輻射制冷是指物體或結(jié)構(gòu)通過(guò)在大氣透明窗口(8-13μm)的強(qiáng)吸收/輻射能力將自身熱量傳遞到冰冷的外太空從而實(shí)現(xiàn)制冷的行為。本文圍繞著多層光學(xué)薄膜器件在輻射制冷領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)行研究,提出了基于多層光學(xué)薄膜結(jié)構(gòu)的輻射制冷模塊以及紅綠藍(lán)三基色反射式制冷濾光片兩種薄膜器件,具體內(nèi)容包括以下幾個(gè)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(duì)光學(xué)薄膜的發(fā)展以及顏色濾光片的發(fā)展進(jìn)行介紹。其次,基于多層光學(xué)薄膜結(jié)構(gòu),提出一個(gè)簡(jiǎn)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(guò)96%。該輻射模塊的寬波段強(qiáng)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(gè)疊層結(jié)構(gòu),最外層添加一層無(wú)吸收材料作為減反射層,使得整體結(jié)構(gòu)激發(fā)的光諧振吸收效應(yīng)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(dá)113.0W/m2。當(dāng)其背面集成一個(gè)能反射97%的入射太陽(yáng)輻射的反射模塊時(shí),即使日間的太陽(yáng)輻射能量高達(dá)1000W/m2,其理論的日間最大制冷功率密度也可高達(dá)83.0W/m2。最后,基于多層光學(xué)薄膜結(jié)構(gòu)提出了紅綠藍(lán)三基色反射式制冷濾光片。不同于以往的反射式濾光片會(huì)使用吸...

【文章頁(yè)數(shù)】：65 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)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(kāi)展的，但在日間工作是輻射制冷器能夠?qū)??用推廣的必要條件，因此研究的重心逐漸轉(zhuǎn)移到日間輻射制冷上

浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文??由于輻射制冷在緩解能源危機(jī)方面具有極大的潛力，其科學(xué)研究由來(lái)已久［１４（）］，最??早可以追溯到上個(gè)世紀(jì)中葉。輻射制冷研究的過(guò)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(jiàn)近紅外波段的反射率??反射模塊的設(shè)計(jì)相對(duì)簡(jiǎn)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(xué)薄膜結(jié)構(gòu)能實(shí)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(shí)現(xiàn)輻射制冷器的整體結(jié)構(gòu)對(duì)于太陽(yáng)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(jié)構(gòu)的輻射制冷器［４＿６］??

浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文??提出通過(guò)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(shí)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(xué)的ＭｉｎＧｕ等設(shè)計(jì)并??制備一個(gè)由一系列對(duì)稱形狀的圓錐形微結(jié)構(gòu)組成的超材料，如圖１．３（ｂ）［５］....

圖１．４基于三維光子晶體結(jié)構(gòu)的輻射制冷器【７—９１??光學(xué)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(zhì)層構(gòu)成，通過(guò)??５??

如圖??１．４（ｂ）?［８〗。該結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)理念是在利用Ｓｉ０２的吸收特性的基礎(chǔ)上，在其表面構(gòu)建合適的??微納結(jié)構(gòu)來(lái)消除Ｓｉ０２材料在大氣透明窗口內(nèi)的“吸收谷”，從而提高整體結(jié)構(gòu)在大氣透??明窗口的輻射率，并且該結(jié)構(gòu)的角度不敏感性極好。２０１７年，澳大利亞阿德萊德大學(xué)的??Ｃｈｒｉ....

本文編號(hào)：3997442