研究目的
展示一种配置方案，该方案通过将中红外透明的太阳能吸收器置于辐射冷却器上方，实现太阳与外太空能量的同步协同采集。
研究成果
该实验成功展示了利用同一物理区域同时协同从太阳和太空获取能量。太阳能吸收器被加热至比环境温度高24°C，而辐射冷却器则冷却至比环境温度低29°C。这项工作通过结合太阳能采集与辐射冷却技术，为可再生能源资源的获取开辟了新途径。
研究不足
实际应用中的主要限制因素是真空腔室中使用的硒化锌窗口成本较高，若要大规模部署，可改用硅或锗等更廉价的材料。此外，热管理也是关键考量，需尽量减少通过传导和对流向环境散失的寄生热量。
1：实验设计与方法选择：
该实验将一种在中红外波段透明的太阳能吸收器置于辐射冷却器上方，以同时从太阳和外太空获取能量。太阳能吸收器为500微米厚的未掺杂锗晶片，双面涂有中红外波长范围的防反射涂层。辐射冷却器采用先前研究设计的选择性发射器，由上至下依次为70纳米氮化硅层、700纳米非晶硅层和150纳米铝层，底部以硅晶片作为机械支撑。
2：样本选择与数据来源：
使用K型热电偶测量太阳能吸收器和辐射冷却器的温度，并同步记录太阳辐照度。
3：实验设备与材料清单：
实验装置包含锗制太阳能吸收器、用于机械支撑及红外透射的硒化锌窗口、减少寄生热损耗的真空腔室以及辐射屏蔽罩。
4：实验流程与操作规范：
在晴朗天空条件下将实验装置暴露于直射日光中，从日出到日落持续14小时进行温度监测。
5：数据分析方法：
通过将实验结果与理论预测值对比，验证同时从太阳和外太空获取能量的可行性。
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germanium solar absorber
500-μm-thick undoped germanium wafer with double-side antireflection coatings
Absorbs solar energy while being transparent in the mid-infrared wavelength range to allow radiative cooling.
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ZnSe window
Mechanically supports the high vacuum while being infrared transparent.
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radiative cooler
70-nm-thick silicon nitride layer, a 700-nm-thick amorphous silicon layer, and a 150-nm-thick aluminum layer
Emits thermal radiation in the 8–13-μm wavelength range to achieve radiative cooling.
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K-type thermocouples
Measures the temperatures of the solar absorber and the radiative cooler.
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