一種用于微型溫差電池熱能收集的吸光材料層及其制造方法技術

本發明專利技術涉及一種用于微型溫差電池熱能收集的吸光材料層及其制造方法；吸光材料層是制備在導電基體材料表面的具有吸光特性的鎳基三元合金，鎳基三元合金的厚度在1微米?500微米的范圍，呈黑色，結構較疏松。導電基體材料的厚度在0.1毫米?2毫米的范圍。電鍍溶液為水溶液，其中添加有含鎳離子的鹽，含硫離子的鹽，導電鹽、絡合劑、pH緩沖劑。吸光材料層放置于微型溫差電池的熱端。處于太陽光照射下的吸光材料層，可將照射到其上的太陽光直接轉變為熱量傳遞給微型溫差電池熱端，提高微型溫差電池熱端的溫度，有利于在微型溫差電池的熱端和冷端之間建立起更大的溫差，提高微型溫差電池的輸出功率。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及溫差電池
，特別涉及一種用于微型溫差電池熱能收集的吸光材料層及其制造方法。
技術介紹
溫差電池是一種物理電源，通過其中p型及n型熱電材料的電串聯，在溫差電池的熱端和冷端存在溫差的條件下，對外輸出電能。溫差電池的熱端和冷端之間的溫差越大，電池對外輸出的功率也越大。為在溫差電池的熱端和冷端之間建立起盡可能大的溫差，通常在溫差電池的冷端設置散熱片。如果能提高溫差電池熱端的溫度，在溫差電池的熱端和冷端之間將建立起更大的溫差，更加有利于提高溫差電池的輸出功率。本專利技術提出了一種用于微型溫差電池熱能收集的吸光材料層及其制造方法。采用電鍍的方法制造吸光材料層。吸光材料層放置于微型溫差電池的熱端。吸光材料層可將吸收的太陽光直接轉變為熱量傳遞給微型溫差電池熱端，有利于在微型溫差電池的熱端和冷端之間建立起更大的溫差，提高微型溫差電池的輸出功率。
技術實現思路
本專利技術提出了一種用于微型溫差電池熱能收集的吸光材料層及其制造方法。吸光材料層是制備在導電基體材料表面的具有吸光特性的鎳基三元合金，包括Ni‐S‐Mo合金，Ni‐S‐Co合金，Ni‐S‐Fe合金,Ni‐S‐P合金和Ni‐S‐Zn合金。采用電鍍的方法在導電基體材料表面制造吸光材料層。鎳基三元合金的厚度在1微米‐500微米的范圍，呈黑色，結構較疏松。導電基體材料的厚度在0.1毫米‐2毫米的范圍。電鍍溶液為水溶液，其中添加有含鎳離子的鹽，含硫離子的鹽，導電鹽、絡合劑、pH緩沖劑。此外，電鍍Ni‐S‐Mo合金的溶液中還添加有含鉬離子的鹽，電鍍Ni‐S‐Co合金的溶液中還添加有含鈷離子的鹽，電鍍Ni‐S‐Fe合金的溶液中還添加有含鐵離子的鹽，電鍍Ni‐S‐P合金的溶液中還添加有含磷離子的鹽，電鍍Ni‐S‐Zn合金的溶液中還添加有含鋅離子的鹽。電鍍吸光材料層的方法包括以下步驟：1)配制電鍍溶液。電鍍溶液為水溶液。將含相關離子的鹽加入蒸餾水中，攪拌使其溶解。加入導電鹽、絡合劑、pH緩沖劑。將配好的溶液放入鍍槽中。2)將鍍槽中的鍍液溫度調整至適合電鍍吸光材料的20‐60℃的溫度范圍。3)將鍍槽中鍍液的pH值調整至適合電鍍吸光材料的3‐6的范圍。4)將電鍍陽極放入鍍液，并連接到電鍍電源的正極。5)將用于制造吸光材料層的導電基體材料與電鍍電源的負極連接，控制電鍍的電流密度在3‐30mA/cm2范圍，帶電入槽進行電鍍。6)當導電基體材料表面的電鍍鎳基三元合金的厚度達到預定厚度后，將其取出鍍槽，清洗、吹干。用于電鍍吸光材料層的鍍液中添加的含鎳離子的鹽可以是硫酸鎳、氯化鎳、氨基磺酸鎳和硫酸鎳銨中的一種或者兩種以上。鍍液中含鎳離子的鹽的濃度在10‐60g/L的范圍。用于電鍍吸光材料層的鍍液中添加的含硫離子的鹽可以是硫氰酸鈉、硫氰酸鉀和硫氰酸銨中的一種或者兩種以上。鍍液中含硫離子的鹽的濃度在10‐50g/L的范圍。用于電鍍吸光材料層的鍍液中添加的絡合劑可以是酒石酸、酒石酸鉀鈉、檸檬酸、檸檬酸銨、EDTA。鍍液中絡合劑的濃度在10‐100g/L的范圍。用于電鍍吸光材料層的鍍液中添加的導電鹽可以是氯化鈉、氯化鉀、硫酸鈉、硫酸鉀。鍍液中導電鹽的濃度在10‐30g/L的范圍.用于電鍍吸光材料層的鍍液中添加的pH緩沖劑可以是硼酸，也可以是HAc和NaAc。鍍液中pH緩沖劑的濃度在10‐40g/L的范圍。電鍍Ni‐S‐Mo合金的溶液中添加的含鉬離子的鹽可以是鉬酸銨、鉬酸鈉、鉬酸鉀。鍍液中含鉬離子的鹽的濃度在10‐60g/L的范圍。電鍍Ni‐S‐Zn合金的溶液中添加的含鋅離子的鹽可以是氯化鋅、硫酸鋅。鍍液中含鋅離子的鹽的濃度在10‐60g/L的范圍。電鍍Ni‐S‐Co合金的溶液中添加的含鈷離子的鹽可以是硫酸鈷、氯化鈷、氨基磺酸鈷。鍍液中含鈷離子的鹽的濃度在10‐60g/L的范圍。電鍍Ni‐S‐Fe合金的溶液中添加的含鐵離子的鹽可以是硫酸鐵。鍍液中含鐵離子的鹽的濃度在10‐60g/L的范圍。電鍍Ni‐S‐P合金的溶液中添加的含磷離子的鹽可以是次磷酸鈉、次磷酸鉀、磷酸鈉、磷酸鉀。鍍液中含磷離子的鹽的濃度在10‐50g/L的范圍。用于電鍍鎳基三元合金的導電基體材料可以是金屬銅及銅合金、金屬鎳及鎳合金、不銹鋼。本專利技術提出了一種用于微型溫差電池熱能收集的吸光材料層及其制造方法。吸光材料層放置于微型溫差電池的熱端。處于太陽光照射下的吸光材料層，可將照射到其上的太陽光直接轉變為熱量傳遞給微型溫差電池熱端，提高微型溫差電池熱端的溫度，有利于在微型溫差電池的熱端和冷端之間建立起更大的溫差，提高微型溫差電池的輸出功率。具體實施方式實施例一：以0.1mm厚度的銅片為導電基體材料，在其表面電鍍Ni‐S‐Mo合金，制造用于微型溫差電池熱能收集的吸光材料層材料將硫酸鎳(30g/L)、硫氰酸鈉(30g/L)、鉬酸銨(20g/L)、酒石酸鉀鈉(80g/L)、硼酸(30g/L)、硫酸鈉(20g/L)加入蒸餾水中并使其溶解，控制鍍液pH值為3，溫度60℃，電鍍的電流密度在3mA/cm2，電鍍1小時后取出，在導電銅片表面制造出黑色的Ni‐S‐Mo吸光材料層材料。將其置于微型溫差電池的熱端，太陽光照射下可提高微型溫差電池的輸出功率超過50％。其中的鉬酸銨也可以用鉬酸鈉或者鉬酸鉀替換。實施例二：以3mm厚度的鎳片為導電基體材料，在其表面電鍍Ni‐S‐P合金，制造用于微型溫差電池熱能收集的吸光材料層材料將氯化鎳(60g/L)、硫氰酸鉀(50g/L)、次磷酸鈉(30g/L)、檸檬酸(100g/L)、HAc(40g/L)、NaAc(40g/L)、氯化鈉(10g/L)加入蒸餾水中并使其溶解。控制鍍液pH值為5，溫度20℃，電鍍的電流密度在30mA/cm2，電鍍3小時后取出，在導電銅片表面制造出黑色的Ni‐S‐P吸光材料層材料。將其置于微型溫差電池的熱端，太陽光照射下可提高微型溫差電池的輸出功率超過60％。其中的次磷酸鈉也可以用次磷酸鉀替換。實施例三：以1mm厚度的銀片為導電基體材料，在其表面電鍍Ni‐S‐Co合金，制造用于微型溫差電池熱能收集的吸光材料層材料。將氨基磺酸鎳(40g/L)、硫氰酸銨(10g/L)、氨基磺酸鈷(50g/L)、氯化鉀(30g/L)、硼酸(40g/L)加入蒸餾水中并使其溶解。控制鍍液pH值為4，溫度40℃，電鍍的電流密度在20mA/cm2，電鍍2小時后取出，在導電銅片表面制造出黑色的Ni‐S‐Co吸光材料層材料。將其置于微型溫差電池的熱端，太陽光照射下可提高微型溫差電池的輸出功率超過60％。其中的氨基磺酸鎳也可以用硫酸鎳替換。其中的氨基磺酸鈷也可以用硫酸鈷替換。實施例四：以2mm厚度的銅合金片為導電基體材料，在其表面電鍍Ni‐S‐Zn合金，制造用于微型溫差電池熱能收集的吸光材料層材料將硫酸鎳銨(10g/L)、硫氰酸銨(10g/L)、硫酸鋅(60g/L)、EDTA(80g/L)、硫酸鈉(30g/L)、硼酸(10g/L)加入蒸餾水中并使其溶解。控制鍍液pH值為4，溫度50℃，電鍍的電流密度在10mA/cm2，電鍍3小時后取出，在導電銅片表面制造出黑色的Ni‐S‐Zn吸光材料層材料。將其置于微型溫差電池的熱端，太陽光照射下可提高微型溫差電池本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于微型溫差電池熱能收集的吸光材料層；其特征是在導電基體材料表面設置有吸光特性的鎳基三元合金層，鎳基三元合金的厚度在1微米?500微米。

【技術特征摘要】
1.一種用于微型溫差電池熱能收集的吸光材料層；其特征是在導電基體材料表面設置有吸光特性的鎳基三元合金層，鎳基三元合金的厚度在1微米-500微米。2.如權利要求1所述的材料層，其特征是所述的鎳基三元合金包括Ni-S-Mo合金，Ni-S-Co合金，Ni-S-Fe合金,Ni-S-P合金或Ni-S-Zn合金。3.權利要求1的用于微型溫差電池熱能收集的吸光材料層的制備方法，其特征是步驟如下：1)配制電鍍溶液：電鍍溶液為水溶液，將含相關離子的鹽加入蒸餾水中，攪拌溶解；加入導電鹽、絡合劑、pH緩沖劑，將配好的溶液放入鍍槽中；2)將鍍槽中的鍍液溫度調整至20-60℃；3)將鍍槽中鍍液的pH值調整至3-6；4)將電鍍陽極放入鍍液，并連接到電鍍電源的正極；5)將用于制造吸光材料層的導電基體材料與電鍍電源的負極連接，控制電鍍的電流密度在3-30mA/cm2，帶電入槽進行電鍍；。6)當導電基體材料表面的電鍍鎳基三元合金的厚度達到預定厚度后，將其取出鍍槽，清洗、吹干。4.如權利要求3所述的方法，其特征是絡合劑是酒石酸、酒石酸鉀鈉、檸檬酸、檸檬酸銨或EDTA；鍍液中絡合劑的濃度在10-100g/L的范圍。5.如權利要求3所述的方法，其特征是導電鹽是氯化鈉、氯化鉀、硫酸鈉或硫酸鉀；鍍液中導電鹽的濃度在10...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王為，易云，
申請(專利權)人：天津大學，
類型：發明
國別省市：天津;12