来得的气体，维持真空夹层的真空度。 同时，吸气膜的大小和有无，还可以检 验真空管还有无真空度。 6 吸气剂 存放吸气剂的圆形舟，保护吸 气剂，使其在烤消以前不受影响。
真空管的基本知识
各部分的功能： 7 真空夹层 通过其内部尽可能少的气体
分子，来尽可能的降低真空管因气体对 流而造成的热量损失。
当前利用状况：
太阳光的利用主要分为：直接利用和间 接利用。
平板式太阳集热器和真空管式太阳集热 器是应用最广的太阳能光-热转换装置。
全玻璃真空管太阳集热器具有集热性能 好、热损失少、可靠性强、寿命长与成 本低等优点。
太阳能的基本知识
太阳能的资源：
太阳不停顿地向四周空间放射出巨大的 能量，平均每秒钟即达3.865×1026J，相 当于每秒钟烧掉1.32×1016吨标准煤所释 放出来的能量。到达地球的能量仅占22 亿分之一，约合1.765×1017J，折合标准 煤6×106吨 ，每30分钟到达地球的能量 约合全世界一年的能耗总和。
R e fle cta n ce
100 oC
(1.1 kW/m 2)
0
0.0
0.1
1
10
50
波W长av（elenugmth ）(祄)
太阳能的基本知识
太阳光经过臭氧层后，紫外线部分被吸收， 所占能量数减少；
太阳光的主要能量集中在可见光和近红外线 范围内，即300nm~3000nm之间，其中 340nm~2500nm之间的光波具有的能量占 了0.95；
太阳能的基本知识
太阳的寿命：
根据爱因斯坦相对论，通过热核反应，质量可转化为能量，其公 式为
E=mc2 E为能量， m是质量， c是光速。 由上式可以推知，1克质量可转化成9×1013J的能量。相当于
1.2857×104吨标准煤。
按目前消耗的速率计算，还足以维持 6×1010（60亿）年。
6
7
真空管就象一支拉长了的热水瓶胆。 1. 内玻璃管 2. 选择性吸收涂层 3. 外玻璃管 4. 卡子 5. 吸气膜 6. 吸气剂 7. 真空夹层
真空管的基本知识
各部分的功能： 1 内玻璃管 与外玻璃管构成真空夹层，
其内壁容纳用来导热的物质（以水为 主），外壁上附着选择性吸收涂层，并 将选择性吸收涂层所吸收的热量传递到 导热物质。
真空管的基本知识
材料 1、主体材料：硼硅3.3玻璃（又称玻璃王、高
硼硅玻璃） 2、卡子及吸气剂环的材料：不锈钢 3、吸气膜材料（成分）：钡 4、选择性吸收涂层材料： 1）高效管：铝和氮化铝的复合材料 2）高寒管：铜、铝和氮化铝的复合材料 3）高温特效管：铜、氮化铝、不锈钢 5、吸气剂成分（吸气膜形成以前）：钡、铝、
真空管的基本知识
真空的认识：
真正的“真空”是不存在。在月球上，环境压 强也不是零，实际为1×10-11Pa，即每立方厘 米中仍有N=7.2×1016P/T个气体分子真空是 相对的。
一般情况下，真空程度划分为
低真空 105~102 中真空 102~10-1 高真空 10-1~10-5） 超高真空 ＜10-5 注 ： 1 标 准 大 气 压 =760 毫 米 Hg=760 托
11 13.3
20
30 34.8
6.2 35.5 19.4
8.6
6.8 15.1 37.5
37
22 48.9
出气量[毫米3（标准状态）]
50
40
钠钙玻璃
30
Hale Waihona Puke 硼硅玻璃2010
0
铅玻璃
0 100 200 300 400 500 600 700
温度（摄氏度） 几种玻璃出气量随温度的变化
排气工艺规定
1、保温温度：高温特效管：430℃，高 效管、高寒管：400℃
闷晒：一定光照强度下，密封的真空管内装满 水，在单位时间内升高的温度来测量。
热损：在一定环境温度下（25℃），无风、无 太阳光，热水（90℃左右）在单位时间内下降 的温度。
太阳能的基本知识
主要内容：
当前利用状况 太阳能的资源 太阳的寿命 太阳光特征 太阳光的能量分布 总结
太阳能的基本知识
太阳常数1353W/m2。
太阳光的利用
太阳能的利用中，不仅要将尽可能多的太阳光转化为 热量，还应该将热量尽可能多的保留下来而不散失掉。 对于多数非高温物质来说，其热量的辐射散失主要为 红外线，波长范围在10微米左右。
所以，我们在制作高效的太阳能涂层时，应该对太阳 光能量集中段即0.3~3.0微米范围内的太阳光充分吸 收，而对于10.0微米的红外线进行高的反射，实现保 温的效果。高效的太阳能涂层被称作选择性吸收涂层。
分解说明（二）
① 将两端参差不齐的毛管一端 切齐、燎口；（切口机） ② 按要求尺寸将一端切齐口的 半成品圆头；（圆底机） ③ 将圆头部位退火。（退火炉）
分解说明（三）
将半成品①进行超声波
清洗或外管刷管机刷洗
①
将半成品②进行超声波
清洗，再用内管刷管机
刷洗；然后①和②经过
自来水和去离子水冲洗,
②
最后进行高温烘干处理。
分解说明（四）
① 将烘干后内管,装配到真 空室内,在真空状态下,磁控溅 射镀膜,在内管外表面形成选 择性吸收涂层；
② 将罩管与弹簧卡子进行装 配；
③ 将镀好膜内管与外管装配。
分解说明（五） 封口：将管口部位在火头上旋转，内外管烧熔后完全熔
封成为
退火后进行高温烘烤排气
分解说明（六）
排气 ：将封完口后 的半成品真空管在排 气台抽真空加热；将 夹层气体、玻璃气体 经过4000C(430℃)高 温，40（60）分钟将 夹层内气体和玻璃内 气体排除后，
当前，选择性吸收涂层主要有两种膜系：渐变膜系和 干涉膜系。其中，干涉膜系是我公司的专利技术，发 明人为澳大利亚华人、悉尼大学教授、皇明集团首席 科学家章其初博士。
真空管颜色问题
可见光范围内各色光的波长
红色光：640~780 nm 黄 光 ： 550~600 nm 蓝光：450~480 nm
橙光：600~640 nm 绿 光 ： 480~550nm 紫光：380~450 nm
波长范围
至1.0nm 至0.2μm 100~280nm 280~315nm 315~400nm 400~520nm 520~620nm 620~780nm 0.78~1.40μm 1.40~3.00μm 3.00~100.00μm 0.10~10.00cm 10.00~100.00cm 0.100~20.00m
真空管的基本知识
各部分的功能： 2 选择性吸收涂层 该涂层主要由三部分
组成，从外到内，依次分别为：减反层、 吸收层、底金属层。 减反层主要起到增透膜、保护膜的作用 吸收层是将光转变为热的场所； 底金属层主要起到反射作用，即将内管 内部的介质所辐射出来的热量反射回去。
真空管的基本知识
各部分的功能：
高性能的太阳能涂层属于纳米材料范畴，其性 能特征已经与普通材料完全不同，在这里，黑
色涂层已经不一定是性能最好的涂层，性能完 全由涂层的结构和组成来决定，但涂层的颜色 仍由其对可见光的吸收状况决定。
真空管颜色问题
我们看：每一种可见光的波段范围比较小。可见 光范围内能量分布差别不大。而我们在制作选择 性吸收涂层时，镀膜机的电压、电流、工作气氛 等允许有一个波动范围，所以制作的涂层组成应 该有一个波动范围，那么，涂层对不同的可见光 的吸收就有偏差，则体现在涂层反射出来的光线 上就有差异，即颜色有差异了。涂层对某一种可 见光吸收减弱，则会对另外光线的吸收增强、不 变或减弱，所以，性能变化不一定。
真空管的基本知识
讲义内容
1 太阳能的基本知识 2 真空管的基本知识 3 真空管的生产 4 膜层结构及区别 5 三高管的性能特征及区别 6 真空管的寿命及提高措施 7 镀膜工艺说明以及涂层指标
本讲义重点
真空管的基本结构、各部分的功 能和材料
三高真空管的优点 三高管的性能特征和区分 排气工艺设定（包含真空度） 真空管的寿命
占总能量的百分比（%）
0.57 1.55 5.90 16.39 13.36 16.68 30.18 13.43 1.93
8.02（7）
46.43 （47.3）
45.54 （45.7）
太阳光的能量分布和太阳选择性吸收涂层 （KW/m2）的工作原理
2000
E n erg y F lu x (W-.2.m祄 -1)
本讲义需要了解的知识
太阳能的基本知识 真空管的颜色问题 真空管的生产流程 镀膜工艺说明 镀膜机的结构
名词解释
吸收率：吸收的太阳光的能量占太阳光总能量 的比例。
发射比：热的物体向外辐射的热量中透过涂层 的能量占全部辐射能量的比例。
空晒：一定光照强度下，密封的真空管内只有 空气，在单位时间内升高的温度来测量。
2、保温时间：1.6米以下：40分钟；1.8 米以上：60分钟。
分解说明（七）
排气后管内仍存在少量气体和玻璃在使用过程 仍放气，在真空中可以采用蒸散型吸气剂，蒸 发吸取夹层内剩余气体和管在使用过程所产生 的气体以保证真空管寿命，烤消后：
烤消后，真空管的真空度为10-4级。
烤消原理：
涡流加热原理，即在高频交流电产生的磁场使处于 磁场内部的金属内部产生环行电流，产生大的电流， 进而产生热量，使金属升温。
=1.013×105 Pa 。 阿 伏 加 德 罗 常 数 为 6.023×1023个/摩尔。
真空管的生产
主要内容
生产流程 生产流程简图 生产流程分解图示
真空管的生产
生产流程
灯工、清洗、镀膜、封口、排气
工艺流程
罩玻璃 管切齐
内玻璃 管切齐
一端烧 圆头
一端烧 圆头
接排 气嘴
退火
清洗 烘干