辐射制冷是通过调整结构的发射率/吸收率,使之与大气透明窗口波长相匹配,从而实现不消耗能量的被动制冷的方法。夜间辐射制冷已经有几个世纪的历史,但是多年来,由于自然材料在大气窗口的发射率低,且对太阳光谱的反射率有限,导致大多数辐射制冷结构在太阳下无法达到亚环境温度,因此想要在日间实现辐射制冷仍然是一个挑战。结构具有高发射吸收特性是实现辐射制冷的必要条件,近些年来,纳米制造技术的进步使制备具有特定辐射性能的结构成为可能,但迄今为止辐射制冷器件在大面积制备方面依然存在困难,这极大阻碍了辐射制冷器件的在实际中的应用。因此本文提出了一种非锥形超材料发射器的方法,与传统的锥形超材料相比,结构吸收谱的带宽不再受阵列顶部与底部直径之比的控制,且非锥形超材料的有效介电常数仅依赖于垂直柱的直径和介质层的厚度来调节。我们采用有限元法,对Al-Ge-MgF₂多层薄膜非锥形结构进行了光学特性和冷却性能的分析。以下是本文的主要内容:第一章主要介绍了辐射制冷器件的发展及研究现状,简要介绍了夜间和日间辐射制冷的发展和应用。第二章对辐射制冷的基本理论知识进行了论述,包括大气辐射,太阳辐照度,非辐射传热以及传热平衡。第三章对非锥形结构进行了理论分析,研究了非锥形超材料发射体的发射光谱特性对侧壁倾斜的敏感性,发射器在大气窗口的平均发射率为0.8,波长为8-13μm,在没有寄生热损失的情况下,可使温度降低55 K。第四章主要介绍了非锥形发射器的制备过程,并对样品进行了简单的SEM/显微和台阶仪分析。第五章对上述工作进行了总结,对非辐射超材料发射器的性能进行了概括性的描述,同时也提出了实验中的不足,为后续研究工作的进行铺平了道路。