专利摘要

本实用新型属于新能源技术开发领域，尤其涉及一种三维锥形纳米层膜结构。本实用新型提供一种三维锥形纳米层膜结构，为：二氧化硅‑二氧化铪复合层以及银层，二氧化硅层设置于二氧化铪层的上方；二氧化硅‑二氧化铪复合层的数量大于10层，银层的上方设置有二氧化硅‑二 氧化铪复合层。本实用新型中，引入三维锥形纳米层膜结构，可实现高性能的双窗口大气辐射，并最终可以实现高效率的被动辐射冷却降温的能力；解决了现有技术中，日间冷却的方法存在着净辐射冷却功率较低的技术缺陷。

权利要求

1.一种三维锥形纳米层膜结构，其特征在于，所述三维锥形纳米层膜结构为：二氧化硅-二氧化铪复合层以及银层，二氧化硅层设置于二氧化铪层的上方；

所述二氧化硅-二氧化铪复合层的数量大于10层，所述银层的上方设置有若干层所述二氧化硅-二氧化铪复合层。

2.根据权利要求1所述的三维锥形纳米层膜结构，其特征在于，所述银层的厚度为120nm～200nm。

3.根据权利要求1所述的三维锥形纳米层膜结构，其特征在于，所述二氧化硅层的厚度为1.8μm～2.0μm。

4.根据权利要求1所述的三维锥形纳米层膜结构，其特征在于，所述二氧化铪层的厚度为150nm～200nm。

5.根据权利要求1所述的三维锥形纳米层膜结构，其特征在于，所述三维锥形纳米层膜结构的底部宽度为10μm～11μm，所述三维锥形纳米层膜结构的顶部宽度为1.5μm～2μm。

6.根据权利要求1所述的三维锥形纳米层膜结构，其特征在于，所述三维锥形纳米层膜结构还包括：基片层，所述基片层设置于所述银层的下部，所述基片层为硅片层。

7.根据权利要求1所述的三维锥形纳米层膜结构，其特征在于，相邻所述三维锥形纳米层膜结构的间距与单个三维锥形纳米层膜结构的底部宽度相同。

8.根据权利要求1所述的三维锥形纳米层膜结构，其特征在于，所述二氧化硅-二氧化铪复合层的数量为10～20层。

说明书

技术领域

本实用新型属于新能源技术开发领域，尤其涉及一种三维锥形纳米层膜结构。

背景技术

能源危机和环境污染是当今世界面临的两大问题，研究开发低污染、低能耗的新能源、新方法、新技术是一项紧迫的任务。根据热力学原理，自然大容量冷源也可用作能量，例如，地球两极的冰山和深海以下的水就是这样的冷源，但使用受到客观条件的限制，或者成本过高。在没有介质存在的条件下，有温差的两个物体可以以辐射的形式交换能量，最终两个物体的温度相等。宇宙中巨大的空间体积使它成为热的“黑洞”，如果以电磁波的形式从地面向太空释放不必要的热量，就可以达到制冷的目的，辐射冷却就是这样一种无能耗的冷却方式。

地球的大气层有两个高度透明的窗口，范围分别在红外波段8～13μm和16～26μm，大气在处于大气窗口的波段辐射很弱，而在大气窗口外，地球的大气层是高度辐射的。根据普朗克定律，在环境温度(300K左右)下，一个黑体的热辐射峰值刚好处在大气窗口8-13μm范围内，这一特点使得被动辐射冷却机制成为可能。

技术人员对夜间辐射冷却进行理论广泛的研究，并通过各种研究成功地验证了其可行性，提出了用于夜间辐射冷却的聚合物、色素涂料、金属氧化物和气体板以及多层半导体和金属介电光子结构薄膜。然而，最大的冷却需求通常发生在白天的阳光直射的情况，由于入射的太阳辐射，实现日间辐射冷却更具挑战性。

现有技术中，实现日间冷却的方法是用太阳光反射器覆盖冷却器，通过部分透明的屏蔽层(如带有反光颜料和燃料的聚乙烯或乙烯共聚物箔)阻挡不需要的光谱到达冷却器。然而，现有技术的日渐冷却方法虽然可以实现辐射降温的目的，但是在大气窗口没有表现出良好的红外辐射选择性和高性能的红外吸收能力，进而导致净辐射冷却功率不高。

因此，研发出一种三维锥形纳米层膜结构，用于解决现有技术中，日间冷却的方法存在着净辐射冷却功率较低的技术缺陷，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种三维锥形纳米层膜结构，用于解决现有技术中，日间冷却的方法存在着净辐射冷却功率较低的技术缺陷。

本实用新型提供了一种三维锥形纳米层膜结构，所述三维锥形纳米层膜结构为：二氧化硅-二氧化铪复合层以及银层，二氧化硅层设置于二氧化铪层的上方；

所述二氧化硅-二氧化铪复合层的数量大于10层，所述银层的上方设置有若干层所述二氧化硅-二氧化铪复合层。

优选地，所述银层的厚度为120nm～200nm。

优选地，所述二氧化硅层的厚度为1.8μm～2.0μm。

优选地，所述二氧化铪层的厚度为150nm～200nm。

优选地，所述三维锥形纳米层膜结构的底部宽度为10μm～11μm，所述三维锥形纳米层膜结构的顶部宽度为1.5μm～2μm。

优选地，所述三维锥形纳米层膜结构还包括：基片层，所述基片层设置于所述银层的下部，所述基片层为硅片层。

优选地，相邻所述三维锥形纳米层膜结构的间距与单个三维锥形纳米层膜结构的底部宽度相同。

优选地，所述二氧化硅-二氧化铪复合层的数量为10～20层。

综上所述，本实用新型提供了一种三维锥形纳米层膜结构，为：二氧化硅-二氧化铪复合层以及银层，二氧化硅层设置于二氧化铪层的上方；所述二氧化硅-二氧化铪复合层的数量大于10层，所述银层的上方设置有若干层所述二氧化硅-二氧化铪复合层。本实用新型提供的技术方案中，引入三维锥形纳米层膜结构，可实现高性能的双窗口大气辐射，并最终可以实现高效率的被动辐射冷却降温的能力；经计算，本实用新型提供的技术方案所得产品，在阳光直射的情况下，可反射超过95％的太阳光谱，并且能够实现双窗口的高红外吸收。在白天和夜间能够分别达到超过156W/m²和199W/m²的净辐射功率，并且当在环境温度为300K的情况下，白天和夜间分别有可能达到257.6K和241.5K的平衡温度。本实用新型提供的一种三维锥形纳米层膜结构，解决了现有技术中，日间冷却的方法存在着净辐射冷却功率较低的技术缺陷。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型提供的一种三维锥形纳米层膜结构的示意图；

其中，银层1、二氧化铪层2和二氧化硅层3。

具体实施方式

本实用新型实施例提供了一种三维锥形纳米层膜结构，用于解决现有技术中，日间冷却的方法存在着净辐射冷却功率较低的技术缺陷。

下面将对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

为了更详细说明本实用新型，下面结合实施例对本实用新型提供的一种三维锥形纳米层膜结构，进行具体地描述。

请参阅图1，本实用新型提供了一种三维锥形纳米层膜结构，为：二氧化硅-二氧化铪复合层以及银层，二氧化硅层设置于二氧化铪层的上方；二氧化硅-二氧化铪复合层的数量大于10层，银层的上方设置有若干层二氧化硅-二氧化铪复合层。本实用新型提供的一种三维锥形纳米层膜结构，解决了现有技术中，日间冷却的方法存在着净辐射冷却功率较低的技术缺陷。

本实用新型实施例提供的技术方案中，使用了两种非金属介质—二氧化铪和二氧化硅，其中，二氧化铪具有高折射率、低紫外吸收的特性，对太阳光的吸收具有一定的抑制作用，二氧化硅折射率低、光学透明，其吸收峰在9μm左右，在8～13μm的大气窗口范围内引入吸收较强的材料，可以提高辐射率。

进一步地，三维金字塔形纳米多层膜结构，可形成蛾眼效应，进一步增强红外吸收特性，达到太阳光谱0.3～4μm波段的高反，在两个大气窗口8～13μm、16～26μm实现高吸收。

本实用新型实施例提供的技术方案中，通过三维锥形纳米层膜结构，可实现高性能的双窗口大气辐射，克服了金属材料对太阳光谱的高损耗，使得冷却器在白天阳光直射的情况下实现被动冷却。

同时，本实用新型实施例提供的结构，在达到太阳光谱高反射的同时还能实现双窗口的高红外吸收，从而实现在白天阳光直射的情况下，达到高效的冷却功率及相对较低的平衡温度。经计算，本实用新型提供的技术方案所得产品，在阳光直射的情况下，可反射超过95％的太阳光谱，并且能够实现双窗口的高红外吸收。在白天和夜间能够分别达到超过156W/m²和199W/m²的净辐射功率，并且当在环境温度为300K的情况下，白天和夜间分别有可能达到257.6K和241.5K的平衡温度。

为确保银层可以充分反射太阳光，本实用新型实施例提供的一种三维锥形纳米层膜结构中，银层的厚度为120nm～200nm。

根据二氧化硅和二氧化铪二者折射率与厚度进行匹配，产生共振吸收，进一步地提高大气窗口的吸收率，本实用新型实施例提供的技术方案中，二氧化硅层的厚度为1.8μm～2.0μm，二氧化铪层的厚度为150nm～200nm。

进一步地优化技术方案，更好地利用蛾眼效应，减少大气窗口波段的反射，本实用新型实施例提供的一种三维锥形纳米层膜结构中，三维锥形纳米层膜结构的底部宽度为10μm～11μm，三维锥形纳米层膜结构的顶部宽度为1.5μm～2μm。

本实用新型实施例提供的一种三维锥形纳米层膜结构还包括：基片层，基片层设置于银层的下部，基片层为硅片层；基片层作为衬底，可起到良好的支撑作用。

为有效确保设计的结构尺寸是大气透射窗口8～13μm和16～26μm波段的亚波长结构，从而提高结构对大气窗口波段的吸收能力，本实用新型实施例提供的技术方案中，相邻三维锥形纳米层膜结构的间距与单个三维锥形纳米层膜结构的底部宽度相同。

当二氧化硅-二氧化铪复合层的数量小于10层时，在大气窗口处的吸收率将会降低，从而会降低冷却效率；当二氧化硅-二氧化铪复合层的数量大于20层时，多层膜结构厚度增加，导致对太阳光谱的损耗增加，进而使得器件对太阳光谱波段的反射率降低，从而降低冷却效率，同时也会增加样品制备的成本，因此，兼顾上述因素，本实用新型实施例提供的一种三维锥形纳米层膜结构中，二氧化硅-二氧化铪复合层的数量为10～20层。

本实用新型提供的上述三维锥形纳米层膜结构，通过辐射降温的方式，为食品、药品等医疗用品的储存实现了无耗能储存。

综上所述，本实用新型提供了一种三维锥形纳米层膜结构，为：二氧化硅-二氧化铪复合层以及银层，二氧化硅层设置于二氧化铪层的上方；所述二氧化硅-二氧化铪复合层的数量大于10层，所述银层的上方设置有若干层所述二氧化硅-二氧化铪复合层。本实用新型提供的技术方案中，引入三维锥形纳米层膜结构，可实现高性能的双窗口大气辐射，并最终可以实现高效率的被动辐射冷却降温的能力；经计算，本实用新型提供的技术方案所得产品，在阳光直射的情况下，可反射超过95％的太阳光谱，并且能够实现双窗口的高红外吸收。在白天和夜间能够分别达到超过156W/m²和199W/m²的净辐射功率，并且当在环境温度为300K的情况下，白天和夜间分别有可能达到257.6K和241.5K的平衡温度。本实用新型提供的一种三维锥形纳米层膜结构，解决了现有技术中，日间冷却的方法存在着净辐射冷却功率较低的技术缺陷。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

一种三维锥形纳米层膜结构专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。