微加工定向发射器的辐射冷却与建筑热调节

我们展示了一种微加工定向发射器（{\mu}DE），其在热波长范围内实现超广带、方位选则且可调制的 emittance，覆盖宽角范围。{\mu}DE 可实现新型被动季节性建筑热调节，通过降低夏季陆地辐射热量吸收及冬季热量损失。我们展示了多种类型的 {\mu}DE，包括金属、白色及透明型号，这些模型采用低成本材料及大规模生产工艺实现。进一步表明，{\mu}DE 的定向 emittance 可几何调控，以适配不同城市场景的天空视场因子。户外实验表明，{\mu}DE 在温暖天气下比传统全向建筑包覆体低 1.53~3.26{\deg}C，包括在直射阳光照射下亦然；在寒冷天气下，{\mu}DE 可高出 0.46{\deg}C。此外，{\mu}DE 在温暖条件下展现最高达 40 Wm^-2 的显著制冷功率，以及在凉爽条件下达 30 Wm^-2 的加热功率，相较于典型建筑包覆体。建筑能源模型显示，{\mu}DE 在全季节的能源节省效果不逊于或优于冷屋顶。总体而言，本研究表明 {\mu}DE 在建筑热调节方面具有高度前景。