1. 导读
近年来，聚光太阳能热发电技术（CSP）在太阳能利用领域引起了广泛关注。太阳能吸收器是CSP系统的关键组件，要求其具有高太阳光吸收率、低红外发射率、循环稳定性和良好的耐候性。钙钛矿氧化物La0.5Sr0.5CoO3-δ（LSC5）具有良好的热稳定性以及低红外热辐射特性（ε=0.21），然而其本征较低的太阳光吸收率（α=0.63）限制了其在CSP系统当中的进一步应用。前期的工作已经证明，仅通过元素掺杂虽能有效提高其太阳光吸收率，但其红外发射率也会随之提高，因此急需探索能够在维持甚至降低LSC5本征红外发射率的同时提高其太阳光吸收率的方法
2. 文章总结
为了制备具有高选择吸收性的太阳能吸收器，南京工业大学陆春华教授、房正刚副教授团队采用模压成型技术制备了具有梯度多层结构的表面织构La0.5Sr0.5Co1-2xFexNixO3-δ（x = 0，0.15，0.25，0.33）陶瓷（LSCFNx-C），通过在材料表面构筑陷光结构增加光反射次数，结构顶部和底部的LSC5可以降低太阳能吸收器的整体红外发射率。该陶瓷结合了LSC5的低红外辐射特性以及La0.5Sr0.5Co1-2xFexNixO3-δ的高太阳光吸收性能，在11.5 W/cm²、11.4 W/cm²和11.1 W/cm²的聚焦太阳辐射强度下，LSCFNx-C的平均平衡温度可达876 ℃，表现出优异的光热转换性能以及良好的循环稳定性。
图1 模压成型技术原理及不同太阳能吸收器的(a)紫外-可见-近红外反射光谱和(b)红外反射光谱。
3. 创新点
1. 通过模压成型的方法将红外低发射材料LSC5和太阳光高吸收材料La0.5Sr0.5Co1-2xFexNixO3-δ（x = 0.15，0.25，0.33）结合，达到了高太阳光吸收率低红外发射率兼容的目的。
2.通过在表面构筑陷光结构，增加太阳光的反射次数，提高了光热转换性能。
3.梯度多层结构的表面织构陶瓷LSCFNx-C具有高温空气氛稳定性和耐酸性。
4.数据概览
图2 Comsol结构仿真设计。
图3 模压成型技术流程。
图4 不同太阳能吸收器的外观、SEM、EDS图像。
图5 真实环境光热转换测试及红外热成像。
图6 多轮热循环测试后样品的光谱。
图7 酸蚀不同时间后样品的光谱。
