[发明专利]太阳能吸收和辐射冷却制品和方法

说明书

无源冷却制品可以包括第一元件，该第一元件限定在大气红外波长范围内的高吸光度和在太阳波长范围内的高平均反射率。该第一元件可以限定第一主表面(114，214，314，414)，该第一主表面被定位和成形为将在该太阳波长范围内的太阳能反射到与该第一主表面(114，214，314，414)间隔开一定距离的能量吸收器(108，208，308，408，508，608)。该能量吸收器(108，208，308，408，508，608)可以是加热面板或光伏电池。第二元件可以限定高热导率并且热耦接到该第一元件的第二主表面(116，216，416)，以将热能从该第二元件传递到该第一元件以冷却该第二元件。

发明内容

本公开涉及太阳能吸收和辐射冷却制品、工艺和技术。在一些实施方案中，本公开涉及提供吸收能量和冷却的双重功能性的太阳能吸收和辐射冷却制品(通常描述为集成或杂化制品)。在一些实施方案中，这些制品包括(1)用于将太阳能反射到能量吸收器以用于太阳能转换的高反射率元件和(2)用于冷却的高发射率元件。在一些方面，可将太阳能转换为热能或电能。在一些方面，本技术可与加热和冷却系统(诸如附接到建筑物的热交换器)一起使用。特定类型的热交换器可包括但不限于吸收冷却器和蒸汽冷凝器。在一些方面，本技术可与可包括光伏电池的电能发生器一起使用。制品可包括各种宏观结构、微观结构或甚至纳米结构，以促进本文所述的特定特性。如本文所用，术语“制品”也可被描述为设备或系统，这取决于使用的上下文。

在一些实施方案中，本公开涉及一种无源冷却制品，该无源冷却制品包括第一元件，该第一元件限定在8微米至13微米的大气红外波长范围内大于或等于0.5的第一吸光度，并且至少部分地限定在0.4微米至2.5微米的太阳波长范围内大于或等于80％的第一平均反射率。第一元件包括第一主表面，该第一主表面被定位和成形为将在太阳波长范围内的太阳能反射到与第一主表面间隔开一定距离的能量吸收器。该无源冷却制品包括第二元件，该第二元件限定大于0.1W/m-K的热导率。第二元件热耦接到第一元件的第二主表面以将热能从第二元件传递到第一元件以冷却第二元件。

在一些实施方案中，第一元件可包括多层光学膜。在一些实施方案中，第一元件可包括紫外线反射多层光学膜。在一些实施方案中，能量吸收器可包括内部体积以容纳可由太阳能加热的流体。在一些实施方案中，能量吸收器可包括光伏电池。在一些实施方案中，第一元件可以是在太阳波长范围内的镜面太阳能镜。在一些实施方案中，第一主表面可具有弯曲形状。在一些实施方案中，弯曲形状可具有抛物曲线。在一些实施方案中，弯曲形状可具有复合抛物曲线。

在一些实施方案中，本公开涉及一种无源冷却制品，该无源冷却制品包括第一元件，该第一元件具有第一主表面的第一区域，第一元件限定在8微米至13微米的大气红外波长范围内大于或等于0.5的第一吸光度，并且至少部分地限定在太阳波长范围内大于或等于80％的第一平均反射率。该无源冷却制品包括第二元件，该第二元件限定大于0.1W/m-K的热导率。第二元件热耦接到由第一元件限定的第二主表面的第一区域以将热量从第二元件传递到第一元件以冷却第二元件。无源冷却制品包括具有第一主表面的第二区域的能量吸收器。能量吸收器被配置为接收在0.35微米至2.5微米的太阳波长范围内的太阳能。第一主表面的第一区域被定位和成形为将在太阳波长范围内的反射太阳能引导到第二区域。

在一些实施方案中，能量吸收器可包括内部体积以容纳可使用太阳能加热的流体。在一些实施方案中，第一主表面的第一区域可具有平面形状。在一些实施方案中，能量吸收器可包括光伏电池。在一些实施方案中，垂直于第一主表面的第一区域的至少一部分的第一矢量可与垂直于第一主表面的第二区域的至少一部分的第二矢量限定元件角度。元件角度可大于或等于90度且小于或等于175度。在一些实施方案中，第一元件可包括在太阳波长范围内的漫射太阳能镜。在一些实施方案中，漫射太阳能镜可包括微孔聚合物层或具有至多50微米的有效D90粒度的无机颗粒阵列。在一些实施方案中，该制品还可包括以交替阵列布置在第一端部区域与第二端部区域之间的多个第一元件和多个第二元件。在一些实施方案中，第一主表面的第二区域可具有弯曲形状。