光譜儀(lambda950)繪制的測量曲線800a，借助于紅外光譜儀繪制的測量曲線800b，和用于理想黑色輻射體的理論曲線800c。
[0155]例如從圖8A和圖8B可以獲知，輻射吸收體100在550°C的溫度范圍具有低發(fā)射率ε，因為黑色輻射體光譜中的反射率相對較高。此外，輻射吸收體100在太陽光譜(例如直到大約2微米的波長)范圍內(nèi)具有高吸收性(低反射率)。
[0156]在圖7A-7D中和在圖8Α和8Β中測量的輻射吸收體例如可以在借助于輝光照射預(yù)處理的載體102上具有涂層108，404, 110，對此參看圖4C，其中涂層包括:在載體102上的大約70nm厚的鉬層108a，其上的大約2nm厚的第一鎳/鉻層308a，其上的大約20nm厚的銀層108b，其上的大約2nm厚的第二鎳/鉻層308b，其上的大約5nm厚的氮化鉬層408b，其上的大約62nm厚的吸收體層狀體系404(含有大約80%的氮化硅質(zhì)量份額和大約20%的氮化鉬質(zhì)量份額)，其上的大約41nm厚的氮化硅層410a，和其上的大約60nm厚的氧化硅層110a(確切地說二氧化硅層)。此外，涂層108，404，110在鉬層108a和載體102之間可以具有任選的大約3nm厚的鎳/鉻層408a或者替選地大約30nm厚的氮化鈦層408a。
[0157]在鉬層108a和載體102之間任選的層408a可以是增附層408a (粘附層)，使得例如在進(jìn)行輝光照射預(yù)處理時能夠平衡過程波動。用于增附層408a的替選材料例如可以是Ti, TiN, NiCr 和 / 或 1102或 T1x0
[0158]在載體102上或任選地在增附層408a上的鉬層108a例如可以是擴散阻隔層和用于平衡與在載體102上的涂層108，404，110相比載體102的不同熱膨脹系數(shù)的補償層。
[0159]在鉬層108a上的第一鎳/鉻層308a可以是增附層308a，使得例如其上的銀層108b足夠好地粘附在鉬層108b上。鎳/鉻增附層308a應(yīng)該厚于大約1.3nm，因為在其它情況下增附效果會消失或降低。此外，用于增附層308a的替選材料也可以是MoN，TiN和/
BgNiVo
[0160]銀層108b例如可以用作紅外反射體。用于紅外反射體層108b的替選材料例如可以是具有很低層阻的材料，例如Al、Cu、Ag，以及這些材料多種的組合/合金，作為離散的層或作為混合體。銀層108b例如對于空氣中的熱負(fù)荷具有高穩(wěn)定性。真空下，銅層108b作為反射體層例如也可以具有高穩(wěn)定性。銀層108b例如可以是厚于15nm。銅層108b例如可以是厚于20nm。
[0161]在銀層108b上的第二鎳/鉻層308b可以是增附層308b，使得例如其上的氮化鉬層408b足夠好地粘附在銀層108b上。第二鎳/鉻增附層308b應(yīng)該厚于大約1.3nm，因為在其它情況下增附效果會消失或強烈降低。此外，第二鎳/鉻增附層308b應(yīng)該厚于大約3nm，因為否則的話，輻射吸收體100的發(fā)射率ε會升高。清楚地，然后紅外反射體108b的作用會消失。用于增附層308a的替選材料例如也可以是MoN，TiN和/或NiV。
[0162]在第二鎳/鉻層308b上的氮化鉬層408b可以起到附加的吸收體層408b的作用。這種附加的氮化鉬吸收體層可以是富含金屬的(MoN)。氮化鉬層408b例如可以借助于金屬鉬靶標(biāo)在含N2氣氛中進(jìn)行濺射。
[0163]吸收體層狀體系404可以具有MoN和Si3N4，其中MoN和Si3N4可以借助于濺射進(jìn)行沉積，例如作為總共40個薄的MoN-層和Si3N4層，它們可以交替地進(jìn)行濺射。吸收體層狀體系404可以是兩種材料的均勻混合體。MoN例如可以借助于金屬鉬靶標(biāo)在含N2的氣氛中濺射，和Si3N4例如可以借助于硅靶標(biāo)在含N 2的氣氛中濺射。
[0164]清楚地看到，可以有效地進(jìn)行吸收體層狀體系404的這種制備，因為兩種份額(MoN和Si3N4)可以在含隊的氣氛中濺射。因此，在這兩個交替實施的涂覆方法中不需要氣體分離。吸收體層狀體系404可以是相對金屬貧化的，例如Si3N4-含量為大約80%。吸收體層狀體系404例如可以含有的Si3N4比含有的MoN多(例如基于物質(zhì)量份額和/或質(zhì)量份額)。
[0165]吸收體層狀體系404上的氮化硅層410a可以是顏色匹配層(透明)和/或擴散阻隔層。氮化硅層410a的光學(xué)折射指數(shù)可以大于其上的氧化硅層IlOa的折射指數(shù)。用于這種介電層的替選材料例如可以是Nb205。替選地，也可以不用氮化娃層410a，其中在相應(yīng)匹配其上的氧化硅層IlOa時只會引起吸收的很小降低(例如α?xí)?5%下降到約94%)。
[0166]氮化硅層410a例如可以借助于硅靶標(biāo)在含N2的氣氛中進(jìn)行濺射。
[0167]氧化硅層IlOa例如可以是載體102的涂層108，404, 110的最上層，和例如起到防反光層和/或顏色匹配層(透明)的作用。取決于其下的層構(gòu)造，氧化硅層IlOa例如可以是大約60nm厚。例如Al2O3可以用作為最上層IlOa的替選材料。
[0168]氧化硅層IlOa例如可以借助于硅靶標(biāo)在含O2的氣氛中進(jìn)行濺射。任選地，氧化硅層IlOa可以借助于電子輻射例如在有或沒有離子支撐的情況下進(jìn)行蒸鍍(借助于電子輻射蒸發(fā)器)。根據(jù)不同的實施方式，氧化硅層IlOa無法借助于等離子支撐的化學(xué)氣相沉積法(PECVD)產(chǎn)生，其中因此與PECVD法相比，例如較少量的碳含量引入到吸收體層狀體系中，使得能夠?qū)崿F(xiàn)輻射吸收體的高溫度負(fù)載性。
[0169]如本文中所述，一種高溫穩(wěn)定(例如直到550°C，或高于550°C )的輻射吸收體100提供給用于具有α>94%和ε55。?！?5%的太陽能熱應(yīng)用中，例如在管基體102上。
[0170]載體102的涂層中的本文描述的層可借助于濺射(磁控管濺射)制備或沉積或蒸鍍。在此，借助于相應(yīng)的工藝氣體產(chǎn)生材料的氮化物和/或氧化物。
[0171]MoN-沉積工藝和Si3N4-沉積工藝?yán)缈梢酝瑫r在相同的氣體室中操作。例如，載體102可以旋轉(zhuǎn)和從第一方向起，將載體102用MoN涂覆，從第二方向起將載體102用Si3N4涂覆。
[0172]本文所述的輻射吸收體100例如具有高的氧化穩(wěn)定性。輻射吸收體100可以適用于直到590°C的溫度范圍和因此可以用在使用液體鹽作為熱載體的CSP(集成太陽能發(fā)電廠)發(fā)電廠中。
[0173]吸收體層狀體系404可以不含鋁或氧化鋁(例如不含Al2O3)。
[0174]與基于Mo-Al2O3或基于金屬和金屬氧化物的其它組合的輻射吸收體時相比，制備輻射吸收體100時的生產(chǎn)率可以顯著更高，或在生產(chǎn)輻射吸收體100時的氣體分離成本可以明顯更低(因為例如吸收體層狀體系404可以在氣體室中同時濺射)。
[0175]此外，本文描述的金屬氮化物-半金屬氮化物-吸收體層狀體系404可以是更穩(wěn)定的，因為例如由于共同的氮化物基礎(chǔ)對于擴散過程來說不太受侵蝕。
【主權(quán)項】
1.一種用于吸收電磁輻射的輻射吸收體(100)，其中所述輻射吸收體包括: 在載體(102)上的多個疊層布置的層狀結(jié)構(gòu)(104，106，404)，其中所述多個疊層布置的層狀結(jié)構(gòu)(104，106，404)的每一個層狀結(jié)構(gòu)具有第一層和第二層(104b，106b)， 其中所述多個疊層布置的層狀結(jié)構(gòu)(104，106，404)的第一層(104a，106a)含有金屬氮化物或由金屬氮化物組成， 其中所述多個疊層布置的層狀結(jié)構(gòu)(104，106，404)的第二層(104b，106b)含有半金屬氮化物或由半金屬氮化物組成，和 其中所述第二層(104b，106b)的層厚分別大于第一層(104a，106a)的層厚度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的輻射吸收體，其中所述金屬氮化物是氮化鉬。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的輻射吸收體，其中所述半金屬氮化物是氮化硅。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的輻射吸收體，其中所述多個疊層布置的層狀結(jié)構(gòu)的第一層(104a, 106a)和第二層(104b，106b)分別是相互直接接觸。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的輻射吸收體，其中所述多個疊層布置的層狀結(jié)構(gòu)形成CERMET-層(404)ο
6.根據(jù)權(quán)利要求1的輻射吸收體，還包括:布置在載體(102)和所述多個疊層布置的層狀結(jié)構(gòu)(104，106, 404)之間的第一個金屬層。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的輻射吸收體，其中所述第一金屬層含有銀或由銀形成。
8.根據(jù)權(quán)利要求6的輻射吸收體，還包括:布置在載體(102)和第一金屬層之間的第二金屬層。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的輻射吸收體，其中所述第二金屬層含有鉬或由鉬形成。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的輻射吸收體，還包括:布置在所述多個疊層布置的層狀結(jié)構(gòu)之上的介電層。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的輻射吸收體，其中所述介電層含有氧化硅或由氧化硅形成。
12.太陽能吸收裝置，具有: 載體(102)，其中所述載體這樣構(gòu)造，即熱量可從載體(102)轉(zhuǎn)移到與載體(102)熱耦合的介質(zhì)中； 至少一個施加到載體(102)上的層狀結(jié)構(gòu)(104，106,404)，其中所述層狀結(jié)構(gòu)(104，106, 404)構(gòu)建為，吸收入射的電磁輻射并將生成的熱轉(zhuǎn)移給載體(102)， 其中所述層狀結(jié)構(gòu)(104，106, 404)含有氮化鉬和氮化硅或由氮化鉬和氮化硅組成，其中氮化娃在層狀結(jié)構(gòu)(104，106, 404)中的質(zhì)量份額和/或物質(zhì)量份額大于氮化鉬。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的太陽能吸收裝置，其中氮化鉬在層狀結(jié)構(gòu)(104，106，404)中的質(zhì)量份額例如為大約15% -大約25%。
14.根據(jù)權(quán)利要求12的太陽能吸收裝置，其中層狀結(jié)構(gòu)(104，106,404)的總厚度為30nm-100nmo
15.根據(jù)權(quán)利要求12的太陽能吸收裝置，其中氮化鉬形成層狀結(jié)構(gòu)(104，106)的至少第一層，氮化硅形成層狀結(jié)構(gòu)(104，106)的第二層，和其中第一層和第二層相互直接接觸。
16.根據(jù)權(quán)利要求12的太陽能吸收裝置，其中所述層狀結(jié)構(gòu)(404)形成CERMET-層(404)ο
17.根據(jù)權(quán)利要求12的太陽能吸收裝置，其中載體(102)為管狀并被容納在管狀載體(102)中的介質(zhì)所流過。
18.根據(jù)權(quán)利要求12的太陽能吸收裝置，還包括:在載體(102)和層狀結(jié)構(gòu)(104，106, 404)之間的另外的層狀結(jié)構(gòu)(108)，其中所述另外的層狀結(jié)構(gòu)(108)構(gòu)建為反射被載體(102)發(fā)射的熱輻射。
19.根據(jù)權(quán)利要求12的太陽能吸收裝置，還包括:在層狀結(jié)構(gòu)(104，106，404)上的表面層狀結(jié)構(gòu)(110)，其中所述表面層狀結(jié)構(gòu)(110)構(gòu)建為對入射的可見光的反射少于層狀結(jié)構(gòu)(104，106，404) O
20.制備太陽能吸收體的方法，該方法包括:在載體(102)上施加至少一個層狀結(jié)構(gòu)(104，106，404)，其中所述層狀結(jié)構(gòu)(104，106, 404)構(gòu)建為，吸收入射的電磁輻射并將生成的熱轉(zhuǎn)移給載體(102)， 其中所述層狀結(jié)構(gòu)(104，106, 404)含有氮化鉬和氮化硅或由氮化鉬和氮化硅組成，其中氮化娃在層狀結(jié)構(gòu)(104，106, 404)中的質(zhì)量份額和/或物質(zhì)量份額大于氮化鉬。
【專利摘要】根據(jù)不同的實施方式，一種用于吸收電磁輻射的輻射吸收體(100)可具有以下結(jié)構(gòu)：在載體(102)上的多個疊層布置的層狀結(jié)構(gòu)(104,106,404)，其中所述多個疊層布置的層狀結(jié)構(gòu)(104,106,404)的每個層狀結(jié)構(gòu)具有第一層和第二層，其中所述多個疊層布置的層狀結(jié)構(gòu)(104,106,404)的第一層分別具有金屬氮化物或由金屬氮化物組成，和其中所述多個疊層布置的層狀結(jié)構(gòu)(104,106,404)的第二層分別具有半金屬氮化物或由半金屬氮化物組成。
【IPC分類】F24J2-00, H01L31-18
【公開號】CN104638061
【申請?zhí)枴緾N201410640792
【發(fā)明人】馬庫斯·貝倫特, 馬庫斯·伯格哈特
【申請人】馮·阿登納有限公司
【公開日】2015年5月20日
【申請日】2014年11月13日
【公告號】DE102013112532A1