The copper and cobalt oxides composites coatings on aluminum substrates have been successfully synthesized via sol-gel method using nitrate-based sol precursors. The composites were characterized by X-ray Diffraction (XRD), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), Field Emission Scanning Electron Microscopy (FESEM), Atomic Force Microscopy (AFM), and UV-Vis-NIR spectrophotometry. The sol-gel reactions were discussed and Molecular Dynamics (MD) simulation was integrated into the study to predict molecules assembly properties. The XRD analyses revealed that the CuO and the Co3O4 composites were formed after the annealing process with the average difference of the calculated lattice parameters compared to ICDDs was 1.17%. The surface electronic structure was mainly consisted of tetrahedral Cu(I), octahedral Cu(II), tetrahedral Co(II), octahedral Co(III) as well as surface, sub-surface and lattice oxygen O−. The XRD, XPS and MD simulation results showed that there was minimal (or possibly non-existing) indication of copper-cobalt mixed phase oxides formations. FESEM and AFM surveys revealed that the coating had a porous surface composed of interlinked nanoparticles in the range of ~10 to ~40 nm. UV-Vis-NIR reflectance spectra showed that the sol precursors concentration and the dip-drying cycle significantly influenced the absorptance value with optimum absorptance (α) of 88.7% exhibited by coating synthesized using sol concentration of 0.1 M and 10 dip-drying cycles. High absorptance value and simplicity in the synthesis process render the coatings to be very promising candidates for solar selective absorber (SSA) applications.

中文翻译：

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硝酸盐基铜钴氧化物复合涂层的表面结构和太阳能吸收特性：实验研究和分子动力学模拟

使用硝酸盐基溶胶前体通过溶胶-凝胶法成功合成了铝基体上的铜和钴氧化物复合涂层。通过 X 射线衍射 (XRD)、X 射线光电子能谱 (XPS)、场发射扫描电子显微镜 (FESEM)、原子力显微镜 (AFM) 和 UV-Vis-NIR 分光光度法对复合材料进行了表征。讨论了溶胶-凝胶反应，并将分子动力学 (MD) 模拟整合到研究中以预测分子组装特性。XRD 分析表明，CuO 和 Co3O4 复合材料是在退火过程后形成的，计算的晶格参数与 ICDD 相比平均差异为 1.17%。表面电子结构主要由四面体Cu(I)、八面体Cu(II)、四面体Co(II)、八面体 Co(III) 以及表面、亚表面和晶格氧 O−。XRD、XPS 和 MD 模拟结果表明，铜钴混合相氧化物形成的迹象很少（或可能不存在）。FESEM 和 AFM 调查显示，涂层具有多孔表面，由约 10 至约 40 nm 的互连纳米颗粒组成。UV-Vis-NIR 反射光谱表明，溶胶前体浓度和浸干循环显着影响吸收率值，使用 0.1 M 溶胶浓度和 10 次浸干循环合成的涂层表现出的最佳吸收率 (α) 为 88.7%。合成过程中的高吸收值和简单性使涂层成为太阳能选择性吸收剂 (SSA) 应用的非常有前途的候选者。亚表面和晶格氧 O-。XRD、XPS 和 MD 模拟结果表明，铜钴混合相氧化物形成的迹象很少（或可能不存在）。FESEM 和 AFM 调查显示，涂层具有多孔表面，由约 10 至约 40 nm 的互连纳米颗粒组成。UV-Vis-NIR 反射光谱表明，溶胶前体浓度和浸干循环显着影响吸收率值，使用 0.1 M 溶胶浓度和 10 次浸干循环合成的涂层表现出的最佳吸收率 (α) 为 88.7%。合成过程中的高吸收率值和简单性使涂层成为太阳能选择性吸收剂 (SSA) 应用的非常有希望的候选者。亚表面和晶格氧 O-。XRD、XPS 和 MD 模拟结果表明，铜钴混合相氧化物形成的迹象很少（或可能不存在）。FESEM 和 AFM 调查显示，涂层具有多孔表面，由约 10 至约 40 nm 的互连纳米颗粒组成。UV-Vis-NIR 反射光谱表明，溶胶前体浓度和浸干循环显着影响吸收率值，使用 0.1 M 溶胶浓度和 10 次浸干循环合成的涂层表现出的最佳吸收率 (α) 为 88.7%。合成过程中的高吸收值和简单性使涂层成为太阳能选择性吸收剂 (SSA) 应用的非常有前途的候选者。XPS 和 MD 模拟结果表明，铜钴混合相氧化物形成的迹象很少（或可能不存在）。FESEM 和 AFM 调查显示，涂层具有多孔表面，由约 10 至约 40 nm 的互连纳米颗粒组成。UV-Vis-NIR 反射光谱表明，溶胶前体浓度和浸干循环显着影响吸收率值，使用 0.1 M 溶胶浓度和 10 次浸干循环合成的涂层表现出的最佳吸收率 (α) 为 88.7%。合成过程中的高吸收值和简单性使涂层成为太阳能选择性吸收剂 (SSA) 应用的非常有前途的候选者。XPS 和 MD 模拟结果表明，铜钴混合相氧化物形成的迹象很少（或可能不存在）。FESEM 和 AFM 调查显示，涂层具有多孔表面，由约 10 至约 40 nm 的互连纳米颗粒组成。UV-Vis-NIR 反射光谱表明，溶胶前体浓度和浸干循环显着影响吸收率值，使用 0.1 M 溶胶浓度和 10 次浸干循环合成的涂层表现出的最佳吸收率 (α) 为 88.7%。合成过程中的高吸收值和简单性使涂层成为太阳能选择性吸收剂 (SSA) 应用的非常有前途的候选者。FESEM 和 AFM 调查显示，涂层具有多孔表面，由约 10 至约 40 nm 的互连纳米颗粒组成。UV-Vis-NIR 反射光谱表明，溶胶前体浓度和浸干循环显着影响吸收率值，使用 0.1 M 溶胶浓度和 10 次浸干循环合成的涂层表现出的最佳吸收率 (α) 为 88.7%。合成过程中的高吸收值和简单性使涂层成为太阳能选择性吸收剂 (SSA) 应用的非常有前途的候选者。FESEM 和 AFM 调查显示，涂层具有多孔表面，由约 10 至约 40 nm 的互连纳米颗粒组成。UV-Vis-NIR 反射光谱表明，溶胶前体浓度和浸干循环显着影响吸收率值，使用 0.1 M 溶胶浓度和 10 次浸干循环合成的涂层表现出的最佳吸收率 (α) 为 88.7%。合成过程中的高吸收值和简单性使涂层成为太阳能选择性吸收剂 (SSA) 应用的非常有前途的候选者。通过使用 0.1 M 的溶胶浓度和 10 次浸干循环合成的涂层表现出 7%。合成过程中的高吸收值和简单性使涂层成为太阳能选择性吸收剂 (SSA) 应用的非常有前途的候选者。通过使用 0.1 M 的溶胶浓度和 10 次浸干循环合成的涂层表现出 7%。合成过程中的高吸收值和简单性使涂层成为太阳能选择性吸收剂 (SSA) 应用的非常有前途的候选者。