一种辐射制冷器件及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种辐射制冷器件及其制备方法，该方法包括：提供两个透明导电玻璃，并在其中一个透明导电玻璃的非导电面上刻蚀多个微锥结构，利用绝缘垫片在另一个透明导电玻璃的四周围成框架，将刻蚀有微锥结构的透明导电玻璃覆盖在框架的上方，得到中空结构，之后向中空结构中注入电解液，并将中空结构的四周密封，得到辐射制冷器件；对该辐射制冷器件施加电压，电解液中的金属离子能够在刻蚀微锥结构的透明导电玻璃的导电面上沉积，再加之透明导电玻璃非导电面上的微锥结构的共同作用，从而能够使得辐射制冷器件兼具中红外波段的高发射率和可见光波段的高反射率，进而保证了辐射制冷器件具有优异的辐射制冷效果和对制冷效果的动态调节。果的动态调节。果的动态调节。

【技术实现步骤摘要】
一种辐射制冷器件及其制备方法


[0001]本专利技术涉及辐射制冷
，特别涉及一种辐射制冷器件及其制备方法。

技术介绍

[0002]近年来，随着能源消耗的急剧增加，使得温室气体排放过多，从而扰乱了气候平衡，导致全球变暖和极端天气频繁出现，与此同时，每年用于建筑制冷的能耗也急剧增加。目前，一般是利用热对流和热传导等实现制冷，然而这种制冷方式不仅存在能耗高和会产生污染等缺点，并且会在一定程度上加剧热岛效应并产生恶性循环。
[0003]辐射制冷材料是通过将自身热量以电磁波的形式辐射到太空冷源，进行高效的辐射换热，通过辐射制冷材料的使用，可以在不消耗额外能量的条件下达到制冷效果，从而减轻制冷能源的消耗。由于夏季温度条件下，建筑辐射的热量主要集中在中红外波段，因此，为了实现较好的制冷效果，一般需要辐射制冷材料在中红外波段具有较高的发射率，并且在可见光波段具有较高的反射率。然而，目前的辐射制冷材料冷效果较差，且无法实现制冷效果的动态调节；因此，基于上述问题，有必要提供一种在制冷效果好且制冷效果动态可调的辐射制冷器件及其制备方法。

技术实现思路

[0004]本专利技术实施例提供了一种辐射制冷器件及其制备方法，该辐射制冷器件具有辐射制冷效果优异和制冷效果动态可调的优点。
[0005]第一方面，本专利技术提供了一种辐射制冷器件的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
[0006](1)提供第一透明导电玻璃和第二透明导电玻璃；其中，所述第一透明导电玻璃和所述第二透明导电玻璃均包括厚度方向相对的导电面和非导电面；
[0007](2)在所述第一透明导电玻璃的非导电面上刻蚀多个微锥结构；
[0008](3)利用绝缘垫片在所述第二透明导电玻璃的四周围成框架，将刻蚀有微锥结构的第一透明导电玻璃覆盖在所述框架的上方，得到中空结构；其中，所述第二透明导电玻璃的的导电面和所述第一透明导电玻璃的导电面相对设置；
[0009](4)向所述中空结构中注入电解液，并将所述中空结构密封的四周密封，得到所述辐射制冷器件；
[0010]将所述刻蚀有微锥结构的第一透明导电玻璃的非导电面连接电源负极，所述第二透明导电玻璃的非导电面连接电源正极，施加电压后，以实现所述辐射制冷器制冷效果的动态调节。
[0011]优选地，在步骤(2)中，所述微锥结构通过如下步骤刻蚀得到：
[0012](21)依次采用亲水性溶液和十二磺基硫酸钠水溶液对所述第一透明导电玻璃的非导电面进行浸泡，得到亲水性第一透明导电玻璃；
[0013](22)在所述亲水第一透明导电玻璃的非导电面上滴加聚苯乙烯乳液，得到单层聚
苯乙烯球膜；
[0014](23)在所述单层聚苯乙烯球膜上进行反应离子刻蚀，得到所述微锥结构。
[0015]优选地，在步骤(21)中：所述亲水性溶液为氨水和双氧水的混合溶液；其中，所述氨水的质量浓度为22～28％，所述双氧水的质量浓度为28～32％；
[0016]所述氨水和所述双氧水的体积比为(1～100)：(1～100)；
[0017]所述十二磺基硫酸钠水溶液的质量浓度为5～20％。
[0018]优选地，在步骤(22)中：所述聚苯乙烯乳液的溶剂为无水乙醇和水的混合溶剂；其中，所述无水乙醇和水的体积比为(1～100):(1～100)；
[0019]所述聚苯乙烯乳液的质量浓度为1～50％。
[0020]优选地，在步骤(23)中：所述反应离子刻蚀的气体为三氟甲烷和氧气；其中，三氟甲烷和氧气和流量比为(20～50)：(0～20)；
[0021]所述反应离子刻蚀的时间为1～100min，刻蚀机的功率为1～500W。
[0022]优选地，各微锥结构在所述非导电面上呈阵列排布；各微锥结构的高度均为1～2μm。
[0023]优选地，在步骤(3)中：所述绝缘垫片为聚酰亚胺或聚四氟乙烯；
[0024]所述绝缘垫片的宽度为30～35mm，厚度为0.2～0.6mm。
[0025]优选地，在步骤(4)中：所述电解液是由硝酸银、四丁基溴化铵、氯化铜和聚乙烯醇缩丁醛酯溶解在二甲基亚砜中配制得到。
[0026]优选地，在所述电解液中，硝酸银的浓度为0.1～100mmol/L、四丁基溴化铵的浓度为1～1000mmol/L、氯化铜为浓度为0.1～100mmol/L，聚乙烯醇缩丁醛酯的质量浓度为8～12％。
[0027]优选地，在步骤(4)中，对所述辐射制冷器件施加负压
‑
2～
‑
3V后，实现银膜的沉积，施加正压0.5～1V后，实现银膜的溶解。
[0028]第二方面，本专利技术提供了一种辐射制冷器件，采用上述第一方面任一所述的制备方法制备得到。
[0029]本专利技术与现有技术相比至少具有如下有益效果：
[0030]本专利技术中，首先提供两个透明导电玻璃，并在其中一个透明导电玻璃的非导电面上刻蚀多个微锥结构，之后利用绝缘垫片将两个透明导电玻璃的导电面相对设置以形成中空结构，向中空结构中注入电解液密封后得到辐射制冷器件，对该辐射制冷器件施加负电压，电解液中的金属离子能够在刻蚀微锥结构的透明导电玻璃的导电面上沉积形成金属膜，再加之透明导电玻璃非导电面上的微锥结构的共同作用，从而能够使得辐射制冷器件兼具中红外波段的高发射率和可见光波段的高反射率，进而保证了辐射制冷器件具有优异的辐射制冷效果；并且，通过改变对辐射制冷器件施加电压的大小，还能够实现对辐射制冷器件光学状态的动态调节，进而实现对制冷效果的动态调节。
附图说明
[0031]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据
这些附图获得其他的附图。
[0032]图1是本专利技术提供的一种辐射制冷器件未施加电压的结构示意图；
[0033]图2是本专利技术提供的一种辐射制冷器件施加负压后的结构示意图；
[0034]图中，100
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第一透明导电玻璃；200
‑
第二透明导电玻璃；300
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绝缘垫片；400
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电解液；102
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微锥结构；500
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银镜面。
具体实施方式
[0035]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
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极化子共振效应本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种辐射制冷器件的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：(1)提供第一透明导电玻璃和第二透明导电玻璃；其中，所述第一透明导电玻璃和所述第二透明导电玻璃均包括厚度方向相对的导电面和非导电面；(2)在所述第一透明导电玻璃的非导电面上刻蚀多个微锥结构；(3)利用绝缘垫片在所述第二透明导电玻璃的四周围成框架，将刻蚀有微锥结构的第一透明导电玻璃覆盖在所述框架的上方，得到中空结构；其中，所述第二透明导电玻璃的的导电面和所述第一透明导电玻璃的导电面相对设置；(4)向所述中空结构中注入电解液，并将所述中空结构的四周密封，得到所述辐射制冷器件；将所述刻蚀有微锥结构的第一透明导电玻璃的非导电面连接电源负极，所述第二透明导电玻璃的非导电面连接电源正极，施加电压后，以实现所述辐射制冷器件制冷效果的动态调节。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中：所述微锥结构通过如下步骤刻蚀得到：(21)依次采用亲水性溶液和十二磺基硫酸钠水溶液对所述第一透明导电玻璃的非导电面进行浸泡，得到亲水性第一透明导电玻璃；(22)在所述亲水第一透明导电玻璃的非导电面上滴加聚苯乙烯乳液，得到单层聚苯乙烯球膜；(23)在所述单层聚苯乙烯球膜上进行反应离子刻蚀，得到所述微锥结构。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，在步骤(21)中：所述亲水性溶液为氨水和双氧水的混合溶液；其中，所述氨水的质量浓度为22～28％，所述双氧水的质量浓度为28～32％；所述氨水和所述双氧水的体积比为(1～100)：(1～100)；所述十二磺基硫酸钠水溶液的质量浓度为5～20％。4.根据权利要求2所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李娜，温婷，徐洪波，潘磊，赵九蓬，李垚，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：