[发明专利]具有理想发射谱的柔性被动冷却薄膜及其制备方法

权利要求书

1.一种具有理想发射谱的柔性被动冷却薄膜的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

（1）研究分析紫外固化树脂的光学常数；

（2）根据步骤（1）中光学常数设计在各个发射角下具有高发射率的光子晶体微结构；

（3）通过微纳加工技术在光阻上制备出步骤（2）中设计的微结构；

（4）通过紫外纳米压印技术将步骤（3）中的微结构制备到柔性衬底上，形成具有该微结构的紫外固化树脂；

步骤（1）中，对紫外固化树脂的光学常数的分析采用红外椭圆偏振仪进行测定，获得紫外固化树脂的psi和delta值，然后通过点对点拟合得到紫外固化树脂的折射率和消光系数；其中，紫外固化树脂的光学常数的分析流程为：

1） 制样：通过电子束热蒸发在玻璃基底上制备厚度为70 - 300 nm的Ag层，在Ag层上面使用旋转涂覆制备厚度为1 - 10 µm的紫外固化树脂；

2） 数据测定：使用红外椭圆偏振仪在入射角为30 - 80°下测定紫外固化树脂的psi和delta值；

3） 光学常数拟合：通过点对点拟合，拟合出紫外固化树脂的光学常数；

步骤（2）中所述对光子晶体微结构的设计软件采用FDTD Solutions，计算在不同入射角下各种微结构的吸收率；根据计算结果，选择最优化的结构参数；所述设计出的光子晶体微结构在0–80°入射角下均具有80%以上吸收率；

光子晶体微结构的设计流程为：

1）物理模型建立：首先设置厚度为10 - 500 µm的紫外固化树脂底层，随后在底层上设置不同形状、高度、周期的图形；

2）光源设置：光源类型为平面波，根据计算需要选择不同的入射角，入射方向为Z轴负方向，TE和TM模式分别计算；

3）边界条件设定：x及y方向为布洛赫边界条件，z方向为PML边界条件；

4）监视器设置：监视器即用来收集计算结果，使用 frequency-domain field andpower 监视器收集反射率及透过率结果，反射率的计算将监视器置于仿真结构的上方；

5）运行；

步骤（3）中所述微纳加工技术为激光直写技术、电子束光刻技术或掩膜板曝光技术；激光直写技术是在光阻上通过激光直写、显影、定影制备出所设计的微结构；并使用聚二甲基硅氧烷复制出与设计结构凹凸相反的微结构模具；其中，微纳加工技术制备微结构的流程为：

1）光阻的制备：用丙酮和乙醇清洗玻璃片，拿出烘干；在洗净的玻璃片上旋转涂覆制备厚度为10 - 300 µm厚的光阻，拿出后放入烘箱1 - 10 min；

2）微结构的制备：以激光直写设备进行加工；通过调整曝光能量、焦距、滤镜、曝光灰度，在上述光阻上进行曝光，通过显影，定影得到所设计的微结构；将聚二甲基硅氧烷与固化剂以（2 – 20）：1的质量比混合，将混合液倒在上述具有微结构的衬底上，放入30 – 90℃的烘箱中固化1 - 10 h；将固化的PDMS 剥离，形成与设计结构凹凸相反的透明模具；

3）紫外纳米压印卷对卷制备具有微结构紫外胶的卷料：选取厚度为40 - 200 µm的PET卷料，放卷处加牵引力以保证卷料的平整；在PET一侧滴加紫外固化树脂，并将上述PDMS模具置于紫外固化树脂上；打开波长为300 - 400 nm的紫外灯固化5 - 60 s；收卷处加牵引力保证卷料的平整；

步骤（4）中所述紫外纳米压印技术是用卷对卷方法，在卷对卷生产的过程中加入紫外固化过程；所述紫外固化过程是将上一步中的PDMS模具放置在紫外固化树脂上，打开紫外固化灯固化，然后脱模。

2.根据权利要求1所述的柔性被动冷却薄膜的制备方法，其特征在于，所述紫外固化树脂为环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯、纯丙烯酸酯、有机硅低聚物、光固化聚丁二烯低聚物、有机-无机杂化树脂中的一种或一种以上的混合物。

3.根据权利要求1所述的柔性被动冷却薄膜的制备方法，其特征在于，所述柔性衬底选自聚对苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺、聚四氟乙烯、聚氯乙烯各种柔性基底。

4.一种由权利要求1-3之一所述制备方法得到的具有理想发射谱的柔性被动冷却薄膜。