[发明专利]一种基于微纳结构的被动降温系统

说明书

本发明公开了一种基于微纳结构的被动降温系统，包括依次设置的衬底层、高反射层和辐射层，所述衬底层和高反射层为平整的膜层，所述辐射层为周期性排列的倒T型结构。其能够实现被动降温，结构小，经济实用，适合大规模生产。

技术领域

本发明涉及微纳光学技术领域，具体涉及一种基于微纳结构的被动降温系统。

背景技术

随着社会的发展，尤其是几次工业革命的逐步深入进展，温室效应已经给全球的生产实践和人们的日常生活都带来了不利影响。全球温度的升高使得人们必须利用更多能源来实现局部降温目的，而这些能源的使用又进一步加剧了温室效应。为了减少电力等降温能源的使用，在过去的数十年间，许多科学家都在寻求一种在无外部能耗的情况下降温的方法，为与主动消耗能源实现降温而区别开来，这种降温方法被称为被动降温。

2014年Raman的一篇文章中已经提出了一种具有选择性吸收的一种材料。利用太阳光波段高反射以及大气窗口的高发射特性使得白天的辐射降温得以实现。但是由于其结构利用了不同厚度的多层膜，参数较多，并且材料并不是常见与原料，这给加工量产化以及成本问题带来了很大的不利之处。现在已有的专利108104289A，是基于铝合金板与隔热层的辐射散热薄膜，此种降温材料耗材多，结构较为复杂，且实用场合比较单一，使得操作性比较复杂使用范围受限。专利108219172A是基于铝薄膜与二氧化硅、二氧化钡颗粒的一种多层结构，这种结构颗粒均匀性，以及涂层的厚薄受到了很大的挑战，制作工业相当繁琐，不适合生产实践。在Raman这篇ACS论文Passive radiative cooling below ambient airtemperature under direct sunlight中介绍了一种多层膜的被动降温材料，薄膜参数太多且材料制备繁琐，不利于实际加工。总的来说，现有的降温材料构体积较大，十分耗材；使用的降温材料不常见，价格昂贵；材料结构过于复杂，且模式众多，且不利于加工；没有很好的选择性吸收性能，降温效果不明显。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于微纳结构的被动降温系统，其能够实现被动降温，结构小，经济实用，适合大规模生产。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于微纳结构的被动降温系统，包括依次设置的衬底层、高反射层和辐射层，所述衬底层和高反射层为平整的膜层，所述辐射层为周期性排列的倒T型结构。

作为优选的，所述辐射层包括第一辐射膜层和第二辐射膜层，所述第一辐射膜层和第二辐射膜层皆为周期性排列的倒T型结构，所述第一辐射膜层紧贴高反射层设置，所述第二辐射膜层位于所述第一辐射膜层远离所述高反射层的一侧。

作为优选的，所述第二辐射膜层的折射率小于所述第一辐射膜层的折射率，所述第一辐射膜层与第二辐射膜层的折射率之比为1.5-2。

作为优选的，所述第一辐射膜层和第二辐射膜层皆在300nm-2500nm波段的光谱吸收率低于5％。

作为优选的，所述第一辐射膜层为二氧化硅膜层；所述第二辐射膜层为氮化硅膜层。

作为优选的，所述二氧化硅膜层的厚度为0.5um，所述氮化硅膜层的厚度为0.5nm，所述辐射层的周期为2um。

作为优选的，所述辐射层的倒T形的凸起高度为2um。

作为优选的，所述高反射层为高反射金属膜。

本发明的有益效果：

1、本发明包括依次设置的衬底层、高反射层和辐射层，所述衬底层和高反射层为平整的膜层，所述辐射层为周期性排列的倒T型结构，其结构简单，加工方便，降温效果好。

2、本发明能够实现被动降温，结构小，经济实用，适合大规模生产。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；