文档介绍：中国工程热物理学会学科类别:(传热传质学)
学术会议论文编号:
磁控溅射法制备自洁太阳能薄膜反射材料
徐勇军1,杨晓西1,蔡其文2,廖俊旭1
1东莞理工学院广东省分布式能源重点实验室,广东东莞 523808,
2华南理工大学化学与化工学院,广东广州 510640
(Tel: 0769-22862605, E-mail: hnllxyj@)
摘要:本文将具有自洁功能的TiO2引入太阳能反射材料中,将SiO2和TiO2薄膜与反射材料Ag结合起来,设计及制备出SiO2-TiO2薄膜作为太阳能反射材料的保护层及自清洁层,即Glass/Ag + SiO2 + TiO2/Air,使该结构反射材料在具有高的反射率同时,还具有较好的保护性能及自清洁性能。制备的材料太阳光反射率为96%,%,经过500℃退火处理后,°°具有很好的润湿功能,另外还对该自洁太阳能反射材料进行老化性实验和耐磨性实验。
关键词:太阳能反射材料;自清洁;Ag-SiO2-TiO2薄膜;磁控溅射法
0 前言
太阳能反射材料在太阳能发电系统(热或光伏发电),太阳能热水器、太阳灶等太阳能中高温应用系统中具有广泛的应用,特别是对于太阳能热发电系统来说,聚光子系统包括定日镜群和跟踪装置成本占总投入的一半以上,反射材料的好坏直接决定了热发电的成本。对于一个好的太阳能反射材料,它应该满足以下要求:①高的太阳能反射率(光热:300~2500 nm,光伏:硅电池可见光);②反射材料和它的支架价格便宜;③质量轻,易安装,使用寿命长,对光热发电和光伏发电来说,使用寿命至少在20年以上。④抗风,抗雪压,抗震动能力强而且应具有良好的抗机械应力特性,以适应对反射镜面的定期清洗;⑤设计美观,对环境友好,不含有毒有害物质。因此开发一种反射率高,使用寿命长,价格便宜,易加工成型的反射材料具有重要的意义基金项目: 国家自然科学基金(51076032)
作者简介: 徐勇军(1973-),男,教授,主要从事太阳能光热利用以及分布式能源方面的研究。
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自清洁材料技术在近年来发展迅速,作为一种商业化的产品,它的潜力是巨大的,市场也具有全球性。自1972年Fujishima和Honda在Nature杂志发表了关于在TiO2电极上光分解水的论文[1]以来,TiO2作为一种环境友好材料以其光催化性和光致亲水性在有机污染物光降解和自清洁方面得到广泛的研究和应用[2-4]。TiO2是宽禁带半导体材料,- eV左右,-12 μm波长区间透明,折射率高,并具有高力学性能、稳定的化学性能等特性。在大于其带隙能光照条件下光催化剂就可将许多化学法、生物法无法去除的有机物完全分解为二氧化碳和水,且不造成二次污染。重要的是它可用太阳光、荧光灯中含有的紫外光作激发源,利用太阳能来净化环境污染。光催化剂不仅能降解环境中的有害有机物,而且可氧化去除大气中的氮氧化物等有毒气体,另外,表面光催化剂还具有杀菌、除臭、防污自清洁等多种功能,可进一步净化、改善我们的生活环境。
1997年,东京大学的wang和Fujishima等人[5]首次发现TiO2薄膜受到紫外光照后,水与其表面的接触角由90o减小甚至达到0o,这种性质被称为超亲水性,这种亲水表面特性使得无