尽、用之不竭的清洁能源，随着现代工业技术的突飞猛进以及能源危机意识已经深入人心，太阳能技术已经在全世界范围内被广泛研究。现在在世界范围内开展的太阳能利用主要包括光-热转换、光-电转换和光-化学转换3种方式。其中，在光热转换应用领域最为普遍，它被广泛地应用在太阳能集热器上。太阳能吸收表面是集热器的关键组成部分，多数吸收表面是由导热性能好的金属基体和一层薄的吸收层组成，满足对太阳能高吸收而具有低辐射的吸收表面称之为太阳能选择性吸收涂层。目前，商业化的涂层如电镀黑钴、黑镍、着色氧化铝等吸收性能较好，但是这些方法中用到的原料许多结构都非常复杂，因此对其光学性能进行控制及设计改进也非常困难，同时其废液还会对环境造成严重污染，需要花费昂贵的资金对其进行妥善的处理。……