面对能源、环境和信息等领域的全新挑战,科学家们致力于开发一种能够吸收任何波长外来辐射的高吸收材料。在众多光吸收材料中,炭黑拥有稳定、廉价的特点以及丰富的共轭体系带来的宽波段高吸收能力,但是其本征消光性能已经无法满足现阶段的要求。因此本文使用原子层沉积方法在炭黑表面生长Al2O3,改善消光性能的同时增强炭黑的分散性能,并对炭黑消光性能的影响因素和光吸收机理进行分析。最终将复合材料应用于高吸光涂层,并对涂层的综合性能和实际应用表现进行评价。本课题首先使用原子层沉积方法在炭黑表面进行Al2O3的沉积工作,探究Al2O3的生长周期对炭黑消光性能和分散性能的影响。测试结果表明Al2O3在炭黑表面分散非常均匀,Al2O3的生长周期为120 cycle时复合材料的性能最佳,光线在复合材料界面处的反射率降低1%,消光性能提升0.46%;另外Al2O3的沉积能够增加炭黑表面极性基团的种类和比例,改善炭黑与极性溶液的浸润性,使炭黑在无水乙醇溶液和水溶液中的分散性能大幅度提升。基于上述研究,以Al2O3改性炭黑为颜料、硅树脂为粘结剂进行高吸光涂层的制备,并探究颜基比和Al2O3的生长周期对高吸光涂层综合性能的影响。测试结果表明:炭黑表面Al2O3的生长周期为120 cycle时性能最佳,炭黑分散性的提升能够降低炭黑在涂层中团聚体的尺寸,增强消光性能的同时提供良好的遮盖力与附着力等级;而且涂层的微结构尺寸更小,进一步降低菲涅尔反射的同时增强自清洁能力。相比同等工艺下未改性炭黑形成的涂层,其AM0和AM1.5G太阳吸收比分别从98.1%与96.58%提升至98.9%与97.94%,漆膜的附着力等级从“3级”提升至“1级”,最大疏水角亦从143.34°提升至154.19°。最后分别在Trace Pro和锥形Janus蒸发器上对原子层沉积Al2O3改性炭黑喷涂高吸光涂层的空间杂散光抑制水平和太阳能光热转换能力进行实际应用研究。结果表明:所制备的高吸光涂层相比广泛使用的Z306消光黑漆,在Trace Pro中的杂散光抑制水平降低1～3个数量级;对于复杂的3D打印结构,锥形Janus蒸发器的光热转换效率提升8.2%。