Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

DE102004010689B3 - Absorber mit einer strahlungsselektiven Absorberbeschichtung und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Absorber mit einer strahlungsselektiven Absorberbeschichtung und Verfahren zu seiner Herstellung Download PDF

Info

Publication number
DE102004010689B3
DE102004010689B3 DE102004010689A DE102004010689A DE102004010689B3 DE 102004010689 B3 DE102004010689 B3 DE 102004010689B3 DE 102004010689 A DE102004010689 A DE 102004010689A DE 102004010689 A DE102004010689 A DE 102004010689A DE 102004010689 B3 DE102004010689 B3 DE 102004010689B3
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
absorber
layer
radiation
metal substrate
coating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE102004010689A
Other languages
English (en)
Inventor
Thomas Dr. Kuckelkorn
Wolfgang Graf
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schott AG
Original Assignee
Schott AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schott AG filed Critical Schott AG
Priority to DE102004010689A priority Critical patent/DE102004010689B3/de
Priority to IT000096A priority patent/ITTO20050096A1/it
Priority to US11/064,297 priority patent/US7793653B2/en
Priority to ES200500423A priority patent/ES2289854A1/es
Priority to IL167080A priority patent/IL167080A/en
Priority to CN2005100524652A priority patent/CN1670446B/zh
Application granted granted Critical
Publication of DE102004010689B3 publication Critical patent/DE102004010689B3/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S70/00—Details of absorbing elements
    • F24S70/20—Details of absorbing elements characterised by absorbing coatings; characterised by surface treatment for increasing absorption
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
    • C23C28/30—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer
    • C23C28/34—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer including at least one inorganic non-metallic material layer, e.g. metal carbide, nitride, boride, silicide layer and their mixtures, enamels, phosphates and sulphates
    • C23C28/345—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer including at least one inorganic non-metallic material layer, e.g. metal carbide, nitride, boride, silicide layer and their mixtures, enamels, phosphates and sulphates with at least one oxide layer
    • C23C28/3455—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer including at least one inorganic non-metallic material layer, e.g. metal carbide, nitride, boride, silicide layer and their mixtures, enamels, phosphates and sulphates with at least one oxide layer with a refractory ceramic layer, e.g. refractory metal oxide, ZrO2, rare earth oxides or a thermal barrier system comprising at least one refractory oxide layer
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C26/00—Coating not provided for in groups C23C2/00 - C23C24/00
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
    • C23C28/30—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer
    • C23C28/32—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer including at least one pure metallic layer
    • C23C28/322—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer including at least one pure metallic layer only coatings of metal elements only
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
    • C23C28/30—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer
    • C23C28/32—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer including at least one pure metallic layer
    • C23C28/324—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer including at least one pure metallic layer with at least one metal matrix material layer comprising a mixture of at least two metals or metal phases or a metal-matrix material with hard embedded particles, e.g. WC-Me
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
    • C23C28/30—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer
    • C23C28/34—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer including at least one inorganic non-metallic material layer, e.g. metal carbide, nitride, boride, silicide layer and their mixtures, enamels, phosphates and sulphates
    • C23C28/345—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer including at least one inorganic non-metallic material layer, e.g. metal carbide, nitride, boride, silicide layer and their mixtures, enamels, phosphates and sulphates with at least one oxide layer
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C8/06—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases
    • C23C8/08—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases only one element being applied
    • C23C8/10—Oxidising
    • C23C8/12—Oxidising using elemental oxygen or ozone
    • C23C8/14—Oxidising of ferrous surfaces
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S70/00—Details of absorbing elements
    • F24S70/20—Details of absorbing elements characterised by absorbing coatings; characterised by surface treatment for increasing absorption
    • F24S70/225—Details of absorbing elements characterised by absorbing coatings; characterised by surface treatment for increasing absorption for spectrally selective absorption
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S70/00—Details of absorbing elements
    • F24S70/30—Auxiliary coatings, e.g. anti-reflective coatings
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12493—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
    • Y10T428/12535—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.] with additional, spatially distinct nonmetal component

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Chemical Treatment Of Metals (AREA)

Abstract

Es wird ein Absorber mt einer strahlungsselektiven Absorberbeschichtung beschrieben, die ein Metallsubstrat, eine Diffusionssperrschicht, eine metallische Reflexionsschicht, eine Cermetschicht und eine Antireflexionsschicht aufweist. Die Diffusionssperrschicht ist eine Oxidschicht, die aus oxidierten Komponenten des Metallsubstrates besteht. Das Verfahren zur Herstellung eines solchen Absorbers sieht vor, dass das polierte Substrat zur Herstellung einer Diffusionssperrschicht an Luft in einem Ofen bei einer Temperatur von 400 bis 600 DEG C 0,5 bis 2 Stunden getempert wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Absorber mit einer strahlungsselektiven Absorberbeschichtung mit einem Metallsubstrat, einer Diffusionssperrschicht, einer metallischen Reflexionsschicht, einer Cermetschicht und einer Antireflexionsschicht. Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren zur Herstellung eines Absorbers mit einer strahlungsselektiven Absorberbeschichtung, bei dem ein Absorber aus Metall poliert wird und die Oberflächenrauhigkeit auf ra<0,3μm eingestellt wird, sowie eine Diffusionssperrschicht, eine metallische Reflexionsschicht, eine Cermetschicht und eine Antireflexionsschicht aufgebracht wird.
  • In der thermischen Solarenergienutzung werden zur Strahlungskonversion selektive Absorberbeschichtungen eingesetzt, die sich durch einen hohen solaren Absorptionsgrad und einen niedrigen thermischen Emissionsgrad auszeichnen.
  • Es werden überwiegend Dünnschichtsysteme auf der Basis von Cermet (keramisch-metallische Mischung) eingesetzt, die durch Aufdampfen oder Sputtern erzeugt werden. Der Aufbau eines solchen Schichtsystems erfolgt ausgehend vom Substrat in der Reihenfolge: Metallische Reflexionsschicht, Cermetschicht, Antireflexionsschicht.
  • Die metallische Reflexionsschicht besteht in der Regel aus einem im Infrarotbereich hoch reflektierenden Metall, wie z.B. Kupfer, Aluminium oder Molybdän. Die Cermetschicht besteht üblicherweise aus einem Oxid, wie z.B. Al2O3, SiO2, das in ein Metall, wie z.B. Mo, eingebettet wird. Der Metallanteil wird als Füllfaktor bezeichnet.
  • Die Antireflexionsschicht besteht aus einem reinen Oxid, wie z.B. SiO2 oder Al2O3.
  • Um eine gute Haftung der Beschichtung auf dem Substrat, wie z.B. Kupfer, Edelstahl oder Glas, zu gewährleisten, werden zusätzlich Haftvermittlerschichten eingesetzt. Diese Haftvermittlerschichten bestehen meistens aus Chrom oder sind chrombasierte Schichten.
  • Betriebstemperaturen zwischen 300 und 600° C, die insbesondere bei konzentrierenden solarthermischen Systemen auftreten, bedingen Diffusionsprozesse innerhalb des Absorberschichtsystems und durch das Absorberschichtsystem. Diese Diffusionsprozesse wirken sich negativ auf die Leistung des Gesamtsystems aus.
  • Hierbei sind folgende Effekte zu unterscheiden: Die Diffusion von Elementen aus dem Substrat in die Absorberbeschichtung, die eine Veränderung der Schichteigenschaft zur Folge hat. Bei einem Stahlsubstrat diffundiert z.B. Eisen in das Schichtsystem.
  • Bei Vakuumbauteilen, wie Röhrenkollektoren oder Receiverrohre für Parabolrinnen, können Diffusionsprozesse zur Zerstörung des Vakuums führen. Dadurch wird die Leistung vermindert. Gase können auch aus dem Substrat austreten oder aus dem im Rohr geführten Wärmeträger durch das Rohr und durch die Beschichtung in das Vakuum diffundieren. Als ein Diffusionsprozess ist z.B. die H2-Diffusion durch das Stahlsubstrat oder das Edelstahlsubstrat bekannt.
  • Aus „Solar selective absorber coating for high service temperatures, produced by plasma sputtering" von M. Lanxner und Zvi Elgat, SPIE Vol. 1272, Optical Materials Technology for Energy Efficiency and Solar Energy Conversion IX (1990), Seite 240 ff sind Absorberrohre aus Edelstahl bekannt, die in evakuierten Glasrohren angeordnet werden. Diese Rohre, die die Solarenergie absorbieren, führen eine Wärmeträgerflüssigkeit, deren Energie in elektrischen Strom umgewandet wird. Die Absorberoberfläche besitzt eine Temperatur von 350 bis 400° C.
  • Um Diffusionseffekte zwischen Substrat und Absorberbeschichtung zu verhindern, ist eine Diffusionssperrschicht aus Al2O3 vorgesehen. Bevor die Al2O3-Schicht aufgesputtert wird, wird die Metalloberfläche der Rohre poliert, so dass die mittlere Rauhigkeit <0,2 μm beträgt. Nach dem Polieren erfolgt noch ein Reinigungsprozess im Vakuum unter Wärmezuführung.
  • Diffusionssperrschichten aus gesputterten Materialien haben jedoch den Nachteil, dass sie poröse Strukturen aufweisen, wodurch die Wirksamkeit gegen Diffusionen vermindert ist.
    •
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Diffusionsdichtheit und die Hafteigenschaften von Substratoberflächen aus Stahl oder Edelstahl, auf die strahlungsselektive Absorberbeschichtungen aufgebracht werden, zu verbessern.
  • Diese Aufgabe wird mit einem Absorber gelöst, der dadurch gekennzeichnet ist, dass die Diffusionssperrschicht eine Oxidschicht ist, die aus oxidierten Komponenten des Metallsubstrates besteht.
  • Die Oxidschicht bildet eine diffusionsdichte Barriereschicht zwischen der Absorberbeschichtung und dem Substrat. Sie verhindert oder vermindert Transport- und Diffusionsprozesse aus dem Substrat sowie eine Gasdiffusion durch das Substrat in die strahlungsselektive Absorberbeschichtung. Eine derartige Oxidschicht hat auch den Vorteil, dass ein guter Haftgrund für die nachfolgend aufzutragende Absorberbeschichtung gebildet wird.
  • Vorzugsweise besteht das Metallsubstrat aus Stahl oder Edelstahl und die Oxide sind Eisenoxide und/oder Chromoxide.
  • Die Oxidschicht weist vorzugsweise eine Dicke zwischen 50 und 200 nm, insbesondere zwischen 50 und 100 nm auf.
  • Ein Absorberrohr für solarthermische Anwendungen aus Stahl oder Edelstahl mit einer metallischen Reflexionsschicht, einer Cermetschicht und einer Antireflexionsschicht ist dadurch gekennzeichnet, dass die Diffusionssperrschicht zwischen der Rohraußenflächen und der metallischen Reflexionsschicht eine Oxidschicht ist, die Eisenoxid und/oder Chromoxide aufweist.
  • Das Verfahren zur Herstellung eines Absorbers mit einer strahlungsselektiven Beschichtung, bei dem ein Absorber aus Metall poliert wird und bei dem die Rauhigkeit auf ra<0,3 μm eingestellt wird und anschließend eine strahlungsselektive Beschichtung aufgebracht wird, ist dadurch gekennzeichnet, dass die polierte Substratoberfläche zur Herstellung einer Diffusionssperrschicht an Luft in einem Ofen bei einer Temperatur von 400 bis 600° C 0,5 bis 2 Stunden getempert wird. Durch diesen Temperprozess wird auf der Oberfläche eine Oxidschicht gebildet, die durch eine braune bis blaue Anlauffarbe visuell erkennbar ist.
  • Der Oxidationsprozess im Ofen kommt nach Erreichen einer bestimmten Schichtdicke zum Stillstand. Es hat sich gezeigt, dass die Schichtdicke von der Oberflächenrauhigkeit abhängt. Bei größeren Oberflächenrauhigkeiten entstehen dickere Oxidschichten.
  • Vorzugsweise wird das Substrat mechanisch oder elektrisch poliert. Unter elektrischem Polieren wird ein umgekehrter galvanischer Vorgang verstanden.
    •
  • Ausführungsbeispiel:
  • Eine polierte Edelstahloberfläche (Werkstoff 1.4404) wird für eine Stunde an Luft in einem Umluftofen getempert. Die Ofentemperatur liegt bei 450° C bis 550° C. Niedrige Temperaturen verlängern den Temperprozess. Der Werkstoff ist zuvor poliert worden, so dass die Oberflächenrauhigkeit ra<0,3 μm beträgt. Durch den Temperprozess bildet sich eine 50 nm bis 100 nm dicke diffusionsdichte Oxidschicht aus. Der Oxidationsprozess kommt nach Erreichen der genannten Schichtdicke zum Stillstand.
  • Nach Beendigung des Temperprozesses wird auf das Substrat im Vakuum ein strahlungsselektives Absorberschichtsystem aufgebracht.

Claims (8)

  1. Absorber mit einer strahlungsselektiven Absorberbeschichtung, mit einem Metallsubstrat, einer Diffusionssperrschicht, einer metallischen Reflexionsschicht, einer Cermetschicht und einer Antireflexionsschicht, dadurch gekennzeichnet, dass die Diffusionssperrschicht eine Oxidschicht ist, die aus oxidierten Komponenten des Metallsubstrates besteht.
  2. Absorber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallsubstrat aus Stahl oder Edelstahl besteht und dass die Oxide Eisenoxide und/oder Chromoxide sind.
  3. Absorber nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Oxidschicht eine Dicke zwischen 50 und 200 nm aufweist.
  4. Absorber nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Oxidschicht eine Dicke zwischen 50 und 100 nm aufweist.
  5. Absorberrohr für solarthermische Anwendungen aus Stahl oder Edelstahl mit einer Diffusionssperrschicht, einer metallischen Reflexionsschicht, einer Cermetschicht und einer Antireflexionsschicht, dadurch gekennzeichnet, dass die Diffusionssperrschicht eine Oxidschicht ist, die Eisenoxide und/oder Chromoxide aufweist.
  6. Verfahren zur Herstellung eines Absorbers mit einer strahlungsselektiven Absorberbeschichtung, bei dem ein Absorber aus Metall poliert wird und die Rauhigkeit auf ra<0,3 μm eingestellt wird, und bei dem eine Diffusionssperrschicht, eine metallische Reflexionsschicht, eine Cermetschicht und eine Antireflexionsschicht aufgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass das polierte Substrat zur Herstellung einer Diffusionssperrschicht an Luft in einem Ofen bei einer Temperatur von 400 bis 600° C 0,5 bis 2 Stunden getempert wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat mechanisch oder elektrisch poliert wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat bei 450 bis 550° C über eine Zeitdauer von 0,5 bis 1 Stunde getempert wird.
DE102004010689A 2004-02-27 2004-02-27 Absorber mit einer strahlungsselektiven Absorberbeschichtung und Verfahren zu seiner Herstellung Expired - Fee Related DE102004010689B3 (de)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102004010689A DE102004010689B3 (de) 2004-02-27 2004-02-27 Absorber mit einer strahlungsselektiven Absorberbeschichtung und Verfahren zu seiner Herstellung
IT000096A ITTO20050096A1 (it) 2004-02-27 2005-02-18 Elemento assorbente con uno strato assorbente selettivo rispetto alla radiazione e procedimento per la sua fabbricazione in particolare per lo sfruttamento dell'energia solare
US11/064,297 US7793653B2 (en) 2004-02-27 2005-02-23 Radiation-selective absorber coating with an adherent oxide layer and method of making same
ES200500423A ES2289854A1 (es) 2004-02-27 2005-02-24 Aparato de absorcion con un revestimiento absorbente selectivo para radiaciones y procedimiento para su produccion.
IL167080A IL167080A (en) 2004-02-27 2005-02-24 Radiation-selective absorber coating with an adherent oxide layer and method of making same
CN2005100524652A CN1670446B (zh) 2004-02-27 2005-02-28 含选择性辐射吸收涂层的吸收体及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102004010689A DE102004010689B3 (de) 2004-02-27 2004-02-27 Absorber mit einer strahlungsselektiven Absorberbeschichtung und Verfahren zu seiner Herstellung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102004010689B3 true DE102004010689B3 (de) 2005-06-30

Family

ID=34625830

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102004010689A Expired - Fee Related DE102004010689B3 (de) 2004-02-27 2004-02-27 Absorber mit einer strahlungsselektiven Absorberbeschichtung und Verfahren zu seiner Herstellung

Country Status (6)

Country Link
US (1) US7793653B2 (de)
CN (1) CN1670446B (de)
DE (1) DE102004010689B3 (de)
ES (1) ES2289854A1 (de)
IL (1) IL167080A (de)
IT (1) ITTO20050096A1 (de)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006056536B3 (de) * 2006-11-27 2008-02-28 Schott Ag Strahlungsselektive Absorberbeschichtung, Absorberrohr und Verfahren zu dessen Herstellung
EP2093520A2 (de) 2008-02-20 2009-08-26 Schott AG Strahlungsselektive Absorberbeschichtung, Absorberrohr und Verfahren zu dessen Herstellung
ES2328313A1 (es) * 2005-11-25 2009-11-11 Schott Ag Tubo absorbedor.
EP2253737A1 (de) * 2009-05-20 2010-11-24 SCHOTT Solar AG Strahlungsselektive Absorberschichtung und Absorberrohr mit strahlungsselektiver Absorberbeschichtung
DE102009049471B3 (de) * 2009-10-15 2011-04-07 Schott Solar Ag Strahlungsselektive Absorberbeschichtung und Absorberrohr mit strahlungsselektiver Absorberbeschichtung
WO2011057972A3 (de) * 2009-11-11 2012-02-09 Almeco-Tinox Gmbh Optisch wirksames mehrschichtsystem für solare absorption
DE102015102496A1 (de) 2014-10-27 2016-04-28 Almeco Gmbh Temperatur- und korrosionsstabiler Oberflächenreflektor

Families Citing this family (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004008559B9 (de) * 2004-02-18 2007-05-03 Schott Ag Verwendung eines Glases für Glas-Metall-Verbindungen
DE102006039804B4 (de) * 2006-08-25 2013-08-08 Hydro Aluminium Deutschland Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Absorberblechs für Sonnenkollektoren, nach dem Verfahren hergestelltes Absorberblech und dessen Verwendung
US8378280B2 (en) 2007-06-06 2013-02-19 Areva Solar, Inc. Integrated solar energy receiver-storage unit
US8739512B2 (en) 2007-06-06 2014-06-03 Areva Solar, Inc. Combined cycle power plant
US20090056699A1 (en) 2007-08-27 2009-03-05 Mills David R Linear fresnel solar arrays and receievers therefor
US9022020B2 (en) 2007-08-27 2015-05-05 Areva Solar, Inc. Linear Fresnel solar arrays and drives therefor
EP2217865A4 (de) * 2007-10-18 2014-03-05 Alliance Sustainable Energy Solarselektive hochtemperaturbeschichtungen
EP2131121A2 (de) * 2007-11-01 2009-12-09 Acktar Ltd. Sonnenkollektor
ES2316321B2 (es) 2008-10-20 2010-12-14 Abengoa Solar New Technologies, S.A. Recubrimiento absorbente selectivo solar y metodo de fabricacion.
US20100258111A1 (en) * 2009-04-07 2010-10-14 Lockheed Martin Corporation Solar receiver utilizing carbon nanotube infused coatings
KR20120017034A (ko) 2009-04-24 2012-02-27 어플라이드 나노스트럭처드 솔루션스, 엘엘씨. Ｃｎｔ 기반 시그니처 제어 물질
US9111658B2 (en) 2009-04-24 2015-08-18 Applied Nanostructured Solutions, Llc CNS-shielded wires
AU2010245098B2 (en) 2009-04-27 2014-11-13 Applied Nanostructured Solutions, Llc. CNT-based resistive heating for deicing composite structures
CN101660117B (zh) * 2009-09-22 2011-04-13 皇明太阳能股份有限公司 一种太阳能选择性吸收涂层及其制备方法
ES2361103B1 (es) * 2009-10-05 2012-03-23 Abengoa Solar New Technologies, S.A. Método de fabricación de un tubo receptor de energía solar y tubo así fabricado.
US20110089958A1 (en) * 2009-10-19 2011-04-21 Applied Nanostructured Solutions, Llc Damage-sensing composite structures
US8783246B2 (en) * 2009-12-14 2014-07-22 Aerojet Rocketdyne Of De, Inc. Solar receiver and solar power system having coated conduit
US9167736B2 (en) 2010-01-15 2015-10-20 Applied Nanostructured Solutions, Llc CNT-infused fiber as a self shielding wire for enhanced power transmission line
CN102934267A (zh) 2010-03-02 2013-02-13 应用奈米结构公司 具注入碳纳米管电极材料螺旋缠绕式电气装置及其制造方法及装置
EP2543052B1 (de) 2010-03-02 2019-11-27 Applied NanoStructured Solutions, LLC Elektrische vorrichtung mit kohlenstoffnanoröhrchen-infundierten fasern sowie herstellungsverfahren dafür
DE102010012573B4 (de) * 2010-03-23 2012-05-24 Odb-Tec Gmbh & Co. Kg Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer hochselektiv absorbierenden Beschichtung auf einem Solarabsorberbauteil
US8780526B2 (en) 2010-06-15 2014-07-15 Applied Nanostructured Solutions, Llc Electrical devices containing carbon nanotube-infused fibers and methods for production thereof
WO2012040038A2 (en) 2010-09-23 2012-03-29 Applied Nanostructured Solutions, Llc Cnt-infused fiber as a self shielding wire for enhanced power transmission line
US9085464B2 (en) 2012-03-07 2015-07-21 Applied Nanostructured Solutions, Llc Resistance measurement system and method of using the same
EP2677249A1 (de) * 2012-06-22 2013-12-25 Siemens Concentrated Solar Power Ltd. Wärmeempfängerrohr mit einer Diffusionssperrschicht
CN103032978B (zh) * 2012-12-27 2015-05-13 北京市太阳能研究所集团有限公司 一种菲涅尔式太阳能热发电用选择性吸收涂层及其制备方法
US9335802B2 (en) * 2013-02-01 2016-05-10 Dell Products, L.P. System for cooling hard disk drives using vapor momentum driven by boiling of dielectric liquid
GB2540384B (en) * 2015-07-15 2020-04-29 Energy Transitions Ltd Transpired solar collector
JP6376311B1 (ja) * 2017-01-24 2018-08-22 ナノフロンティアテクノロジー株式会社 太陽熱発電用集熱膜およびその製造方法
JP7501366B2 (ja) 2018-09-12 2024-06-18 東洋製罐グループホールディングス株式会社 フレキシブルデバイス用基板
CN112071946A (zh) * 2019-05-21 2020-12-11 北京铂阳顶荣光伏科技有限公司 薄膜太阳能电池的制备方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19853285C1 (de) * 1998-11-19 2000-06-15 Karlsruhe Forschzent Verfahren zur Herstellung einer Schutzschicht auf einem martensitischen Stahl und Verwendung des mit der Schutzschicht versehenen Stahls

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3377195A (en) * 1965-09-21 1968-04-09 North American Rockwell Diffusion coating for metals
US3833430A (en) 1972-12-26 1974-09-03 Varian Associates Treatment of stainless steel and similar alloys to reduce hydrogen outgassing
FR2338475A1 (fr) * 1976-01-19 1977-08-12 Centre Nat Etd Spatiales Absorbeurs solaires a couches d'alliage nickel/chrome et de matiere dielectrique
JPS5375132A (en) 1976-12-17 1978-07-04 Kogyo Gijutsuin Heat collecting body
SE407081B (sv) 1977-07-27 1979-03-12 Hultquist Gunnar B Sett att framstella ytskikt med forbettrade korrosionsegenskaper pa foremal av jernkromlegerigar
DE2843571A1 (de) * 1978-10-05 1980-04-17 Peter Wankelmuth Strahlungsenergie absorbierende flaechen fuer sonnenkollektoren aus metall und verfahren zu deren herstellung
US4442166A (en) * 1979-11-15 1984-04-10 Massachusetts Institute Of Technology Cermet film selective-black absorber
US4416916A (en) 1982-03-04 1983-11-22 Engelhard Corporation Thin film solar energy collector
DE3210367A1 (de) 1982-03-20 1983-09-29 M.A.N. Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg AG, 8000 München Verfahren zur erzeugung von solarselektiven schichten
US4376801A (en) * 1982-05-19 1983-03-15 Reynolds Metals Company Selective coating for solar collectors
US4637374A (en) * 1982-09-08 1987-01-20 Sharp Kabushiki Kaisha Selective absorption film of a solar heat collector
US4582764A (en) * 1982-09-24 1986-04-15 Energy Conversion Devices, Inc. Selective absorber amorphous alloys and devices
DE3243713C2 (de) * 1982-11-26 1985-05-15 Fr. Kammerer GmbH, 7530 Pforzheim Flachwärmetauscherplatte und Verfahren zu deren Herstellung
JP2633230B2 (ja) * 1985-09-26 1997-07-23 日本電気株式会社 磁気記憶体
IL86366A0 (en) * 1988-05-12 1988-11-15 Luz Ind Israel Ltd Protected silvered substrates and mirrors containing the same
IN185567B (de) * 1991-07-19 2001-03-03 Univ Sydney
US6128126A (en) * 1993-04-15 2000-10-03 Balzers Aktiengesellschaft High-reflection silver mirror
US5520751A (en) 1993-09-24 1996-05-28 Exxon Research And Engineering Company Oxidation of low chromium steels
US5670248A (en) * 1994-07-15 1997-09-23 Lazarov; Miladin P. Material consisting of chemical compounds, comprising a metal from group IV A of the periodic system, nitrogen and oxygen, and process for its preparation
AUPN201395A0 (en) * 1995-03-28 1995-04-27 University Of Sydney, The Solar energy collector system
AUPN364195A0 (en) * 1995-06-19 1995-07-13 University Of Sydney, The Solar selective surface coating
US6261694B1 (en) * 1999-03-17 2001-07-17 General Electric Company Infrared reflecting coatings
CA2409341C (en) * 1999-04-22 2007-09-18 Allan James Yeomans Radiant energy absorbers
US6234166B1 (en) * 1999-06-30 2001-05-22 Acktar Ltd. Absorber-reflector for solar heating
KR100345320B1 (ko) 1999-12-23 2002-07-24 학교법인 포항공과대학교 스테인레스 스틸 표면상에 크롬산화막을 형성하는 방법
US6974976B2 (en) * 2002-09-30 2005-12-13 Miasole Thin-film solar cells

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19853285C1 (de) * 1998-11-19 2000-06-15 Karlsruhe Forschzent Verfahren zur Herstellung einer Schutzschicht auf einem martensitischen Stahl und Verwendung des mit der Schutzschicht versehenen Stahls

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
M. Lanxner, Zvi Elgat: Solar selective absorber coating for high service temperatures produced by plasma sputtering, in SPIE Vol. 1272, Optical Materials Technology for Energy Efficiency and Solar Energy Conversion IX (1990), S. 240ff *

Cited By (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2328313A1 (es) * 2005-11-25 2009-11-11 Schott Ag Tubo absorbedor.
DE102006056536B3 (de) * 2006-11-27 2008-02-28 Schott Ag Strahlungsselektive Absorberbeschichtung, Absorberrohr und Verfahren zu dessen Herstellung
DE102006056536B9 (de) * 2006-11-27 2008-06-05 Schott Ag Strahlungsselektive Absorberbeschichtung, Absorberrohr und Verfahren zu dessen Herstellung
US7909029B2 (en) 2006-11-27 2011-03-22 Schott Ag Radiation selective absorber coating for an absorber pipe, absorber pipe with said coating, and method of making same
EP2093520A2 (de) 2008-02-20 2009-08-26 Schott AG Strahlungsselektive Absorberbeschichtung, Absorberrohr und Verfahren zu dessen Herstellung
DE102008010199A1 (de) 2008-02-20 2009-08-27 Schott Ag Strahlungsselektive Absorberbeschichtung, Absorberrohr und Verfahren zu dessen Herstellung
EP2093520A3 (de) * 2008-02-20 2013-11-27 Schott AG Strahlungsselektive Absorberbeschichtung, Absorberrohr und Verfahren zu dessen Herstellung
US8318329B2 (en) 2008-02-20 2012-11-27 Schott Ag Radiation-selective absorber coating, absorber tube and process for production thereof
EP2253737A1 (de) * 2009-05-20 2010-11-24 SCHOTT Solar AG Strahlungsselektive Absorberschichtung und Absorberrohr mit strahlungsselektiver Absorberbeschichtung
US10774426B2 (en) 2009-05-20 2020-09-15 Schott Solar Ag Radiation-selective absorber coating and absorber tube with radiation-selective absorber coating
US8555871B2 (en) 2009-10-15 2013-10-15 Schott Solar Ag Radiation-selective absorber coating and absorber tube with said radiation-selective absorber coating
DE102009049471B3 (de) * 2009-10-15 2011-04-07 Schott Solar Ag Strahlungsselektive Absorberbeschichtung und Absorberrohr mit strahlungsselektiver Absorberbeschichtung
WO2011057972A3 (de) * 2009-11-11 2012-02-09 Almeco-Tinox Gmbh Optisch wirksames mehrschichtsystem für solare absorption
EP2759783A1 (de) * 2009-11-11 2014-07-30 Almeco GmbH Optisch wirksames Mehrschichtsystem für solare Absorption
US9222703B2 (en) 2009-11-11 2015-12-29 Almeco Gmbh Optically active multilayer system for solar absorption
DE102015102496A1 (de) 2014-10-27 2016-04-28 Almeco Gmbh Temperatur- und korrosionsstabiler Oberflächenreflektor
WO2016066562A1 (de) 2014-10-27 2016-05-06 Almeco Gmbh Temperatur- und korrosionsstabiler oberflächenreflektor
EP3134756B1 (de) 2014-10-27 2017-08-30 Almeco GmbH Temperatur- und korrosionsstabiler oberflächenreflektor
US10436955B2 (en) 2014-10-27 2019-10-08 Almeco Gmbh Temperature- and corrosion-stable surface reflector
DE102015102496B4 (de) 2014-10-27 2024-06-20 Almeco Gmbh Temperatur- und korrosionsstabiler Oberflächenreflektor

Also Published As

Publication number Publication date
IL167080A (en) 2008-04-13
US20050189525A1 (en) 2005-09-01
ITTO20050096A1 (it) 2005-08-28
ES2289854A1 (es) 2008-02-01
CN1670446A (zh) 2005-09-21
CN1670446B (zh) 2011-05-04
US7793653B2 (en) 2010-09-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102004010689B3 (de) Absorber mit einer strahlungsselektiven Absorberbeschichtung und Verfahren zu seiner Herstellung
DE102006056536B3 (de) Strahlungsselektive Absorberbeschichtung, Absorberrohr und Verfahren zu dessen Herstellung
EP2312234B1 (de) Strahlungsselektive Absorberbeschichtung und Absorberrohr mit strahlungsselektiver Absorberbeschichtung
EP2253737B1 (de) Strahlungsselektive Absorberschichtung und Absorberrohr mit strahlungsselektiver Absorberbeschichtung
EP2093520B1 (de) Strahlungsselektive Absorberbeschichtung, Absorberrohr und Verfahren zu dessen Herstellung
EP3134756B1 (de) Temperatur- und korrosionsstabiler oberflächenreflektor
JP6385015B2 (ja) 原子炉級ジルコニウム合金金属組織を伴う動的に付着された組成漸移型Ｚｒ−Ａｌ−ＣセラミックまたはＴｉ−Ａｌ−Ｃセラミックまたは非晶質もしくは準非晶質ステンレス鋼
EP2564129B1 (de) Verfahren zur bereitstellung eines thermischen absorbers
CN105229391B (zh) 用于高温太阳能热应用的杂化多层太阳能选择性涂层及其制备工艺
CN101854131A (zh) 一种耐高温的选择性太阳能吸收膜及其制备方法
DE102004060982B3 (de) Beschichtung für einen Solarabsorber
EP2582640B1 (de) Auskleidungs- oder reflektormaterial für hochtemperaturanwendungen
DE102011083166A1 (de) Verbundmaterial mit spektral selektivem Mehrschichtsystem und Verfahren zu dessen Herstellung
CN102954611B (zh) 中高温光谱选择性吸收涂层
EP2607814B1 (de) Sonnenkollektor mit nach oben angeordneter Glasscheibe, die Wärmestrahlung reduziert abgibt und die im direkten Kontakt zur Absorber-Wärmeübertrager-Kombination steht
WO2018181446A1 (ja) 遮熱断熱フィルム
JP2018171914A (ja) 遮熱断熱フィルム
EP3410031B1 (de) Solarwärmesammelrohr
DE19515647A1 (de) Strahlungsselektiver Absorber

Legal Events

Date Code Title Description
8100 Publication of patent without earlier publication of application
8364 No opposition during term of opposition
R082 Change of representative

Representative=s name: MEHLER ACHLER PATENTANWAELTE, DE

Representative=s name: MEHLER ACHLER PATENTANWAELTE, 65185 WIESBADEN, DE

Representative=s name: MEHLER ACHLER PATENTANWAELTE PARTNERSCHAFT MBB, DE

R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee
R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: F24J0002480000

Ipc: F24S0070225000