- 文献综述（或调研报告）：
1、辐射冷却
随着世界经济增长，电力需求越来越大，能源短缺问题也日渐突出，人们逐渐将目光投向风能、太阳能等新能源，希望改变现有的能源结构，实现可持续发展。从热力学上讲，对于任何产生有用功的能量转换过程，例如电，都必须有热源和冷槽。 包括光伏和太阳能热系统在内的大多数可再生发电方法都依赖于将太阳用作热源，而将地球的周围环境用作冷阱。 然而，在晚上，不存在这种无处不在且易于访问的热源来驱动热机。 另一方面，确实存在着一个到处存在的冷阱，迄今为止，它已经被很大程度上忽略了：外层空间的冷。 然后，将地球表面周围的环境空气用作热源，将空间用作冷阱，则将使人们能够驱动一种新型的夜间热力发动机并在夜间发电[1]。而实现这一冷却需要一种特殊的辐射面板，通过大气窗口向太空辐射热量，从而可以获得低于环境温度的平衡温度，进而可以利用此温差进行温差发电。当前已经研究出了薄膜辐射器（聚合物薄膜、色素漆膜、无机涂膜）、纳米粒子辐射器、光子辐射器等多种辐射面板结构。
国外已经有研究表明随机化的玻璃聚合物混合超材料在整个大气传输窗口（8至13 um）内极易发射，厚度为50 um的膜反射了约96％的太阳辐射，而在8到13um之间具有近乎饱和的大于0.93的发射率[2]。也有研究设计出由七层厚度互不相同的二氧化铪（HfO2）和二氧化硅（SiO2）交替层组成的光子辐射冷却器，位于200纳米银（Ag）的顶部，所有这些均沉积在200毫米硅晶圆的顶部。该装置反射97％的入射阳光，同时在大气透明窗口中有选择地发出[3]。还有研究使用聚合物-二氧化硅镜进行被动辐射冷却的过程，聚合物镜由涂覆有聚合物顶层和背面银反射器的熔融石英晶片组成。 这个方案在日光直射下实现了白天的冷却温度差，在夜间则达到了8.4℃，比纳米光子结构在白天所达到的温度差大了近3℃[4]。
而国内有研究以丙烯酸树脂、PVC和PMMA作为高分子基体，TiO2、ZnO和ZrO2等无机物为添加剂，采用静电纺丝法制备多孔复合薄膜。其中添加2wt%TiO2的丙烯酸树脂薄膜反射率最高，约为89%，TiO2/丙烯酸树脂体系既可高度反射太阳光，又在大气窗口高发射，使其有广阔的发展前景[5]。
辐射冷却过程中辐射器的能量平衡过程如下图所示，
图1.辐射冷却的能量流
对于此模型，假定热电模块的冷侧为向上辐射的板，我们将其净能量平衡建模为：
（等式1）
在这种能量平衡中，我们近似地认为总热流由热传导支配，并且由于塞贝克效应和热电腿中的焦耳热而忽略了热量的产生和吸收。之所以做出这种简化的近似，是因为我们希望在较小的温差范围内工作（Th-Tc lt;2 K），在该范围内，热电模块的功率转换效率有望大大低于0.5％。 在公式1中：
