中国科学院张楠楠
光学模拟和磁控溅射相结合的高熵合金基高温太阳能选择性吸收涂层
信用:LICP 高熵合金作为合金材料领域的一个新成员，由于其拥有五种以上的元素，超越了传统的合金设计概念，并且由于其高的构型熵，通常表现出简单的固溶体结构
高熵合金具有优异的机械性能、耐热能力以及耐磨性、耐腐蚀性和耐辐照性，在可再生能源工业中具有巨大的发展潜力
近日，由中国科学院兰州化学物理研究所高胡翔副教授和刘刚教授带领的研究团队，利用高熵氮化物，通过组分调制、构象熵优化和结构设计，制备了一系列高熵合金基高温太阳选择性吸收涂层
研究人员设计了一种彩色太阳能选择性吸收涂层，由铝、高熵合金氮化物、高熵合金氮氧化物和二氧化硅组成的红外反射层组成，能够实现93
5%和小于10%的热发射率
随后，他们发现单层高熵合金氮化物陶瓷也具有良好的本征吸收性能，因此制备了具有简单结构的涂层
他们使用高熵合金氮化物作为吸收层，使用二氧化硅或Si3N4作为抗反射层，并且获得了吸收率为92
8%和小于7%的发射率，在650摄氏度的真空中300小时显示出良好的热稳定性
光谱选择性吸收机理及热稳定性研究
信用:LICP 为了进一步增强吸收体的吸收能力，研究人员选择了不锈钢作为基底，低氮含量高熵合金薄膜作为主吸收层，高氮含量高熵合金薄膜作为消光干涉层，二氧化硅、氮化硅或氧化铝作为减反射层，形成了从基底到表面光学常数逐渐降低的结构
采用光学模拟和磁控溅射相结合的方法来提高制备效率，这有助于96%的优异太阳能吸收和低于10%的低热辐射
然后，他们利用时域有限差分模拟研究了光吸收机制
在真空中于600摄氏度退火168小时后，高熵合金氮化物基吸收剂仍保持良好的光学性能，表明其具有优异的热稳定性
计算了吸收器在不同工作温度和浓度比下的光热转换效率，效率可达90
当工作温度为550摄氏度和100个太阳时，为1%
与最新报道的吸收体相比，高熵合金基吸收体表现出优异的光热转换效率和热稳定性
吸收剂沉积在不同的基底材料上，保持了优异的光学性能，实现了在铝箔上的大规模制备
通过对不同入射角下吸收光谱的研究，发现吸收涂层在0° ~ 60°的入射角范围内具有良好的吸收
在模拟太阳光的照射下，涂层表面的温度超过了100摄氏度，表明该材料在界面水蒸发领域具有很大的应用潜力
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