太阳能光谱选择性吸收薄膜高温性能衰减分析

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作者 魏东辉 李文哲 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第8期1993-1997,共5页

对SiO_2/CrO_x/CrN_y/Al型太阳能光谱选择性吸收薄膜的热稳定性进行测试,分析薄膜在高温下的光学性能、表面及截面形貌、元素分布、微观结构等变化。在450℃下热处理300 h后采用SEM、AES、TEM等方法分析薄膜热处理后的微观结构、成分变... 对SiO_2/CrO_x/CrN_y/Al型太阳能光谱选择性吸收薄膜的热稳定性进行测试,分析薄膜在高温下的光学性能、表面及截面形貌、元素分布、微观结构等变化。在450℃下热处理300 h后采用SEM、AES、TEM等方法分析薄膜热处理后的微观结构、成分变化。结果表明,经热处理薄膜出现表面粗糙度增加、晶粒异常长大、亚层界面变模糊等变化。主要的衰减机制为薄膜在高温下O、N发生轻微扩散,另外经热处理后吸收层Cr结晶度略有增加。 展开更多

关键词 太阳能光谱选择性吸收薄膜 过渡金属氧化物及氮化物 热稳定性 衰减机制 高温扩散

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光谱选择性太阳能吸收涂层的研究进展 被引量：13

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作者 高祥虎 赵鑫 +1 位作者 耿庆芬 刘刚 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第13期26-31,共6页

选择性吸收涂层技术是公认的太阳能光热转换较为核心的技术,它对提高太阳能热转换效率,大规模推广太阳能光热应用起着至关重要的作用。主要综述了光谱选择性太阳能吸收涂层的分类及制备方法。

关键词 太阳能 光谱选择性 吸收 涂层

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太阳能光谱选择性吸收涂层研究进展 被引量：20

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作者 马鹏军 耿庆芬 刘刚 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期48-53,60,共7页

太阳能是一种永不枯竭的清洁能源,目前,实现太阳能直接利用的方式主要是光-热转化技术。光谱选择性吸收涂层是光-热利用技术的核心。从光谱选择性吸收涂层的选择性吸收机理出发,阐述了涂层选择性吸收的理论依据。根据相应的理论,详细阐... 太阳能是一种永不枯竭的清洁能源,目前,实现太阳能直接利用的方式主要是光-热转化技术。光谱选择性吸收涂层是光-热利用技术的核心。从光谱选择性吸收涂层的选择性吸收机理出发,阐述了涂层选择性吸收的理论依据。根据相应的理论,详细阐述了光谱选择性吸收涂层的结构。同时,综述了国内外光谱选择性吸收涂层的制备方法以及相关的研究进展。 展开更多

关键词 太阳能 光谱选择性吸收涂层 制备方法

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NiO-Al_2O_3太阳能选择性吸收薄膜的制备与性能研究 被引量：3

4

作者 万倩 程旭东 +1 位作者 王辉 马涛 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第2期47-50,82,共5页

以异丙醇铝和硝酸镍为前驱体,采用溶胶-凝胶法在不锈钢表面制备了NiO-Al2O3太阳能选择性吸收薄膜,表征了薄膜的结构和表面形貌,研究了提拉速度、溶胶中NiO的含量、热处理温度对薄膜光谱选择性吸收性能的影响,初步探讨了SiO2减反层对NiO-... 以异丙醇铝和硝酸镍为前驱体,采用溶胶-凝胶法在不锈钢表面制备了NiO-Al2O3太阳能选择性吸收薄膜,表征了薄膜的结构和表面形貌,研究了提拉速度、溶胶中NiO的含量、热处理温度对薄膜光谱选择性吸收性能的影响,初步探讨了SiO2减反层对NiO-Al2O3薄膜选择性吸收性能的影响。结果表明:提拉速度为1mm/s,NiO质量分数为20%,热处理温度为700℃时,制备的薄膜均匀致密,具有良好的光谱选择性;在该薄膜表面加镀一层SiO2减反层后,膜系的吸收率达到0.84,发射率增加了0.05,使整个表面的吸收性能得到提高。 展开更多

关键词 NiO-Al2O3薄膜 溶胶凝胶 太阳能吸收 选择性吸收

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直流磁控溅射制备太阳光谱选择性吸收TiN薄膜 被引量：1

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作者 付淑英 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第9期1146-1149,共4页

以直流反应磁控溅射方法作为制备手段,选择Ti为靶材,以氩气作为工作气体、氮气为反应气体,在Si(111)基底上制备太阳光谱选择性吸收薄膜TiN,使之具有较好的光谱选择吸收特性。研究发现:在其它工艺参数保持不变的情况下,溅射气压在0.35～1... 以直流反应磁控溅射方法作为制备手段,选择Ti为靶材,以氩气作为工作气体、氮气为反应气体,在Si(111)基底上制备太阳光谱选择性吸收薄膜TiN,使之具有较好的光谱选择吸收特性。研究发现:在其它工艺参数保持不变的情况下,溅射气压在0.35～1.50Pa范围内,都能制备出(200)择优取向的立方相TiN。而当溅射气压为0.35Pa时沉积的薄膜致密、均匀,色泽金黄,膜厚为132nm,结晶性最好,电阻率最低为33.8μΩ·cm(接近块体氮化钛电阻率)。在可见-近红外光区(波长400～1000nm)的平均吸收率α=0.83,最高红外反射率R=0.90。通过对膜层结构、膜厚、吸收率及反射率的分析,制备的TiN薄膜光谱选择性吸收特性良好,具有很高的应用价值。可用于太阳集热器的吸热表面,并可直接作为光热转换建筑材料。 展开更多

关键词 太阳光谱选择性吸收薄膜 磁控溅射 氮化钛(TiN) 吸收率 反射率

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基于W-SiO_(2)双金属陶瓷结构的高效率太阳能选择性吸收薄膜的优化和制备 被引量：1

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作者 徐磊 胡二涛 +7 位作者 涂华恬 任文帅 贺蓉 王松有 赵海斌 张荣君 郑玉祥 陈良尧 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期150-155,共6页

理论优化并成功制备了一种以W-SiO_(2)双金属陶瓷作为吸收层的太阳能选择性吸收薄膜,同时提高了薄膜在太阳辐射波段的吸收并降低了在红外波段的热辐射。研究了包括金属反射层材料、吸收层金属体积分数等因素对薄膜整体吸收效率的影响。... 理论优化并成功制备了一种以W-SiO_(2)双金属陶瓷作为吸收层的太阳能选择性吸收薄膜,同时提高了薄膜在太阳辐射波段的吸收并降低了在红外波段的热辐射。研究了包括金属反射层材料、吸收层金属体积分数等因素对薄膜整体吸收效率的影响。基于对Si和K9玻璃基底上生长的不同金属体积分数的W-SiO_(2)陶瓷薄膜光学常数的研究,利用磁控溅射方法制备出如下膜系:W(~150 nm)/W-SiO_(2)(94 nm,0.67HVF)/WSiO_(2)(34 nm,0.27LVF)/SiO_(2)(47 nm)。膜系实际测量结果与仿真结果完全吻合,在250∼1500 nm宽光谱波段实现了高达95.3%的吸收率,并且在600 K温度下达到0.124的低热辐射率。该四层膜系结构简单,易于制备,有很强的实际应用前景。 展开更多

关键词 太阳能选择性吸收薄膜 W-SiO_(2)金属陶瓷 高太阳能吸收率 低热辐射率

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太阳能选择性吸收涂层高温光谱吸收率的测量方法 被引量：2

7

作者 张宇峰 李明 +2 位作者 戴景民 邵珠峰 吴元庆 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期1814-1818,共5页

太阳能热发电是高效利用太阳能资源的有效途径之一,对缓解能源危机和环境污染具有重要的推动作用和深远的社会意义。选择性吸收涂层是太阳能真空集热管的重要组成部分,是决定太阳能与热能转换效率的关键因素。针对高温状态下太阳能选择... 太阳能热发电是高效利用太阳能资源的有效途径之一,对缓解能源危机和环境污染具有重要的推动作用和深远的社会意义。选择性吸收涂层是太阳能真空集热管的重要组成部分,是决定太阳能与热能转换效率的关键因素。针对高温状态下太阳能选择性吸收涂层光学性能的表征问题,提出一种适用于高温金属-陶瓷选择性吸收涂层太阳光谱吸收率的测量方法。基于双探测器的傅里叶光谱仪和具有涂层加热功能的积分球,研制了能够防止高温氧化并模拟涂层工作温度的高真空测量装置,实现0.3~2.5μm、室温-700℃太阳光谱吸收率的测量。选取磁控溅射制备的Mo-SiO_2选择性吸收涂层作为测量样品,该样品具有双吸收层的多层膜结构。对涂层样品不同温度下的太阳光谱吸收率进行了测量实验,室温测量值与理论计算值进行了对比分析,结果表明具有较好的一致性,最大偏差仅为2.9%,验证了涂层太阳光谱吸收率测量方法的可行性。高温光谱吸收率测量对涂层参数设计的优化及吸收性能的提高具有重要的指导意义及推动作用。 展开更多

关键词 太阳能选择性吸收涂层 高温光谱吸收率 积分球 测量装置

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基于W双十字形微结构的太阳能选择性吸收薄膜的数值研究（英文）

8

作者 张静如 涂华恬 +7 位作者 臧恺岩 胡二涛 张荣君 郑玉祥 王松有 赵海斌 杨月梅 陈良尧 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期566-571,共6页

提出一种基于金属-介质六层膜的高太阳辐射吸收的新型双十字形微结构,计算显示其加权平均吸收率在截止波长前的光谱区约为96.5%,850 K温度的辐射率为0.086.通过场图分析对太阳能波段的光热吸收机制进行了探讨.不同入射角情况下的计算结... 提出一种基于金属-介质六层膜的高太阳辐射吸收的新型双十字形微结构,计算显示其加权平均吸收率在截止波长前的光谱区约为96.5%,850 K温度的辐射率为0.086.通过场图分析对太阳能波段的光热吸收机制进行了探讨.不同入射角情况下的计算结果显示,基于双十字形微结构的太阳能选择性吸收薄膜可具有低偏振依赖性,以及小于50°入射角条件下的低入射角依赖性特点,将能够满足太阳能选择性吸收器件的应用需求. 展开更多

关键词 太阳能选择性吸收薄膜 光子晶体吸收器 高吸收 低辐射

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太阳选择性吸收薄膜中干涉条件的近似计算 被引量：9

9

作者 曹韫真 胡行方 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第3期279-284,共6页

从菲涅尔方程出发对太阳选择性吸收薄膜的干涉作用进行了讨论。以介电膜、吸收膜和金属底层组合形成的太阳选择性吸收膜系为代表 ,对该膜系在可见—近红外光波段形成零反射率的干涉条件进行了推导。结果能满意地解释干涉型太阳选择性吸... 从菲涅尔方程出发对太阳选择性吸收薄膜的干涉作用进行了讨论。以介电膜、吸收膜和金属底层组合形成的太阳选择性吸收膜系为代表 ,对该膜系在可见—近红外光波段形成零反射率的干涉条件进行了推导。结果能满意地解释干涉型太阳选择性吸收薄膜的光谱选择性吸收特性 。 展开更多

关键词 太阳能 选择性吸收薄膜 干涉作用

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SiO_2/CrO_x/CrN_y/Al太阳能选择性吸收涂层盐雾腐蚀性能分析 被引量：2

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作者 魏东辉 李文哲 房俊龙 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期1087-1091,共5页

对SiO_2/CrO_x/CrN_y/Al型太阳能光谱选择性吸收涂层的盐雾腐蚀性能进行测试。在35℃下经质量分数为1%、3%、5%的NaCl盐雾处理一系列时间后采用UV、VIS、NIR、FTIR、SEM等方法表征该涂层腐蚀后光学性能及表面形貌的变化。结果表明经不... 对SiO_2/CrO_x/CrN_y/Al型太阳能光谱选择性吸收涂层的盐雾腐蚀性能进行测试。在35℃下经质量分数为1%、3%、5%的NaCl盐雾处理一系列时间后采用UV、VIS、NIR、FTIR、SEM等方法表征该涂层腐蚀后光学性能及表面形貌的变化。结果表明经不同浓度的NaCl盐雾腐蚀后涂层出现表面粗糙度增加、白色斑点、起泡等缺陷。光学性能的衰减规律为:吸收比呈指数衰减,发射比初期迅速增加,然后进入钝化期,最后进入过钝化期而再次迅速增加。 展开更多

关键词 太阳能光谱选择性吸收涂层 CrOx CrNy 盐雾腐蚀 腐蚀规律

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SnO_2/CrON/Cu太阳能选择性吸收涂层循环热冲击性能研究 被引量：1

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作者 苏华莺 金国文 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期1626-1630,共5页

采用DC磁控溅射法制备SnO_2/CrON/Cu太阳能光谱选择性吸收涂层并进行中低温循环热冲击试验。对所制备涂层循环热冲击试验前后的光学性能和热稳定性进行表征。该涂层沉积态的吸收比为0.927,100℃发射比为0.048,在25℃/300℃的中低温下经2... 采用DC磁控溅射法制备SnO_2/CrON/Cu太阳能光谱选择性吸收涂层并进行中低温循环热冲击试验。对所制备涂层循环热冲击试验前后的光学性能和热稳定性进行表征。该涂层沉积态的吸收比为0.927,100℃发射比为0.048,在25℃/300℃的中低温下经264.25 h的循环热冲后涂层表面粗糙度几乎不变,未出现明显的元素扩散。吸收比仅衰减为0.912,发射比仅增加为0.076。表明该涂层适用于中低温光热利用领域。 展开更多

关键词 太阳能光谱选择性吸收涂层 CRON 循环热冲击 光学性能 热稳定性

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墨绿色太阳能选择性吸收涂层 被引量：2

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作者 宋文学 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第2期233-236,共4页

报道了一种墨绿色太阳能选择性吸收涂层，其太阳吸收率α＝０．９４－０．９６，红外发射率ε＝０．３７－０．３９。研究了吸光剂酞菁绿与Ｆｅ３ＣｕＯ５的光性互补效应及其配比对涂层光学性能和色相的影响。

关键词 墨绿色 选择性吸收涂层 光学性能 太阳能 薄膜

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中高温太阳光谱选择性吸收涂层金属钨红外反射层的性能研究 被引量：1

13

作者 杨子键 刘静 +3 位作者 汪洪 祖成奎 孟政 余刚 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第12期48-53,共6页

采用脉冲直流磁控溅射法,在不同的基片温度下制备金属钨薄膜,并对薄膜的反射光谱、电学性能、晶体结构、表面形貌等进行了分析。结果表明,在300℃基片温度下获得完全热力学稳定的体心立方α-W金属膜,并具有(110)晶面择优取向,薄膜电阻率... 采用脉冲直流磁控溅射法,在不同的基片温度下制备金属钨薄膜,并对薄膜的反射光谱、电学性能、晶体结构、表面形貌等进行了分析。结果表明,在300℃基片温度下获得完全热力学稳定的体心立方α-W金属膜,并具有(110)晶面择优取向,薄膜电阻率为22μΩ·cm,500℃发射率低于0.07。通过薄膜沉积过程中基片加热的方法,在较小的薄膜厚度,即150 nm以下,将亚稳相β-W全部转变为稳定相BBCα-W,适合中高温太阳光谱选择性吸收涂层中红外反射层的规模化制备;不同晶体结构W做红外反射层的吸热膜膜系大气环境400℃热稳定性测试进一步证实了α-W膜做红外反射层显著提高吸热膜膜系热稳定性。 展开更多

关键词 太阳能热利用 发射率 红外反射层 选择性吸收涂层 钨薄膜 基片温度

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干涉型太阳选择性吸收涂层的光学性能设计 被引量：13

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作者 杨晓继 殷志强 史月艳 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第1期7-12,共6页

利用等效媒质理论对铝复合单层膜的光学性能进行计算并以此为基础优化设计了具有干涉效应的铝复合选择性吸收涂层。该吸收层为两层时膜系光谱曲线具有最明显的干涉效应，与多层吸收层膜系相比其发射率低，吸收率二者相同，随温度的升高... 利用等效媒质理论对铝复合单层膜的光学性能进行计算并以此为基础优化设计了具有干涉效应的铝复合选择性吸收涂层。该吸收层为两层时膜系光谱曲线具有最明显的干涉效应，与多层吸收层膜系相比其发射率低，吸收率二者相同，随温度的升高，发射率的变化前者较后者缓慢。实际制备了金属填充因子ｆＡｌ为０．３８、０．２４的铝复合膜为吸收层，ＡｌＮ、Ａｌ２Ｏ３为减反射膜构成的膜系，其光谱曲线与优化的理论曲线吻合较好。 展开更多

关键词 薄膜 选择性吸收涂层 光学性能 太阳能

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金属陶瓷太阳能选择性吸收涂层的研究(特邀)

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作者 杨帆 侯文杰 +1 位作者 董建文 江绍基 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第9期89-95,共7页

选用金属陶瓷作为吸收材料,基于多层薄膜的光学干涉理论,设计了Cu/Zr-ZrO_(2)(HMVF)/Zr-ZrO_(2)(LMVF)/Al_(2)O_(3)四层结构的太阳能选择性吸收涂层。采用磁控溅射法,在4英寸Si基片上制备出与设计参数相符的样品,其在太阳辐射主要波段(3... 选用金属陶瓷作为吸收材料,基于多层薄膜的光学干涉理论,设计了Cu/Zr-ZrO_(2)(HMVF)/Zr-ZrO_(2)(LMVF)/Al_(2)O_(3)四层结构的太阳能选择性吸收涂层。采用磁控溅射法,在4英寸Si基片上制备出与设计参数相符的样品,其在太阳辐射主要波段(300~1500 nm)具有高于96%的平均吸收率,58°大角度入射情况下在该波段仍能保持92%以上的平均吸收率。经过300℃高温退火6 h后,该吸收涂层仍然保持了预期的选择性吸收特性。 展开更多

关键词 太阳能 多层金属陶瓷 选择性吸收 多层薄膜的光学干涉 磁控溅射

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薄膜的光谱发射率 被引量：2

16

作者 钟迪生 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2001年第1期23-27,共5页

本文讨论了薄膜内的多次反射对低吸收薄膜光谱发射率的影响。这里推导出的薄膜发射率的表达式与薄膜厚度d和其光学常数n(λ)及k(λ)有关。在d→∞的特殊情况下 ,薄膜发射率与大块材料发射率相等。给出了实际数值评价及发射率与d、n(λ)... 本文讨论了薄膜内的多次反射对低吸收薄膜光谱发射率的影响。这里推导出的薄膜发射率的表达式与薄膜厚度d和其光学常数n(λ)及k(λ)有关。在d→∞的特殊情况下 ,薄膜发射率与大块材料发射率相等。给出了实际数值评价及发射率与d、n(λ)和k(λ)相互关系的更为精确的数值结果。 展开更多

关键词 薄膜 选择性表面 光谱发射率 全发射率 吸收系数 消光系数 强度透射系数

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透明太阳能电池的研究进展 被引量：3

17

作者 周文彩 王伟 +5 位作者 刘晓鹏 齐帅 于浩 曾红杰 王川申 魏晓俊 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期1-8,共8页

随着全球变暖和能源问题的日益显著,各国开始大力发展光伏产业。太阳能电池被广泛应用在建筑屋顶、幕墙以及太阳能电站。透明太阳能电池集可见光透光性和发电性能于一身,为太阳能电池开辟了新的应用领域,如建筑窗户、交通工具、农业大... 随着全球变暖和能源问题的日益显著,各国开始大力发展光伏产业。太阳能电池被广泛应用在建筑屋顶、幕墙以及太阳能电站。透明太阳能电池集可见光透光性和发电性能于一身,为太阳能电池开辟了新的应用领域,如建筑窗户、交通工具、农业大棚以及电子设备等。理想的透明太阳能电池应该像普通玻璃一样具有较高的透过率、显色指数以及长期稳定性,并且具有较高的光电转化效率。目前,透明太阳能电池的研究还处于初始阶段,面临的主要挑战在于其光电转化效率和可见光透过率不能满足应用场所的需求,这是制约透明太阳能电池进一步发展的主要原因。透明太阳能电池的制备主要通过三种途径实现。一是牺牲光电转化效率提高电池的透过率。对于传统的太阳能电池材料(c-Si、CdTe、CIGS等),透过率和光电转化效率是相互对立的,光电转化效率随着透过率的增加而减小,可根据实际需求平衡光电转化效率和透过率之间的关系。二是寻求吸收紫外/近红外光(UV/NIR)的材料进行发电。理论上,吸收UV/NIR的单结透明太阳能电池在可见光透过率100%时,极限光电转化效率可达20.6%,然而由于材料以及技术方面的限制,实际制备的透明太阳能电池效率远低于理论值。三是利用太阳能荧光聚集器(LSC)来制备透明太阳能电池。该技术可实现较高的透过率和显色指数,且易于制备大尺寸的产品,被认为是取代建筑用玻璃的一种潜在技术,但是其光电转化效率较低。为了提高透明太阳能电池的光电转化效率和透过率,必须同时考虑吸光材料、透明电极、电荷传输材料以及界面等因素,减少光的反射,增加不可见光的吸收和利用。本文归纳了透明太阳能电池的研究进展,详细介绍了透明太阳能电池的设计策略,分析了透明太阳能电池面临的挑战并对其前景进行了展望,以期为制备高性能的透明太阳能电池提供参考。 展开更多

关键词 透明太阳能电池 区域选择性透光 薄膜 紫外/近红外吸收 太阳能荧光聚集器

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基底及HMVF层厚度变化对NbSiN/NbSiNO/Si_3N_4涂层光学性能的影响 被引量：1

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作者 谢万峰 闫金良 +4 位作者 刘宇 薛亚飞 张易军 张放放 王聪 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期145-148,共4页

采用多靶磁控溅射镀膜机,以在Si靶上加Nb片的方法分别在Cu和单面抛光不锈钢(SS)基底上制备NbSiN/NbSiNO/Si3N4和Mo/NbSiN/NbSiNO/Si3N4多层膜。用α-step台阶仪(DEKTAK IIA)测量膜层厚度,UVPC3100分光光度计和傅里叶红外光谱仪(EXCALIBU... 采用多靶磁控溅射镀膜机,以在Si靶上加Nb片的方法分别在Cu和单面抛光不锈钢(SS)基底上制备NbSiN/NbSiNO/Si3N4和Mo/NbSiN/NbSiNO/Si3N4多层膜。用α-step台阶仪(DEKTAK IIA)测量膜层厚度,UVPC3100分光光度计和傅里叶红外光谱仪(EXCALIBUR FTS 3000)对样品的光学性质进行表征。实验表明:在Cu基底上制备的涂层吸收率α=0.90,发射率ε=0.12;以SS为基底,红外反射层Mo的厚度约为230nm时,在λ>2.5μm范围内反射率最高,达到90%以上。高金属体积分数吸收层(HMVF)厚度约为80nm时吸收率α=0.95,发射率ε=0.33;真空下500℃和600℃各20h退火后吸收率、发射率变化不大。 展开更多

关键词 太阳能 光谱选择性 光学特性 吸收率 发射率 磁控溅射

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