Brevet FR2527639A1 — publié le 19831202

"Couche absorbante sélective pour capteurs solaires ainsi que procédé pour sa fabrication". L'invention a pour objet une couche absor- bante sélective pour capteurs solaires ainsi qu'un procédé pour sa fabrication. Pour obtenir un bon rendement, un capteur solaire doit présenter une surface "sélectivement absor- bante", c'est-à-dire une surface qui possède un pouvoir absorbante S le plus élevé possible dans le domaine du rayon- nement solaire et un pouvoir émissif sible dans le domaine des longueurs d'onde plus élevées du rayonnement électromagnétique Par conséquent, dans le secteur des capteurs solaires, il est particulièrement important de créer des couches de surface ayant une bonne sélectivité. Tandis que les couches absorbantes sélecti- ves actuellement connues possèdent une sélectivité satis- faisante dans le domaine des basses températures, ces cou- ches absorbantes n'ont plus une action satisfaisante au-des- sus de 300 à 3500 C. En conséquence, l'invention a pour but de créer une couche absorbante pour capteurs solaires, cette couche étant tl-er'r 2 quelnnt stable rim rr des températures supérieures à 350 'C environ et possédant une bonne sélec- tivité. A cet effet, l'invention concerne une cou- che du type ci-dessus caractérisée en ce qu'elle est cons- tituée par un mélange de tungstène et d'oxydes de tungstè- ne, qui se forme lors de la décomposition thermique de tungs- tène hexacarbonyle en présence d'oxygène. On a ainsi trouvé de façon surprenante que le dépôt produit par décomposition thermique de tungstène- hexacarbonyle en présence d'oxygène forme une couche qui résoud le problème posé Une telle couche est constituée par un mélange de tungstène et d'oxydes de tungstène de _ 2 _ composition indéterminée Cela est en opposition avec les couches métalliques de brillant spéculaire qui se déposent par décomposition thermique des composés de carbonyle de métaux, comprenant aussi le tungstène en l'absence d'oxy- gène. La couche absorbante conforment l'invention peut être déposée de façon particulièrement avantageuse par voie pyrolytique, sur la phase gazeuse, à partir de tungs- tène hexacarbonyle en utilisant un gaz porteur inerte En tant que gaz porteur inerteon utilise alors avantageuse- ment de l'argon, de l'hélium ou un mélange de ces deux gaz. La température de pyrolyse s'étend de préférence de 3000 C environ jusqu'à 350 'C environ La concentration volumétrique en tungstène hexacarbonyle s'étend judicieusement de 0,2 % environ à 1,0 % environ, tandis que l'addition d'oxygène à la phase gazeuse varie dans un domaine de concentrations volumétriques qui s'étend de 0,1 % à 0,6 % environ. L'épaisseur de la couche absorbante à déposer est comprise dans un domaine qui s'étend de 0,2 à 0,5 p en- viron Suivant la concentration de tungstène hexacarbonyle utilisée et la température, cette épaisseur de couche est déposée dans un temps qui va de 15 minutes à une heure. Lors de la mise en application pratique de le couche absorbante conforme à l'invention pour fabriquer un capteur solaire, on part des matières de substrat usuel- les pour de tels capteurs, par exemple d'acier, de cuivre, de titane, de céramique etc Ces matières se présentent sous forme de platines, de tôles, de feuilles, de tubes ou d'autres formes géométriques judicieuses Sur le substrat du capteur, on dépose alors une couche intermédiaire, par exemple en nickel, rodhium, ruthénium, platine, molybdène, ou tungstène, on dépose ensuite la couche absorbante con- forme à l'invention sur la couche intermédiaire par pyrolyse de tungstène-hexacarbonyle en présence d'oxygène. -3- De préférence, on précipite sur le substrat dans une installation unique, d'abord une couche intermé- diaire en molybdène ou en tungstène par décomposition chi- mique de composés appropriés de ces métaux (par exemple de carbonyle sans addition d'oxygène) en phase gazeuse (préci- pitation chimique en phase gazeuse, dite technique CVD) et on dépose ensuite la couche absorbante conforme à l'inven- tion sur la couche intermédiaire précitée. La couche absorbante conforme à l'invention ainsi obtenue se distingue, même à des températures supé- rieures à 3500 Cpar sa stabilité thermique et par des proprié- tés thermo-optiques remarquables Ainsi, son pouvoir absor- bantog est supérieur à 0,97 environ, tandis que son pou- voir émissif t est inférieur à 0,1 environ. _ 4 _ REVENDICATIONS ) Couche absorbante sélective pour capteurs solaires, caractérisée en ce qu'elle est constituée par un mélange de tungstène et d'oxydes de tungstène, qui se forme lors de la décomposition thermique de tungstènehexacarbonyle en présence d'oxygène. 2 ) Procédé pour fabriquer une couche absor- bante sélective pour capteurs solaires, selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce qu'on provoque le dépôt, à partir de la phase gazeuse, en utilisant un gaz porteur inerte, d'un mélange de tungstène et d'oxydes de tungstène par décompo- sition thermique de tungstènehexacarbonyle en présence d'o- xygène. ) Procédé selon la revendication 2, carac- térisé en ce qu'on effectue la décomposition thermique à une température comprise entre 300 et 3500 C. ) Procédé selon l'une ou l'autre des reven- dications 2 et 3, caractérisé en ce qu'on utilise en tant que gaz porteur inerte, de l'argon, de l'hélium ou un mélan- ge d'argon et d'hélium. 50) Procédé selon l'une quelconque des reven- dications 2 à 4, caractérisé en ce qu'on maintient dans la phase gazeuse une concentration volumétrique en carbonyle de 0,2 % environ à 1,0 % environ, et une concentration volu- métrique en oxygène de 0,1 % environ à 0,6 % environ.