第一提交人是王山诚和江登久。
Longgui Yang, Gang Tan, 和 Yi Long 通讯系统
中国理工大学、怀俄明大学和南洋理工大学都设有通信单位。
DOI：10.1126/science.abg0291
摘要：
Radiative cooling materials spontaneously radiate long-wave infrared (LWIR) to the cold outer space, providing cooling power that is preferred in hot seasons. Radiative cooling has been widely explored for walls and roofs but rarely for windows, which are one of the least energy-efficient parts of buildings. We fabricated scalable smart windows using a solution process giving different emissivity (ε) at high (εLWIR-Hof 0.61) and low (εLWIR-Lof 0.21) temperatures to regulate radiative cooling automatically while maintaining luminous transparency and near-infrared (NIR) modulation. These passive and independent visibleCNIRCLWIR regulated smart windows are capable of dynamic radiative cooling for self-adapting applications across different climate zones.
红外线长波辐射可自动将放射性冷却元素传送到寒冷的外层空间。在温暖季节,可以提供冷却能力。墙壁和屋顶的辐射冷却受到了很多关注。然而,这种技术很少用于窗户。它是结构中能效最低的组成部分之一。为了开发可伸缩的智能窗口,我们采用了辐射系数()变量解决方案办法。可能高(LWIR-H为0.61)或低(LWIR-L为0.21)。同时保持透明度和近红外线控制。这些智能窗口 具有被动和独立的可见 -NIR -LWIR控制 可能会动态辐射 冷却。它有可能用于各种气候区的自我适应应用。
图1:窗口结构和想法(辐射冷却热转换器)。(A) 最佳节能智能窗口概念。在夏季和冬季,红线和蓝线显示了最佳节能智能窗口的范围。在LWIR, Tsol(太阳)和热辐射分别有助于供暖和冷却。可见的亮光透明度保持不变。在夏天,窗户应该有近红外屏障和强力的LWIR。以促进辐射冷却，这必须改变为冬季适得其反的反应。(B) 夏季(左)和冬季(右)RCRT窗口功能原则。以黄色箭头显示 Tsol 。红箭显示热辐射。在夏季，近红外光被阻挡，可见光透过窗户，增强热辐射。在冬季，可见的近红外线光线进入房间。为防止热损耗,热辐射是有限的。(c) RCRT窗口生产流程图。(D) RRCRT窗口图表结构。(E) RCRT窗口(顶部)和VO2窗口(底部)在低温和高温下方的照片,不修改RC。样本大小为5×5厘米。
图2:RCRT窗口光学和热性能。(A) 在20°C(蓝线)和90°C(红线)的温度下,使用可见近红外线光谱和LWIR光谱分别对RC可修改和(B)不可修改材料进行了分析。它分别与“Am1”全球太阳光谱(黄影)和LWIR大气通过窗口(蓝影)相对应。在左边的图表中,有驻地协调员对账和没有驻地协调员对账的样本结构逐个加以说明。太阳光用于改变两个样品。另一方面,RCRT窗口在20°C时显示低LWIR。它在90°C时拥有大量LWIR。对于未经过RC修改的样本,LWIR变化不大。(C) 由于温度从30°C升至100°C,RCRT窗户(顶部)和未经RC修改的VO2样本(底部)的红外摄像头照片。背景中的LWIR是零. 5。在30-60°C时,与背景相比,它有更暗色的色调。说明其εLWIRεLWIR变成了>0.5。相比之下，温度介于30°C至100°C之间。未经调和的样品总是比背景更亮。
图3:RRT窗口LWIR发射率调和和能源使用模型。(A) 最大(红线)、最大(黄线)和最大(蓝线)的Vo2RCRT样本LWIR-L和LWIR-H频谱(干线)。PMMA的厚度(聚甲基甲基丙烯酸酯,有机玻璃)可以改变。当将VO2-PMMA层厚度与VO2质量比作比较时,我们开发了具有不同LWIR和解能力的样本。(B) Tsol和LWIR能源使用量对冷(左)和热(右)能源使用量的影响在第四次气候区消费中的分配,Tsol和LWIR能源使用量对第四个气候区冷(左)和热(右)能源使用量的影响。当LWIR = 0,Tsol = 10%,LWIR = 0时。LWIR = 0.1和Tsol = 90%,冷却能源使用最少。加热能耗最小。这一观察与图1A中描述的理想窗口是一致的。(C) 区域1 -- -- 以静态优化样品模拟具有动态优化样品的静态优化样品取暖冷却能效(蓝色柱)。在这个模拟中，吸尘器设定为30%。我不确定我能创造一个 最优化的动态窗口 冷却的LWIR为零。供热为0.1。从第2区到第7区，一个已优化的动态窗口比优化的静态窗口使用能量更少。(D) W混合最大样品与商用低E玻璃杯的混合,全球供暖和冷却能源效率估计数。 在不同的气候区，RCRT窗口的性能超过商业低E玻璃。节能单位是MJ/m。