Passive Mechanismen in der Solarenergie - Thermische Solarenergie: Grundlagen, Technologie, Anwendungen - page 256

Abb. 4.99 Schema-
tischer Aufbau von
Cermet-Schichten für
Absorberanwendungen
Zu den am meisten hergestellten Absorberschichten gehören Cermet-Absorber, da mit
ihnen sehr hohe Selektivitäten bei etwas geringeren Fabrikationskosten erreicht werden
können. Diese Multilayer-Absober sind die in der Literatur am häufigsten behandelten
Absorbertypen. Die Abb. 4.99 zeigt den prinzipiellen Aufbau und ihre prinzipielle Funk-
tionsweise.
Die oberste Schicht bildet eine Antireflexionsschicht. Darunter befindet sich die Cer-
metschicht, die einen hohen optischen Brechungsindex aufweist und eine hohe frontsei-
tige Oberflächenreflexion verursacht. Mit zunehmender Wellenlänge im infraroten Be-
reich erhöht sich die Transparenz der Cermetschicht. Eine optimale spektrale Selektivität
für die solare Einstahlung ergibt sich, wenn der Metallgehalt der Cermetschicht konti-
nuierlich von der Antireflexionsschicht bis zu dem unter einer Haftschicht befindlichen
metallischem Infrarotreflektor zunimmt. Die Dicke des Haftvermittlers sollte so gering
als möglich ausfallen. Unter dem IR-Reflektor befindet sich das Metallsubstrat, in dem
die Wärmeabfuhr mit dem jeweiligen Wärmetransferfluid erfolgt. Bei Hochtemperatur-
anwendungen ( T > 400 °C) wird oft eine Migrationsbarriereschicht erforderlich, die zum
einen die Diffusion des Substratmaterials in den IR Reflektor und damit eine Verschlech-
terung seiner Eigenschaften verhindert und zum anderen ein Fügen (mittels Löten oder
Schweißen) des selektiven Absorbers auf das Substratmaterial ermöglicht.
Die unterschiedliche Leistungsfähigkeit der einzelnen selektiven Absorberschichten,
das dabei verwendete Material, deren spezifischen Herstellungsprozesse, Ursprung und
Produktionsverfahren können der Tab. 4.19 entnommen werden. Bei den Herstelleranga-
ben ist immer darauf zu achten, dass die Angaben für die Absorption und die Emission
für einen spezifizierten Standardfall, zumeist bei einer Temperatur von 100 °C angegeben
werden. Bei konzentrierenden Systemen mit hohen Konzentrationsverhältnissen können
die erzielbaren Werte bei höheren Absorbertemperaturen erheblich über denen des ge-
normten Standardfalls mit 100 °C liegen. Dies trifft vor allem auf Systeme zu, in denen
sich der Absorber im Vakuum befindet. Auch wenn sich die Absorberschicht an der Um-
gebungsluft befindet, können sich durch Feuchte und Oxidationsprozesse im Laufe der
Lebensdauer erhebliche Veränderungen vollziehen, die auf die Absorptions- und Emis-
sionseigenschaften einen wesentlichen Einfluss nehmen können.