太阳能光电转换是一种最为普遍的太阳能利用方式,而太阳能电池是太阳能光电转换的核心部件。由于太阳能电池的转换效率不高,吸收的大部分太阳辐射耗散为热能,提升了电池的温度,而过高的温度又进一步限制了太阳能电池的转化效率。因此,降低工作温度对于太阳能光电转换而言至关重要。太阳能电池的传统冷却方式以主动冷却为主,需要额外能耗设备,成本高,设备安装复杂,可靠性低。近年来,基于辐射制冷原理的太阳能辐射散热技术受到了学者的广泛关注,这是一种完全被动式的冷却方式,无需额外设备和能量,只需要一种光谱选择性辐射体。本文基于太阳能电池的辐射散热理论,提出了光栅、金字塔和圆顶三种周期性微结构辐射体,对其进行了光学仿真和优化,同时制备了周期性金字塔结构辐射体并进行性能测试。本文主要工作可分为以下四个部分:1.建立了太阳能电池辐射散热的热学模型,初步评估了太阳能电池辐射散热的潜力,并进行相应的参数分析。结果表明,在不改变太阳能电池有效太阳光吸收的前提下,提高电池中红外发射率有利于电池的辐射散热。2.选择了二氧化硅和PDMS(聚二甲基硅氧烷)作为辐射体材料,设计了光栅、金字塔和圆顶三种周期性微结构辐射体,并利用严格耦合波分析法对其进行了光谱仿真和优化。结果显示,三种微结构的较优占空比分别为0.2,0.9和0.9,而较优周期为5μm,10μm和5μm,同时金字塔结构PDMS辐射体的光谱特性最佳,其在中红外波段的发射率接近于1,可见光与近红外波段的吸收率接近于0。3.利用光刻、湿法刻蚀与微结构转印方法制备了周期性金字塔微结构PDMS辐射体,并对其进行了形貌与光谱表征。结果表明,该辐射体金字塔结构完整,周期稳定,且辐射体在0.3-1.1μm波段透射率和4-16μm波段发射率都接近于1。4.搭建室外实验装置,将制备的周期性金字塔微结构PDMS辐射体与封装的多晶硅太阳能电池结合,进行户外工况下的实验测试,同时辅助以电池的I-V测试。结果表明,封装多晶硅太阳能电池增加了制备的辐射体后,电池的辐射散热能力加强,温度可以下降2°C-3°C,同时I-V曲线表明封装电池在增加辐射体后,不影响电池对有效光子的吸收,证明了制备的周期性金字塔微结构PDMS辐射体具有给太阳能电池被动冷却的效果。