輻射制冷是指物體或結構通過在大氣透明窗口(8-13μm)的強吸收/輻射能力將自身熱量傳遞到冰冷的外太空從而實現(xiàn)制冷的行為。本文圍繞著多層光學薄膜器件在輻射制冷領域的應用進行研究,提出了基于多層光學薄膜結構的輻射制冷模塊以及紅綠藍三基色反射式制冷濾光片兩種薄膜器件,具體內容包括以下幾個部分:首先,介紹輻射制冷的發(fā)展、研究成果和工作原理。此外,本文還對光學薄膜的發(fā)展以及顏色濾光片的發(fā)展進行介紹。其次,基于多層光學薄膜結構,提出一個簡單、低成本的輻射制冷模塊。它在大氣透明窗口的平均吸收/輻射率超過96%。該輻射模塊的寬波段強吸收/輻射特性是由于使用兩種在大氣透明窗口具有吸收特性的材料交替組成一個疊層結構,最外層添加一層無吸收材料作為減反射層,使得整體結構激發(fā)的光諧振吸收效應能夠相互重疊覆蓋。該輻射模塊在夜間的最大制冷功率密度可達113.0W/m2。當其背面集成一個能反射97%的入射太陽輻射的反射模塊時,即使日間的太陽輻射能量高達1000W/m2,其理論的日間最大制冷功率密度也可高達83.0W/m2。最后,基于多層光學薄膜結構提出了紅綠藍三基色反射式制冷濾光片。不同于以往的反射式濾光片會使用吸...

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【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１輻射制冷器的發(fā)展??最早期的研究都是基于夜間輻射制冷而開展的，但在日間工作是輻射制冷器能夠實??用推廣的必要條件，因此研究的重心逐漸轉移到日間輻射制冷上

浙江大學碩士學位論文??由于輻射制冷在緩解能源危機方面具有極大的潛力，其科學研究由來已久［１４（）］，最??早可以追溯到上個世紀中葉。輻射制冷研究的過程大體上可以歸納為圖１．１。??ｉ夜間輻射制冷??ｎｒ??曰間輻射制冷??ｔ?ｉｉ?ｍ??不分輻射模塊和＝＞?輻射模塊和反射＝＞?....

圖１．２金屬Ａｇ和Ａ１膜在可見近紅外波段的反射率??反射模塊的設計相對簡單，輻射制冷的研究主要集中在輻射模塊

更好的??方案。多層光學薄膜結構能實現(xiàn)３００ｎｎｉ－５００ｎｍ的高反射率，再依靠Ａｇ膜在５００ｎｍ之后??的高反射率，就實現(xiàn)輻射制冷器的整體結構對于太陽輻射的極低吸收。??１００，???７＾＾＾??Ａｇ??＾?８０?－?ｇ??容??Ａ１??．￥?６０－??＞??Ｉ?４０．??（Ｕ....

圖１．３基于超材料結構的輻射制冷器［４＿６］??

浙江大學碩士學位論文??提出通過將納米尺寸的ＳｉＣ和Ｓｉ〇２小球嵌入到聚乙烯薄膜中制備出一種新的超材料實現(xiàn)??有效的輻制冷，如圖１．３（ａ）［４］；２０１５年，澳大利亞斯威本科技大學的ＭｉｎＧｕ等設計并??制備一個由一系列對稱形狀的圓錐形微結構組成的超材料，如圖１．３（ｂ）［５］....

圖１．４基于三維光子晶體結構的輻射制冷器【７—９１??光學薄膜器件，又被稱為一維光子晶體器件，由厚度極薄的多層介質層構成，通過??５??

如圖??１．４（ｂ）?［８〗。該結構的設計理念是在利用Ｓｉ０２的吸收特性的基礎上，在其表面構建合適的??微納結構來消除Ｓｉ０２材料在大氣透明窗口內的“吸收谷”，從而提高整體結構在大氣透??明窗口的輻射率，并且該結構的角度不敏感性極好。２０１７年，澳大利亞阿德萊德大學的??Ｃｈｒｉ....

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