尖晶石 Cu-Mn-Cr 氧化物纳米颗粒着色的太阳能选择性涂层在 750 摄氏度保持 >94% 效率
应用物理
2023-01-04 v1 材料科学
摘要
高温聚光太阳能发电（CSP）系统能够将太阳能作为热量收集并存储，以实现经济高效的可调度太阳能电力。太阳能选择性涂层是通过最大化太阳吸收比和最小化热发射损失来提升其效率的关键部件。然而，在 >750 摄氏度下长期运行保持 >90% 的高太阳能-热转换效率仍是一项重大挑战。在此，我们报道了在 Inconel 管段上喷涂的尖晶石 Cu-Mn-Cr 氧化物纳米颗粒着色的太阳能选择性涂层，在空气中进行 60 个模拟昼夜热循环（每个循环包含 12 小时 750 摄氏度/800 摄氏度和 12 小时冷却至 25 摄氏度）后，于 1000 倍太阳聚光下在 750 摄氏度保持 >94% 效率、在 800 摄氏度保持 >92.5% 效率。该太阳光谱选择性源于非化学计量尖晶石 Cu-Mn-Cr 氧化物纳米颗粒的带间和 d-d 跃迁，通过平衡 Cu2+ 和 Mn3+ 在四面体位与八面体位上的晶格占位反转实现。这一特性在纳米颗粒体积分数和涂层厚度上提供了较大的制备容差，有助于低成本、可扩展喷涂的高效太阳能选择性吸收体用于高温 CSP 系统。
引用
@article{arxiv.2301.01265,
title = {Spinel Cu-Mn-Cr Oxide Nanoparticle-Pigmented Solar Selective Coatings Maintaining >94% Efficiency at 750 degrees C},
author = {Can Xu and Xiaoxin Wang and Jifeng Liu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2301.01265},
year = {2023}
}
备注
This is the orginal version of our paper later published in ACS Applied Materials and Interfaces. Some revisions are made in the final version, which is provided in the DOI and journal reference info