[发明专利]基于光子晶体的被动制冷结构

权利要求书

1.基于光子晶体的被动制冷结构，其特征在于，包括：上部辐射层和下部反射层和衬底，所述上部辐射层设于所述下部反射层上，所述下部反射层设于所述衬底上；

所述下部反射层用于反射透过所述上部辐射层入射至所述下部反射层上的可见光，并将所述衬底下待降温物体的热量传递至所述上部辐射层；

所述上部辐射层为一维光子晶体层，用于产生光子禁带，增大对可见光的反射率，并将所述衬底下待降温物体的热量从大气窗口波段向外辐射。

2.如权利要求1所述的基于光子晶体的被动制冷结构，其特征在于，所述制冷结构的净冷却功率P_cool如下：

P_cool(T)＝P_rad(T)-P_atm(T_amb)-P_sun-P_cond+conv

在上式子中，P_rad(T)为制冷结构的热辐射功率，计算公式为：

其中λ为光波长，θ为入射光的角度,A为面积，计算功率时候取单位面积1，Ω为半球上角度积分范围，I_bb是黑体辐射的辐射率；

P_atm(T_amb)是与大气对制冷结构表面辐射功率大小，计算公式如下：

A为单位面积；

P_sun是材料吸收的太阳热辐射功率，其计算公式如下：

I_AM1.5为AM1.5的大气环境下太阳的照射能谱，λ为太阳光波长；

P_cond+conv为制冷结构与环境的热传递和对流关系，功率计算如下：

P_cond+conv(T,T_amb)＝Ahc(T_amb-T)

所述T为材料的温度，T_amb为环境温度，hc是综合的非辐射热系数取6.9Wm^-2K^-1。

3.如权利要求1所述的基于光子晶体的被动制冷结构，其特征在于，所述一维光子晶体层由SiO2层与TiO2层交替堆叠而成，或者由SiO2层与HfO2层交替堆叠而成。

4.如权利要求3所述的基于光子晶体的被动制冷结构，其特征在于，所述SiO2层的厚度为5-300nm,所述TiO2层的厚度为5-180nm。

5.如权利要求4所述的基于光子晶体的被动制冷结构，其特征在于，所述SiO2层的厚度为119nm,所述TiO2层的厚度为74nm。

6.如权利要求1所述的基于光子晶体的被动制冷结构，其特征在于，所述下部反射层为Ag或Al层或Cr层。

7.如权利要求6所述的基于光子晶体的被动制冷结构，其特征在于，所述Ag层的厚度为10-180nm。

8.如权利要求7所述的基于光子晶体的被动制冷结构，其特征在于，所述Ag层的厚度为80nm。