Солнечный коллектор и способ его изготовления

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 09) 01) эш Р 24 Э 3/02 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ1 К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Черновицкий ордена ТрудовогоКрасного Знамени государственныйуниверситет(57) 1. Солнечный коллектор, содержащий алюминиевую подложку, промежуточный слой и черное покрытие, а т л и" ч а ю щ и й с я тем, что, с целью улучшения оптических и механических свойств, промежуточный слой выполнен иммерсионным.2Способ изготовления солнечного коллектора путем обработки подложки, осаждения промежуточного слоя и чернения, о т л и ч а ю щ и й с я 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.Кроме того, согласно способу изготовления солнечного коллектора путемобработки подложки, осаждения промежуточного слоя и чернения, осаждениепромежуточного слоя осуществляютпутем последовательного нанесенияслоя цинка, обработки полученнойзаготовки в кислотном растворе итравления в щелочном растворе,На чертеже показан коллектор, общий вид,Коллектор содержит алюминиевуюподложку 1, на которую нанесены промежуточный слой 2 и черное покрытие3. Промежуточный слой 2 выполнениммерсионным,Солнечный коллектор работает следующим образом,ного покрытия. 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, РД 22 10 б "-1 Д 1 12 6210 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. 5 1 О 5 2 О 5 ЗО 4 О 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 покрытия которые служат центрами поглощения.Сл ой 2 представляет с об ой 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 алюминиевойподложки 1 в щелочи, потом промываютее водой, На обработанную полированную алюминиевую подложку наносятслой цинка, затем его травят в азотнокислом растворе, получая таким образом иммерсионный слой 2 цинка,Операции нанесения слоя цинка и еготравления проводят дважды,Для улучшения качества коллектораза счет увеличения его степени черноты поверхность подложки 1 с иммерсионным слоем 2 травят в щелочномрастворе, осветляют в растворе азотной кислоты и вновь повторяют операцию нанесения иммерсионного слоя.На подготовленную таким образом поверхность подложки наносят слой черСпособ может быть осуществленпри следующих режимных параметрах,В качестве подложки 1 используюталюминиевую Фольгу толщиной 170 мкм.Для очистки подложки 1 фольгу травятв 107-ном растворе ИаОН при 60-85 Св,течение 10-ч 9 с, осветляют в107-ной НБО, промывают проточнойводой и наносят контактным способомслой цинка из цинкатного растворапри комнатной температуре в течение 551-3 мин, Затем полученную структурупромывают и травят в 10%-ном растворе НХОФ до исчезновения серого слояцинка.1112196 Составитель К, Заграничная Техред Л,Микеш Корректор Е.Сирохман Редактор И.Шулла Заказ 6438/25 Тираж 710 Подпис ноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Филиал ППП "Патент", гУжгород, ул. Проектная, 4 Подложку 1 травят в 5"107-ном растворе ЫаОН при 60-80 бС в течение 8-20 с, осветляют 102-ной НИО, промывают проточной водой и вновь повторяют операции осаждения цинка и его травления, получая таким образом иммерсионный цинковый слой 2 на , алюминиевой подложкеПосле этого на алюминиевую подлож ку 1 с иммерсионным цинковым слоем 10 2 электрохимическим способом из раствора состава,г/л: сульфат никеля 75, сульфат никеля-алюминия 45, сульфат цинка 37, тиоционат натрия 15 в течение 25-120 с при плотности тока 0,6-7 мА/с наносят слой черного никеля интерференционной толщины.Нанесение цинкового иммерсионного покрытия практически не меняет излучательных характеристик алюминиевой 20 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 устройстваТравление поверхности подложки с иммерсионным слоем щелочью и последующее нанесение иммерсионного слоя приводит к созданию разрыхленной поверхности подложки с атомарными вкраплениями цинка. Это значительно повышает поглощательную способность поверхности подложки, так как вследствие многократных отражений на микро- впадинах 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.