Brevet FR2524620A1 — publié le 19831007

La présente invention se situe dans le domaine de la captation de lténergie solaire irradiée et concerne un procédé de revêtement sélectif permettant de réaliser un substrat très absorbant des rayonnements solaires. Ce substrat, généralement métallique, est destiné à être incorporé dans un dispositif de captation de l'énergie solaire plus connu sous le nom de capteur solaire plan et constitue de manière classique par l'association d'un corps transparent traversé par les rayonnements solaires et d'un corps absorbeur de ces derniers, lequel est formé par ledit substrat sous lequel circule un fluide caloporteur. Ainsi, l'autre face du substrat exposée aux rayonnements solaires transforme ces derniers en radiations infrarouges dont l'énergie calorifique est recueillie et emmagasinée par le fluide caloporteur sous-jacent qui la véhicule vers un dispositif d'utilisation placé en aval (réservoir de stockage, etc...).Cette face du substrat, réceptrice des rayonnements solaires, est généralement recouverte d'une substance possédant un important coefficient d'absorptance a et un faible coefficient d'émittance appeléE. De nombreuses études ont déjà été menées sur la nature de cette substance et ont abouti à l'utilisation du carbone qui, tout en possédant des coefficients d'absorptance et d'émittance très performants, possède également de bonnes qualités physiques, notamment pour sa tenue à la température. La présente invention a pour objet un procédé permettant de recouvrir un substrat pour capteur solaire plan d'une couche de carbone, qui consiste successivement - à installer ledit substrat dans une enceinte éventuellement sous vide - à introduire de l'oxyde de carbone à l'intérieur de l'enceinte ; - et à décomposer, de préférence, sous forme de plasma par ionisation, l'oxyde de carbone à l'intérieur de l'enceinte en carbone qui se dépose sur la surface dudit substrat traitée pour le recevoir. Ce procédé est original; notamment lorsque la couche de carbone qui se dépose sur le substrat est destinée à définir un revêtement sélectif du spectre solaire, car il met en application l'emploi d'oxyde de carbone (gaz courant dans le commerce) ainsi que des techniques simples qui, facilement mises en oeuvre par l'homme de l'art, ne seront pas rappelées dans le contexte de la présente invention. I1 va de soi bien évidemment que l'état de surface du substrat à revêtir de la couche de carbone doit être le plus nivelé possible, par exemple par une couche de nickel afin de réduire au minimum la surface réceptrice des rayonnements solaires.En effet, la couche de carbone qui se dépose sur une épaisseur de l'ordre de 500 à 8500 Angström épouserait tous les défauts de planimétrie de ladite surface et remettant en cause le rapport a/E. De plus, ce procédé de revêtement sélectif par l'oxyde de carbone assure une bonne adhérence du carbone sur le substrat et une bonne tenue à la température de l'ensemble ainsi réalisé. Afin de parfaire cette adhérence, un agent de liaison entre le substrat et l'oxyde de carbone peut être introduit dans l'enceinte en même temps que ce dernier. Selon une caractéristique préférentielle de l'invention, le susdit agent de liaison est du nickelcarbonyle car ce composé présente, outre ses pro priétés interactives entre le carbone et le substrat métallique et qui ont déterminé son choix, un excellent coefficient d'émission dans le spectre infrarouge et une bonne stabilité thermique des cristaux denickel dans la gamme des températures régnant généralement dans les capteurs solaires plans. D'autres agents de liaison peuvent être également utilisés tels le silane, l'azote, etc... Diverses méthodes peuvent être employées pour ioniser l'oxyde de carbone dans l'enceinte sous forme de plasma afin que le carbone se dépose sur le substrat. Quelques méthodes préfércatielles de l'invention consistent à irradier, ou à produire des décharges électroluminescentes, ou encore à chauffer l'oxyde de carbone et éventuellement l'agent de liaison à l'inte- rieur de l'enceinte. L'épaisseur de la couche de carbone déposée est alors tributaire de l'intensité et de la durée du chauffage, de l'irradiation ou de la décharge électroluminescente. On comprendra que le procédé de revêtement sélectif décrit dans le présent mémoire ne l'a été qu'en vue d'une divulgation plutôt que d'une limitation et que de nombreuses modifications, combinaisons et substitutions peuvent être effectuées par les hommes de métier spécialisés dans les techniques mises en cause sans s'éloigner ni de l'esprit ni de la portée de l'invention dans ses aspects les plus larges. L'invention qui vient d'être décrite plus haut s'applique au domaine de la captation de l'énergie solaire et concerne plus particulièrement les capteurs solaires plans dont le corps absorbeur est formé d'un substrat métallique traité sélectivement selon le procédé de revêtement de l'invention. REVENDICATIONS 1. Procédé de revêtement sélectif d'un substrat par une couche de carbone absorbante de l'énergie solaire irradiée, CARACTERISE EN CE QU'il consiste successivement - à installer le substrat dans une enceinte, - à introduire de l'oxyde de carbone à l'intérieur de l'enceinte, - et à décomposer l'oxyde de carbone à l'intérieur de l'enceinte en carbone qui se dépose sur la surface dudit substrat traité pour le recevoir. 2. Procédé de revêtement sélectif selon la revendication 1, CARACTERISE EN 'CE QU'il consiste à faire le vide à l'intérieur de ladite enceinte avant l'introduction de l'oxyde de carbone. 3. Procédé de revêtement sélectif selon les revendications 1 et/ou 2, CARACTERISE EN CE QUE la décomposition de l'oxyde de carbone s'opère sous forme de plasma par ionisation. 4. Procédé de revêtement sélectif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, CARACTERISE EN CE QU'il consiste à introduire à l'intérieur de ladite enceinte un agent de liaison entre le carbone et le substrat. 5. Procédé de revêtement sélectif selon la revendication 3, CARACTERISE EN CE QUE l'ionisation de l'oxyde de carbone à l'intérieur de ladite enceinte est obtenue par chauffage. 6. Procédé de revêtement sélectif selon la revendication 3, CARACTERISE EN CE QUE l'ionisation de l'oxyde de carbone à l'intérieur de ladite enceinte est obtenue par irradiation. 7. Procédé de revêtement sélectif selon la revendication 3, CARACTERISE EN CE QUE l'ionisation de l'oxyde de carbone à l'intérieur de ladite enceinte est obtenue par décharge électroluminescente. 8. Procédé de revêtement sélectif selon la revendication 4, CARACTERISE EN CE QUE le susdit agent de liaison est du nickelcarbonyle. 9. Procédé de revêtement sélectif selon la revendication 4, CARACTERTSE EN CE QUE le susdit agent de liaison est du silane.