本发明涉及辐射制冷，更具体地，涉及一种双选择性全无机辐射制冷薄膜及其制备方法。
背景技术：
1、在能源消耗持续增加的基础上，全球气候变暖成为突出问题，对节能技术的需求也在以相应的速度增加。据统计，在能源消耗的各个方面中，冷却系统消耗了全球15％的发电量，占全球温室气体排放量的10％。被动日间辐射制冷(pdrc)是一种可以在阳光直射下实现亚环境制冷(将物体的温度降到环境温度以下)的绿色制冷技术，其不消耗任何能源且无任何温室气体的排放，是传统基于蒸汽压缩的制冷系统的理想替代技术。这项技术，在白天反射大部分入射的太阳能，并通过大气透明窗口将红外(ir)能量发射到具有3k低温温度的外部空间。由于日间辐射制冷技术的零能耗制冷的优势，在可穿戴设备，智能窗户，热电材料，太阳能电池等领域都有着广泛的应用。
2、在以前的研究中，精心设计的多层薄膜、光子晶体和超材料已被积极研究用于辐射冷却系统。典型的是，aaswath p.raman等人报道了在硅基底上镀有ag太阳反射层的7层二氧化铪与二氧化硅交替层的pdrc。实验上，该多层辐射冷却系统在850w m-2的太阳辐照度下提供了4.9℃的冷却温度和40.1w m-2的冷却功率。尽管表面微结构的引入，可以提高大气透明窗口的高发射率和提高太阳光谱区域(0.3～2.5μm)的反射率，但是这类pdrc由于其结构复杂、价格昂贵，使得其规模化应用十分困难。yao zhai等人引入了基于微颗粒嵌入超材料的辐射制冷系统。他们通过在聚合物基体中均匀掺入随机分散的sio2微颗粒，特定尺寸的微球强烈的散射红外光(由于high-orderresonances)，实现了在大气透明窗口提供高发射率的目标。户外实验中，在混合超材料的背面镀银(200nm)作为阳光反射层，显示出优越的日间辐射制冷性能。基于混合超材料的白天辐射制冷系统的优势在于，它们可以很容易地低成本，大面积的制造，具有广阔的商业应用前景。然而，现有的辐射制冷系统设计通常只关注主要的大气透明窗口(8μm～13μm)而忽略了另一个窗口(16μm～25μm)，没有充分挖掘它们的制冷潜力。只有少数的研究工作注意到了这一点。例如，公开号为cn116790087 a的中国专利公开了一种双选择性辐射制冷材料及其制作方法。他们通过将特定尺寸的聚甲醛纤维和聚四氟乙烯颗粒结合的方式，实现了一种高性能的双选择性热发射体，展示了双选择pdrc的设计在提升辐射制冷性能领域的巨大潜力。公开号为cn118703042 a的中国专利公开了一种双波段高发射率辐射制冷膜及制备方法，该材料是将第一聚合物填料粉体、第二无机物填料粉体与有机物膜基底材料及其他辅助添加剂，按比例混合均匀，消泡后，制作成薄膜状，固化后得到辐射制冷膜材料。能够实现双大气窗口波段同时具有高的发射率及大于90％的太阳光反射率。然而，基于聚合物的辐射冷却系统由于氧化、降解和剥落问题，导致其寿命有限。
技术实现思路
1、本发明的目的之一是提供一种双选择性全无机辐射制冷薄膜，以解决现有辐射制冷材料多为单波段高发射率材料，辐射制冷功率低，应用场景受限，使用寿命较低等问题；本发明的目的之二是提供一种双选择性全无机辐射制冷薄膜的制备方法。
2、为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
3、本发明的第一方面提供一种双选择性全无机辐射制冷薄膜，包括黏附层、金属反射层和多层介质膜层，其中：
4、所述黏附层设置于底层，所述黏附层上表面设置所述金属反射层，所述金属反射层上表面设置所述多层介质膜层；
5、所述多层介质膜层包括两种折射率相差大于预设阈值的材料按预设厚度以预设排列方式组成的准周期多层薄膜结构，其中所述多层介质膜层的层数、预设排列方式以及预设厚度根据双大气透射窗口选择性发射的理想光谱作为优化目标优化而得。
6、在上述技术手段中，黏附层用以黏附基底和辐射制冷薄膜；金属反射层对太阳光波段光谱具有高反射特性，吸收率低；多层介质膜层使得辐射制冷薄膜在两大气窗口处有选择性发射峰。同时由全无机材料组成的辐射供冷系统在系统寿命方面具有显著优势。
7、进一步的，所述黏附层包括金属钛制成的膜层。
8、进一步的，金属反射层包括金属膜制成的膜层，所述金属膜包括ag或al制成的膜。
9、进一步的，所述两种折射率相差大于预设阈值的材料，其中，高折射率的材料包括alon，al2o3，sinx，tio2或hfo2，低折射率的材料包括sio2、mgf2或alf3。
10、进一步的，所述多层介质膜层的层数、预设排列方式以及预设厚度根据双大气透射窗口选择性发射的理想光谱作为优化目标优化而得，包括：
11、使用模拟退火遗传算法和传输矩阵方法作为结构优化工具，以理想双选择性辐射制冷薄膜的理想光谱为优化目标光谱，每层厚度的参数设为0-000纳米，确定所述多层介质膜层的层数、预设排列方式以及预设厚度。
12、进一步的，所述模拟退火遗传算法中，每一代的适应度函数定义为：
13、
14、式中，φ表示适应度函数，μj表示权重，∈0(λj)表示目标发射率/吸收率光谱，∈(λj)表示当前发射率/吸收率光谱。
15、进一步的，所述多层介质膜层包括不同厚度的六个亚层构成。
16、进一步的，所述多层介质膜层包括不同厚度的sio2和si3n4交错设置的六个亚层构成。
17、进一步的，所述双大气透射窗口包括第一大气窗口和第二大气窗口，所述第一大气窗口为8微米至13微米，所述第二大气窗口为16微米至25微米。
18、本发明的第二方面提供一种双选择性全无机辐射制冷薄膜的制备方法，所述制备方法用于制备权利所述的双选择性全无机辐射制冷薄膜，包括以下步骤：
19、使用金属靶，采用磁控溅射方法或电子束蒸镀工艺，在工作表面沉积一层均匀的黏附层；
20、使用金属靶，采用磁控溅射方法或电子束蒸镀工艺，在所述黏附层上沉积一层均匀的金属反射层；
21、使用预设比例的反应气体，采用电感耦合离子体化学气相沉积工艺、纯靶直流或射频反应磁控溅射技术，在所述金属反射层上依次生长由折射率相差大于预设阈值的两种材料构成的多层介质膜层。
22、与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：
23、本发明提供了一种高性能全无机双选择性辐射制冷薄膜，所述辐射制冷薄膜在第一大气窗口和第二大气窗口均可选择性地发射红外线，所述第一大气窗口为8μm至13μm，所述第二大气窗口为16μm至25μm；且所述辐射制冷薄膜在太阳光谱范围内具有高反射的特性，所述太阳光谱范围为0.3μm至2.5μm；本发明的辐射制冷薄膜在两个大气窗口均具有高的选择性热发射率，可作为一种双选择性热发射体，且使其在排除大气寄生热的同时，可以通过两个大气窗口向外太空高效地散热，从而具有比现有辐射制冷发射体具有更高的制冷潜力。
1.一种双选择性全无机辐射制冷薄膜，其特征在于，包括黏附层(1)、金属反射层(2)和多层介质膜层(3)，其中：
2.根据权利要求1所述的双选择性全无机辐射制冷薄膜，其特征在于，所述黏附层(1)包括金属钛制成的膜层。
3.根据权利要求1所述的双选择性全无机辐射制冷薄膜，其特征在于，金属反射层(2)包括金属膜制成的膜层，所述金属膜包括ag或al制成的膜。
4.根据权利要求1所述的双选择性全无机辐射制冷薄膜，其特征在于，所述两种折射率相差大于预设阈值的材料，其中，高折射率的材料包括alon，al2o3，sinx，tio2或hfo2，低折射率的材料包括sio2、mgf2或alf3。
5.根据权利要求1所述的双选择性全无机辐射制冷薄膜，其特征在于，所述多层介质膜层(3)的层数、预设排列方式以及预设厚度根据双大气透射窗口选择性发射的理想光谱作为优化目标优化而得，包括：
6.根据权利要求5所述的双选择性全无机辐射制冷薄膜，其特征在于，所述模拟退火遗传算法中，每一代的适应度函数定义为：
7.根据权利要求6所述的双选择性全无机辐射制冷薄膜，其特征在于，所述多层介质膜层(3)包括不同厚度的六个亚层构成。
8.根据权利要求7所述的双选择性全无机辐射制冷薄膜，其特征在于，所述多层介质膜层(3)包括不同厚度的sio2和si3n4交错设置的六个亚层构成。
9.根据权利要求1所述的双选择性全无机辐射制冷薄膜，其特征在于，所述双大气透射窗口包括第一大气窗口和第二大气窗口，所述第一大气窗口为8微米至13微米，所述第二大气窗口为16微米至25微米。
10.一种双选择性全无机辐射制冷薄膜的制备方法，其特征在于，所述制备方法用于制备权利要求1至9任一项所述的双选择性全无机辐射制冷薄膜，包括以下步骤：