技术摘要：
本发明是关于一种复合材料(V)，其包含由铝组成的载体(1)，具有位于该载体(1)的一侧上的中间层(2)，且具有光学有效的多层系统(3)，该光学有效的多层系统(3)施加于该中间层(2)上且包含至少两个介电及/或氧化层(4、5)，即，上部层(4)及位于其下面的光吸收层(5)，其中该上  全部
背景技术：
众所周知，太阳能收集器用于自太阳辐射产生能量。 太阳光谱可在大约5800K的温度下藉由所谓的“黑体”的光谱来广泛描述。然而，实 际上到达地球表面的光谱的特征为在大气中大量吸收，其中此处发生的强度损失取决于太 阳光线的入射角，换言之，取决于地球仪上的位置。因此引入的标准化指示系标准化的、所 谓的“空气质量系数AM”，其表示辐射通过大气的实际路径，作为辐射通过大气的最短可能 路径的比率，换言之，在垂直入射的状况下。空气质量系数AM＝1.5在此对应于中欧的太阳 光谱条件。 由于入射太阳光谱，在平板收集器的状况下，在正常操作期间通常达到高达100℃ 的温度。若该层是理想的“黑体”，则其将发射具有类似于入射光的分布的光谱，但该分布的 最大值在热辐射范围内。此意谓先前藉由吸收及加热获得的部分热能再次以热辐射的形式 损失。 一般而言，在辐射照射的物体的状况下，该辐射被分成反射、吸收及透射部分，其 由物体的反射率(reflectance/reflectivity)R、吸收率(absorptance/absorptivity)A及 透射率(transmittance/transmissivity)T判定。在辐射非透射基板的状况下，此处透射率 等于0，使得仅吸收及反射的总和是相关的，亦即，R A＝100％。 吸收及反射在250nm至2500nm的范围内的量化在本文中是基于standard  EN  410: 2011“建筑玻璃：对镶嵌玻璃的发光及太阳特性的判定(Glass  in  build ing： Determination  of  luminous  and  solar  characteristics  of  glazing)”，根据该标准， 可判定全反射率，在不存在透射的情况下，吸收率结果为1或100％的补充。在此状况下，为 了判定太阳能加权半球全反射率，根据ASTM  G173-03的太阳光谱AM  1.5用作入射辐射。 为了防止发射引起的热损失，前言中提及的类型的吸收器复合材料的应用要求在 太阳波长范围(300nm至2500nm，尤其是在360nm至1800nm的范围内)内具有最大吸收率，且 在热辐射范围(高于大约2500nm，尤其是高于3000nm)内具有最大反射率。 因此，熟习此项技术者将此理想选择性吸收器(然而，其本质上不会发生)视为如 下吸收器：举例而言，其吸收100％的低于2500nm(2.5μm)的特定跳跃波长的太阳光谱，且反 射100％的高于该波长的太阳光谱。因此，吸收率及因此热发射率将等于零。 因此，关于其质量评估的技术吸收器材料尤其藉由其吸收-反射特性近似于此理 想阶跃函数(ideal  step  function)的程度来量测。其被认为是更好的，在自太阳波长范围 4 CN 111587349 A 说　明　书 2/12 页 转变为热辐射范围时反射的增加愈陡峭，后一范围中存在的反射率位准愈高。 为了定量测定2500nm至19000nm(4000cm-1至526cm-1)的光谱范围内的热发射率， 必须遵守标准EN  12898  2001-4“建筑玻璃-对发射率的判定(Glass  in  building- Determination  of  the  emissivity)”中的规范。 EP  2  336  811  B1揭示一种类似于前言中提及的类型的复合材料，其中铝载体的 精制程序尤其由两种不同的制程组成，该两种方法皆可连续操作，特别是在湿化学制程中 生产由氧化铝组成的中间层(其总体上被称作阳极化且包含电解增亮及阳极氧化)，以及在 真空中应用光学有效的多层系统。此处，光学多层系统的层通常为介电层，其中使用氧化层 (诸如氧化铝或氧化钛)作为最顶层且使用二氧化硅作为中央层表示较佳的特殊状况。在此 复合材料的状况下，中间层的厚度不超过30nm，其中下部光吸收层施加于中间层正上方，且 中间层定位于载体正上方。 EP  1  217  394  A1揭示一种前言中提及的类型的复合材料，其包含由铝组成的载 体、定位于载体上的一侧上的中间层，及施加于中间层上的光学有效的多层系统。在此状况 下，中间层较佳地由形成自载体材料的经阳极氧化或经电解增亮且经阳极氧化的铝组成。 光学有效的多层系统由三层组成，其中上部两个层是介电及/或氧化层，且最底层是施加于 中间层上的金属层，该金属层没有透射且具有专门的反射效应。在此状况下，规定光学多层 系统的最顶层为介电层，较佳地为具有化学组成MeOa、MeFb、MeNc且折射率n<1.8的氧化、氟 化或氮化层，且光学多层系统的中央层是具有化学组成CrOz的铬氧化层，且光学多层系统 的最底层由金、银、铜、铬、铝及/或钼组成，其中系数a、b、c及z表示氧化物、氟化物或氮化物 中的化学计量或非化学计量比。特别地，由金、银、铜、铬、铝及/或钼组成的层可由复数个部 分层组成，且较佳厚度在至多500nm的范围内。此类型的一种复合材料(其中光学多层系统 的最底层形成自由上部铬层及下部铝层组成的双层)在本申请案的提交日可以商标名 商购。 EP  1  217  394  A1描述如下事实：在太阳能收集器的状况下，操作温度高达100℃ 的低温收集器与操作温度高于100℃的高温收集器之间存在区别，其中在用于提供制程热 量的所谓的塔式装置的状况下，吸收器温度可高达1200℃。 常常针对太阳能收集器指定的特性变量系所谓的平衡、静止或停滞温度，其应理 解为意谓材料与环境热平衡时的收集器的理论上可能的最大使用温度。若举例而言，太阳 能收集器在正常操作中运行，则传热介质在其中循环，且带走藉由吸收而被吸收的能量。此 处建立的操作温度可介于例如小于100℃直至120℃的范围内。然而，若停止使对收集器具 有冷却效应的传热介质通过，例如因为已达到所需的消费者温度而以所要方式，或因为传 热泵失效而以非所要的方式，则不再连续带走能量，且太阳能收集器的温度上升。在大约 1kW/m2的入射太阳能的状况下，如在晴天欧洲的特性，该温度可达到例如220℃至250℃的 值。在此状况下，部分液体冷却剂保留在管线中。 必须针对此停滞温度设计每一收集器，因为举例而言，在高于操作温度的此等温 度范围内，所使用的传热液体(诸如水-乙二醇混合物)另外存在风险，且对于收集器的基板 及涂层，分解、部分蒸发、除气、非所要的压力增加，但收集器组件的效能至少相对短期降 低。因此，停滞温度决定了用于吸收器的材料必须承受何种热要求，此会导致高材料成本。 因此，存在降低太阳能收集器的停滞温度的技术需要。 5 CN 111587349 A 说　明　书 3/12 页 为了实现此，WO  2012/069718  A1提供一种多层材料，其包含具有可变表面形态的 层，该层根据温度可逆地变化，在温度低于临限值温度的情况下，该层的表面粗糙度参数大 于第一粗糙度值，且在温度高于临限值温度的情况下，表面粗糙度参数小于第二粗糙度值， 其中第二粗糙度值小于第一粗糙度值，且其中用吸收层涂布具有可变表面形态的层。使用 此多层材料可实现：停滞温度不会升高到180℃以上，这是因为低于及高于临限值温度的不 同粗糙度亦与不同的吸收行为相关联。然而，已证明，生产具有可变表面形态的此类层在工 业规模上是复杂的。 US  9,671,137  B2描述此方面的替代技术解决方案。此处，在复合材料中亦利用低 于及高于临限值温度的不同行为，但此行为是由选择性层中的热致变色作用的钒氧化物的 特定组合引起。在此氧化物组合的状况下，在低于6μm至10μm的波长范围内的临限值温度的 情况下，具有大于85％的高透射率，且在高于临限值温度的情况下，具有在20％与50％之间 的范围内的低透射率。此处，相较于常规使用的具有式VO2的氧化钒，高于临限值温度实现 较低反射率，且因此实现较高发射，其具有降低停滞温度的效应。
技术实现要素：
本发明的目的在于，提供一种前言所述类型的复合材料，在相对极少技术支出的 情况下，其特别适用于操作温度在低温范围内的吸收器，尤其在避免使用温度决定的性质 突然变化的层组分时。 根据本发明，此系藉助于以下事实实现：在光学性质方面选择中间层及光学有效 的多层系统，且对这些层设定尺寸使得假定太阳吸收率为至少92％，不超过20％至35％的 在1500nm至5000nm的波长范围内的太阳辐射被反射，且25％至90％的在5000nm至10000nm 的波长范围内的太阳辐射被反射，其中在该整个波长范围中的5000nm至10000nm的该波长 范围内，该复合材料的波长相关反射率随着该波长连续升高。 在本发明的一个较佳具体实例中，规定在光学性质方面，尤其是在这些层的折射 及消光方面选择该中间层及该光学有效的多层系统，且对这些层设定尺寸使得至少30％， 较佳地至少40％的在大于/等于5200nm的波长范围内的入射辐射被反射，且至少55％，较佳 地至少60％的在大于/等于6500nm的波长范围内的入射辐射被反射。 本发明突破了此项技术中常规的思维方式，即，吸收器复合材料的吸收-反射特性 越与仅和特定的操作温度相关的“黑体”的理想阶跃函数近似，其质量越好，其中，考虑了收 集器达到静止之后出现的热力学。 根据本发明的方法是基于如下事实：“黑体”的发射最大值随温度而变化，尤其是 在自操作温度转变为停滞温度时，且在考虑操作温度及停滞温度两者的情况下设计波长相 关吸收-反射特性。 就此而言，作为实例，“黑体”在80℃的温度下的发射最大值(其可描述低温范围内 的惯用操作温度)处于大约8200nm的波长，而在200℃的温度下的该最大值(其构成此类型 的公知吸收器材料的惯用停滞温度)仅处于6124nm。虽然惯用吸收器材料在此波长下的反 射率值大于90％，但根据本发明，反射率在此波长下明显更低，例如，总计大约仅为前述值 的一半。此意谓在此温度下的热发射非常高，结果为在相对低温下，已经建立了在带走有用 热量中断时太阳能吸收与发射之间的平衡。 6 CN 111587349 A 说　明　书 4/12 页 根据本发明，此可有利地导致平板收集器的停滞温度降低40K或更多，在收集器的 传热液体、基板及涂层方面，其明显最小化了分解、蒸发、除气、非所要的压力增大、收集器 组件的效能降低等等的风险，换言之，对于与如前言中提及的高静止温度相关联的所有不 利现象提供补救措施。在此状况下，可有利地省去使用基于温度决定的性质突然变化的材 料。 在此状况下，根据本发明的光学多层系统有利地能够以技术证明的方式应用。就 此而言，光学多层系统的至少两个介电及/或氧化层、金属层及/或中间层可为溅镀层，尤其 是藉由反应性溅镀产生的层、CVD或PECVD层或藉由蒸镀，尤其是藉由电子轰击或自热源产 生的层，使得其为宜以连续方法在真空下施加的层。载体上的中间层亦可为如下层：其由氧 化铝组成，且可较佳地由经阳极氧化或经电解增亮且经阳极氧化的载体材料形成。 在此状况下，光吸收层可含有钛铝混合氧化物及/或钛铝混合氮化物及/或具有化 学组成TiAlqOxNy的钛铝混合氮氧化物，其中系数q、x及y分别表示化学计量或非化学计量 比。 有利地，亦可提供光学多层系统的光吸收层，其含有具有化学组成CrOz的铬氧化 物及/或具有化学组成CrNv的铬氮化物及/或铬碳化物CrCp及/或具有化学组成CrOzNv的铬 氮氧化物及/或铬碳氧化物CrOzCp及/或铬碳氮氧化物CrOzCpNv，其中系数z、v及p分别表示化 学计量或非化学计量比。 上部层可较佳地为具有化学组成SiOw的硅氧化层，其中系数w再次表示氧化组合 物中的化学计量或非化学计量比。此层具有抗反射效应且具有高透射率，因此导致在光吸 收层中可吸收的太阳范围内的辐射值的比例增加。 上述方法有利地使得不仅可将层的化学组成设定为关于系数p、q、v、w、x、y及z的 特定的离散值，而且使化学计量或非化学计量比在一定范围内流畅地(flieβend)变化。在 本文中，化学计量或非化学计量比p、q、v、w、x、y、z可介于0