【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于热光伏电池，具体涉及一种高熔点金属掺杂稀土氧化物的复合型选择性发射体及其制备方法。
技术介绍
1、热光伏电池是通过矿物燃烧、同位素反应等产生的能量加热发射体材料，被加热的发射体产生红外光，红外光经过选择性滤光器；选择性滤光器反射能量小于热光伏电池禁带宽度的光，这部分反射光可用于给发射体加热，而能量大于热光伏电池禁带宽度的光，则可以透过选择性滤光器，热光伏电池吸收透过的红外光，并将其转化为电能。因此，热光伏电池具有不依赖太阳光，不受昼夜、季节或天气影响，可提供稳定电能的特点；它不仅与热机发电一样具有高效率，还具有静音、携带轻便、无机械结构、构造简单、不宜发生故障，单位体积或单位重量的发电功率比高等优点，在深空探测、军事国防、极地探测、生物医疗、电子工业及新能源等领域均有广阔的应用前景。
2、热光伏电池主要由发射体、选择性滤光器、热光伏电池组成。其中发射体的发光性能取决于发射体材料的种类及其表面结构，它在很大程度上决定热光伏发电系统的效率。热辐射发射体作为热光伏发电系统的主要组成部件，是将热源发出的能量转换成热辐射能，并提供给半导体转换器的装置，为提高热光伏发电系统效率，在目前的技术水平下，最重要的是提高能用来发电的那部分辐射能量占总辐射能量的比例。热辐射体主要分为宽带辐射体(又称黑体辐射体)和选择性辐射体；由于选择性辐射体在高温加热情况下的辐射光谱非常窄并且具有单色性，其辐射率随波长具有可变性，可结合较大禁带宽度的转换器使用等特点，再加之辐射体的发光性能取决于发射体表面材料的种类及其厚度，它在很大程度上决
3、现有选择性发射体制备技术中主要有两种工艺方法，其制备工艺及存在问题如下：
4、(1)金属光子晶体型选择性发射体
5、主要采用刻蚀技术在高熔点金属钨表面制备出不同折射率的介质，周期性排列而成的人工微结构，该种结构通常为尺寸小于1微米的周期整列微结构，其制备工艺存在制备成本高、工艺流程繁琐、工艺控制难度大及难以实现大幅面制造等问题。
6、(2)稀土陶瓷型选择性发射体
7、主要利用氧化铒等稀土材料在受热条件下本征发射光谱具有选择性的特性，其发射峰在2000nm范围内，对电池有良好的转化效率，利用稀土材料这一选择性发射特性，采用烧结技术制备稀土陶瓷选择性发射体。该技术方案中由于陶瓷的抗热震性能较差，当发射体受热升温过快或者发射体受热温度不均匀，易导致发射体碎裂，导致其实用性受到局限。
技术实现思路
1、为了解决所述现有技术的不足，本专利技术提供了一种高熔点金属掺杂稀土氧化物的复合型选择性发射体。
2、本专利技术所要达到的技术效果通过以下技术方案来实现：
3、本专利技术中高熔点金属掺杂稀土氧化物的复合型选择性发射体，利用高熔点金属和稀土氧化物经混合、干燥、放电等离子烧结而成；其中，所述高熔点金属与所述稀土氧化物的质量比为(1-3)：(1-3)。
4、进一步地，所述高熔点金属为金属钨或金属钽。
5、进一步地，所述稀土氧化物为氧化铒。
6、进一步地，所述高熔点金属的粒径为1μm-10μm；所述稀土氧化物的粒径为50nm-1μm。
7、本专利技术中高熔点金属掺杂稀土氧化物的复合型选择性发射体的制备方法，包括以下步骤，
8、混合：分别称取高熔点金属和稀土氧化物，混合、球磨；
9、干燥：对球磨混合后的混合物进行干燥；
10、烧结：利用放电等离子烧结技术，对干燥后的混合物进行烧结，得到复合型选择性发射体样品。
11、进一步地，所述混合步骤中，球磨的介质为无水乙醇，球磨的时间为3h-20h。
12、进一步地，所述干燥步骤中，干燥的温度为50℃-120℃，干燥的时间为10h-30h。
13、进一步地，所述烧结步骤中，烧结温度为1100℃-2000℃，烧结压力为50mpa-100mpa。
14、进一步地，所述烧结步骤中，升温速率为50℃/min-400℃/min，保温时间为5min-30min。
15、进一步地，本专利技术中高熔点金属掺杂稀土氧化物的复合型选择性发射体的制备方法，还包括以下步骤，
16、后处理：对复合型选择性发射体样品进行打磨、喷砂处理，得到复合型选择性发射体。
17、综上所述，本专利技术至少具有以下有益之处：
18、1、本专利技术中高熔点金属掺杂稀土氧化物的复合型选择性发射体，以耐高温及具有高温韧性的高熔点金属为骨架结构，具有优异的抗热震性能，而且利用稀土氧化物的选择性发射特性，实现选择性发射，辐射性能良好。
19、2、本专利技术中高熔点金属掺杂稀土氧化物的复合型选择性发射体的制备方法，工艺流程短、工艺操作简单、成本低廉。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种高熔点金属掺杂稀土氧化物的复合型选择性发射体，其特征在于，利用高熔点金属和稀土氧化物经混合、干燥、放电等离子烧结而成；其中，
2.根据权利要求1所述的高熔点金属掺杂稀土氧化物的复合型选择性发射体，其特征在于，所述高熔点金属为金属钨或金属钽。
3.根据权利要求1所述的高熔点金属掺杂稀土氧化物的复合型选择性发射体，其特征在于，所述稀土氧化物为氧化铒。
4.根据权利要求1所述的高熔点金属掺杂稀土氧化物的复合型选择性发射体，其特征在于，所述高熔点金属的粒径为1μm-10μm；所述稀土氧化物的粒径为50nm-1μm。
5.权利要求1-4之一所述一种高熔点金属掺杂稀土氧化物的复合型选择性发射体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤，
6.根据权利要求5所述的高熔点金属掺杂稀土氧化物的复合型选择性发射体的制备方法，其特征在于，所述混合步骤中，球磨的介质为无水乙醇，球磨的时间为3h-20h。
7.根据权利要求5所述的高熔点金属掺杂稀土氧化物的复合型选择性发射体的制备方法，其特征在于，所述干燥步骤中，干燥的温度为50℃-
8.根据权利要求5所述的高熔点金属掺杂稀土氧化物的复合型选择性发射体的制备方法，其特征在于，所述烧结步骤中，烧结温度为1100℃-2000℃，烧结压力为50MPa-100MPa。
9.根据权利要求5所述的高熔点金属掺杂稀土氧化物的复合型选择性发射体的制备方法，其特征在于，所述烧结步骤中，升温速率为50℃/min-400℃/min，保温时间为5min-30min。
10.根据权利要求5所述的高熔点金属掺杂稀土氧化物的复合型选择性发射体的制备方法，其特征在于，还包括以下步骤，
...【技术特征摘要】
1.一种高熔点金属掺杂稀土氧化物的复合型选择性发射体，其特征在于，利用高熔点金属和稀土氧化物经混合、干燥、放电等离子烧结而成；其中，
2.根据权利要求1所述的高熔点金属掺杂稀土氧化物的复合型选择性发射体，其特征在于，所述高熔点金属为金属钨或金属钽。
3.根据权利要求1所述的高熔点金属掺杂稀土氧化物的复合型选择性发射体，其特征在于，所述稀土氧化物为氧化铒。
4.根据权利要求1所述的高熔点金属掺杂稀土氧化物的复合型选择性发射体，其特征在于，所述高熔点金属的粒径为1μm-10μm；所述稀土氧化物的粒径为50nm-1μm。
5.权利要求1-4之一所述一种高熔点金属掺杂稀土氧化物的复合型选择性发射体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤，
6.根据权利要求5所述的高熔点金属掺杂稀土氧化物的复合型选择性发射体的制备方法...
【专利技术属性】
技术研发人员：张政，林文雄，许文涛，林紫雄，翁文，
申请(专利权)人：先进能源科学与技术广东省实验室，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。