受動的な日中放射冷却のためのスペクトル選択的ナノ粒子混合コーティング

パッシブデイタイム放射冷却は、無限のヒートシンクとして寒冷空間に過剰な熱を除去するプロセスであり、熱制御を必要とするアプリケーションのための新しい技術です。放射冷却器のさまざまな構造の中で、無機層で構成される多層およびフォトニック構造放射冷却器は、まだ製造するのが簡単である必要があります。ここでは、非常に選択的な赤外線放出と低太陽吸収を示すナノ粒子混合ベースの放射冷却器の製造について説明します。Al2O3、SiO2、およびSi3N4ナノ粒子は、大気透明度ウィンドウの一部に固有の吸収を示します。これらのナノ粒子の混合物の容易なワンステップスピンコーティングは、選択的な赤外線放射を伴う表面を生成し、ブロードバンドエミッターと比較してより強力な冷却効果を提供できます。ナノ粒子ベースの放射冷却器は、材料の光学特性の相乗効果により、大気透明度ウィンドウ内で4％の非常に低い太陽吸収と88.7％の高選択的放射率を示します。ナノ粒子混合物放射冷却器は、表面冷却で2.8°Cのサブアンビエント冷却、スペース冷却で1.0°Cのサブアンビエント冷却を生成しますが、AGフィルムは、表面冷却のために1.1°Cのアンビエント上の冷却を示し、直射日光下でのスペース冷却で3.4°Cの陸軍以上の冷却を示します。。

Passive daytime radiative cooling, which is a process that removes excess heat to cold space as an infinite heat sink, is an emerging technology for applications that require thermal control. Among the different structures of radiative coolers, multilayer- and photonic-structured radiative coolers that are composed of inorganic layers still need to be simple to fabricate. Herein, we describe the fabrication of a nanoparticle-mixture-based radiative cooler that exhibits highly selective infrared emission and low solar absorption. Al2O3, SiO2, and Si3N4 nanoparticles exhibit intrinsic absorption in parts of the atmospheric transparency window; facile one-step spin coating of a mixture of these nanoparticles generates a surface with selective infrared emission, which can provide a more powerful cooling effect compared to broadband emitters. The nanoparticle-based radiative cooler exhibits an extremely low solar absorption of 4% and a highly selective emissivity of 88.7% within the atmospheric transparency window owing to the synergy of the optical properties of the material. The nanoparticle mixture radiative cooler produces subambient cooling of 2.8 °C for surface cooling and 1.0 °C for space cooling, whereas the Ag film exhibits an above-ambient cooling of 1.1 °C for surface cooling and 3.4 °C for space cooling under direct sunlight.