KR20210000278A - 색상형 복사냉각 디바이스 - Google Patents

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Abstract

본원은 파장 선택적 투과층과 중적외선 방사층 사이에 선택적 열 투과막을 포함하는 색상형 복사냉각 디바이스, 및 상기 색상형 복사냉각 디바이스를 이용한 물체의 냉각 방법에 관한 것이다.

Description

색상형 복사냉각 디바이스{COLORED RADIATIVE COOLING DEVICE}
본원은, 파장 선택적 투과층과 중적외선 방사층 사이에 선택적 열 투과막을 포함하는 색상형 복사냉각 디바이스, 및 상기 색상형 복사냉각 디바이스를 이용한 물체의 냉각 방법에 관한 것이다.
복사냉각 디바이스란 태양빛 아래에서도 외부 에너지의 유입 없이 자가적으로 주변 기온보다 차가워지는 장치로서, 지구 온난화로 인하여 세계적으로 에너지의 수요량이 증가하고 있는 현실에서 에너지 소비 없이 건물 또는 물건의 냉각 및 보온에 도움이 되는 상기 복사냉각 디바이스의 존재는 글로벌 에너지 산업에 큰 영향을 미칠 수 있다.
지금까지는 냉각 성능의 개선을 위한 연구만이 활발하여 종래 복사냉각 디바이스는 흰색 페인트나 거울 같은 한정적인 색상만 표현 가능하여 차량 및 주택 등 미적인 요소가 중요한 응용분야에 적용이 어려운 문제점이 있었다. 이에, 최근에는 색상형 복사냉각 디바이스 개발을 위해 연구가 진행되고 있으며, 논문[Li, Wei, et al. "Photonic thermal management of coloured objects." Nature communications 9.1 (2018): 4240]에서는 태양광 및 중적외선을 조절하는 다층구조의 색상형 복사냉각 디바이스를 개시하고 있으나, 대기보다 10℃ 이상 높은 온도만 구현하는 냉각 성능을 보유하고 있다. 이의 주요 원인은 색상 발현을 위해 흡수한 태양광 에너지가 복사열 방출보다 크기 때문이므로 종래의 색상형 복사냉각 디바이스 설계 방법으로는 임의의 색상과 대기 온도 이하의 냉각을 동시에 구현할 수 없음을 의미한다. 또한, 특정 색상과 대기 온도 이하의 냉각을 구현하더라도 종래의 색상형 복사냉각 디바이스의 복사냉각 소재는 외부에 노출되므로 대기와 복사냉각 디바이스의 온도 차이가 대기의 전도 및 대류에 의한 에너지 흡수를 유발하여 복사냉각 효율이 좋을수록 오히려 열흡수가 강해지는 효과가 나타난다. 이때 대기의 전도 및 대류에 의한 잔열 흡수는 바람의 세기에 비례하기 때문에 날씨에 따라 불안정한 냉각성능도 유발될 수 있다.
이에, 본 기술분야에서는 안정적으로 대기 온도 이하로 냉각할 수 있으면서도 색상을 구현할 수 있는 색상형 복사냉각 디바이스가 요구되고 있는 실정이다.
본원은, 파장 선택적 투과층과 중적외선 방사층 사이에 선택적 열 투과막을 포함함으로써 색상 구현과 동시에 우수한 복사냉각 성능을 발현하는 색상형 복사냉각 디바이스에 관한 것이다.
그러나, 본원이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본원의 제 1 측면은, 파장 선택적 투과층과 중적외선 방사층 사이에 선택적 열 투과막을 포함하는 색상형 복사냉각 디바이스를 제공한다.
본원의 제 2 측면은, 제 1 측면에 따른 색상형 복사냉각 디바이스를 이용한, 물체의 냉각 방법을 제공한다.
본원의 구현예들에 따른 색상형 복사냉각 디바이스는 복사냉각 소재인 중적외선 방사층과 색상 구현 소재인 파장 선택적 투과층 사이에 선택적 열 투과막이 도입되어 중적외선 방사층과 파장 선택적 투과층이 열적으로 분리 설계된 것으로서, 색상 구현과 복사냉각 성능을 독립적으로 제어하여 선명한 색상 발현 및 우수한 복사냉각 성능을 동시에 발현시킬 수 있다. 구체적으로, 상기 파장 선택적 투과층을 통해 R,G,B 등 모든 색상을 구현함과 동시에 선택적 열 투과막과 중적외선 방사층을 통해 대기 온도보다 10℃ 내지 20℃ 이상 냉각이 가능하며, 이론적으로는 50℃ 이상 냉각 가능한 색상형 복사냉각 디바이스를 제공할 수 있다. 색상을 구현하지 않은 종래기술의 복사냉각 디바이스의 냉각 성능 발현 온도가 대기 온도와의 차이가 10℃ 미만인 점을 고려할 때, 본원의 색상형 복사냉각 디바이스는 색상 구현과 냉각 성능 모든 면에서 종래기술에 비해 우수한 특징이 있다.
본원의 구현예들에 따른 색상형 복사냉각 디바이스는 파장 선택적 투과층의 중적외선 투과율, 선택적 열 투과막의 중적외선 투과율 및 중적외선 방사층의 중적외선 흡수율 각각을 독립적으로 조절하여 디바이스 전체의 냉각 성능을 극대화할 수 있으므로, 응용별로 적절한 색상 구현과 냉각 성능을 설계할 수 있다.
본원의 구현예들에 따른 색상형 복사냉각 디바이스는 중적외선 방사층이 파장 선택적 투과층과 선택적 열 투과막에 의해 외부 대기와 차단되어 있으므로 외부 공기에 의한 열전도 및 대류로 인한 잔열 흡수를 방지할 수 있다. 또한, 태양광 흡수로 인해 파장 선택적 투과층의 온도가 대기보다 높기 때문에 대기는 오히려 파장 선택적 투과층의 온도를 낮추는 기능을 하여 본원의 색상형 복사냉각 디바이스의 냉각 성능이 보다 향상될 수 있으므로, 본원의 색상형 복사냉각 디바이스는 날씨에 관계없이 종래기술에 비해 안정적으로 대기 온도 이하로 냉각할 수 있으면서도 색상을 구현할 수 있다.
본원의 구현예들에 따른 색상형 복사냉각 디바이스는 에너지를 사용하지 않고도 반영구적인 냉각 성능을 구현할 수 있으므로 냉매의 온도 저하를 위해 에너지를 소모하는 모든 냉각, 냉방 시스템을 보완 및 대체할 수 있고, 구체적으로 상업용 건물, 주택, 선박, 자동차, 도로 등을 비롯하여 태양전지 및 LED 등 작은 소자에 적용하여 색상 구현과 동시에 냉각 성능을 부여하여 심미적 효과와 에너지 소비효율 향상에 이바지할 수 있다.
도 1은, 본원의 일 구현예에 따른 색상형 복사냉각 디바이스의 구조(a) 및 파장 별 요구 성능(b)을 나타내는 개략도이다.
도 2는, 본원의 일 구현예에 있어서, 파장 선택적 투과층의 구조(a)의 개략도 및 파장 별 성능(b)을 나타내는 그래프이다.
도 3은, 본원의 일 실시예에 있어서, 빨간색 색상을 발현하는 파장 선택적 투과층의 샘플(a) 및 이의 구조(b)을 나타내는 개략도이다.
도 4는, 본원의 일 비교예에 있어서, RGB와 같은 선명한 색상을 발현하지 않는 파장 선택적 투과층의 샘플(a) 및 이의 구조(b)을 나타내는 개략도이다.
도 5는, 본원의 일 실시예에 있어서, 가시광 및 근적외선 영역의 파장에서의 실시예 및 비교예에 따른 파장 선택적 투과층의 반사율을 확인한 그래프이다.
도 6은, 본원의 일 실시예에 있어서, 중적외선 영역의 파장에서의 실시예 및 비교예에 따른 파장 선택적 투과층의 반사율 및 투과율을 확인한 그래프이다.
도 7은, 본원의 일 실시예에 있어서, 실시예 및 비교예에 따른 복사냉각 디바이스의 하루동안 대기 온도 대비 냉각 발현 온도를 확인한 그래프이다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 “연결”되어 있다고 할 때, 이는 “직접적으로 연결”되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 “전기적으로 연결”되어 있는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 “상에” 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 “약”, “실질적으로” 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본원의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다.
본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 “~(하는) 단계” 또는 “~의 단계”는 “~ 를 위한 단계”를 의미하지 않는다.
본원 명세서 전체에서, 마쿠시 형식의 표현에 포함된 “이들의 조합(들)”의 용어는 마쿠시 형식의 표현에 기재된 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 혼합 또는 조합을 의미하는 것으로서, 상기 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 의미한다.
본원 명세서 전체에서, “A 및/또는 B”의 기재는 “A 또는 B, 또는 A 및 B”를 의미한다.
본원 명세서 전체에서, "태양광"은 태양으로부터 유입되고, 자외선, 가시광 및 근적외선(0.3 μm 내지 4 μm)을 포함하는 전자기파를 의미한다.
본원 명세서 전체에서, "중적외선(mid-IR; MIR)"은 어떤 물체가 흑체 복사하는 적외선 중에서 대기가 흡수하지 못하는 8 μm 내지 13 μm의 파장의 전자기파를 의미한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본원의 구현예 및 실시예를 상세히 설명한다. 그러나, 본원이 이러한 구현예 및 실시예와 도면에 제한되지 않을 수 있다.
본원의 제 1 측면은, 파장 선택적 투과층과 중적외선 방사층 사이에 선택적 열 투과막을 포함하는, 색상형 복사냉각 디바이스를 제공한다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 파장 선택적 투과층은 색상을 발현하고, 상기 중적외선 방사층은 복사냉각을 구현하고, 상기 선택적 열 투과막은 열 교환을 차단하는 것일 수 있다.
일반적으로 복사냉각 디바이스에서는 대기 온도 이하의 복사냉각을 위해서 입사되는 태양광을 90% 이상 반사해야만 하므로 종래의 복사냉각 디바이스는 백색 등 한정적인 색상만을 구현할 수 있는 한계가 존재하였다. 이에 반해 본원은 열적 분리설계 및 광학적 복합설계를 통해 선명한 색상과 냉각의 성능을 모두 극대화시킨 색상형 복사냉각 디바이스이다.
구체적으로 설명하면, 복사냉각 디바이스는 주요 열 공급원인 태양광을 차단하기 위해 반사 또는 산란을 극대화하도록 설계된다. 반면, 색상 구현을 위해서는 가시광 영역(0.4 μm 내지 0.8 μm) 내 특정 파장만 반사해야 한다. 즉, 색상형 복사냉각 디바이스를 구현하기 위해서는 색상 발현을 위해 특정 파장의 빛만 반사하고 나머지 파장의 빛은 냉각을 위해 흡수를 막아야 한다. 하지만 종래의 복사냉각 디바이스는 특정 파장의 빛을 반사하고 나머지 파장의 빛은 흡수할 수 밖에 없었으며, 이는 내부의 물체로 전달되어 물체의 온도를 높이는 작용을 하였다. 태양광 일부라도 내부 물체에 흡수되는 경우에는 대기 온도보다 낮은 온도범위로 냉각 성능을 부여하기는 어려우므로 종래의 색상형 복사냉각 디바이스는 색상 구현과 냉각성능 부여를 동시에 달성할 없는 한계점이 있었다.
본원에 따른 색상형 복사냉각 디바이스는 복사냉각 소재인 중적외선 방사층과 색상 구현 소재인 파장 선택적 투과층을 열적으로 분리설계하고, 두 소재 사이에 선택적 열 투과막을 배치하여 열 교환을 차단함으로써 안정적인 색상 발현과 동시에 대기 온도 이하의 우수한 냉각성능을 구현할 수 있다. 상기 선택적 열 투과막은 일부 태양광 흡수로 인해 높은 온도 상태인 파장 선택적 투과층에서 상대적으로 낮은 온도 상태인 중적외선 방사층으로의 열전달을 차단함으로써 색상과 냉각 성능의 동시 구현을 가능케 하는 역할을 한다. 따라서 냉각이 필요한 물체를 중적외선 방사층 부분과 접합되도록 하면 에너지 소모 없이도 대기보다 낮은 온도로 물체가 냉각되도록 할 수 있다. 또한, 본원은 파장 선택적 투과층과 중적외선 방사층을 분리 설계되는 것이므로, 각층의 고유 기능에만 집중하여 최적화 설계가 가능한 점에서 본원에 따른 색상형 복사냉각 디바이스는 극한의 냉각효율과 임의의 색을 동시에 구현할 수 있는 장점이 있다.
도 1을 참조하면, 본원에 따른 색상형 복사냉각 디바이스는 상단부터 하단까지 순서대로 파장 선택적 투과층, 선택적 열 투과막 및 중적외선 방사층을 포함하고 있다 (도 1의 a). 각 층에서는 모두 상이한 광학적 특성이 요구되며 (도 1의 b), 이를 구현하기 위해서는 각 층은 서로 상이한 물질과 구조로 설계되어야 한다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 파장 선택적 투과층은 제 1 형태로서, 입사하는 태양광 중 구현하고자 하는 색상의 제 1 파장을 반사하고, 상기 제 1 파장 이외의 태양광을 흡수하고, 중적외선을 투과시키는 것일 수 있다 (이하, 제 1 형태의 파장 선택적 투과층이라 한다). 구체적으로, 본원 색상형 복사냉각 디바이스 상단의 제 1 형태의 파장 선택적 투과층은 태양광 중 구현하고자 하는 색상의 목표 파장만 반사하면서 나머지의 태양광 파장은 모두 흡수하고, 동시에 복사냉각 성능 구현을 위해 중적외선 영역의 파장은 반사와 흡수 없이 투과시켜 선택적 열 투과막 및 중적외선 방사층으로 유입되도록 한다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 파장 선택적 투과층은 제 2 형태로서, 입사하는 태양광 중 구현하고자 하는 색상의 제 1 파장을 반사 또는 투과시키며, 상기 제 1 파장 이외의 태양광을 흡수하고, 중적외선을 투과시키는 것일 수 있다 (이하, 제 2 형태의 파장 선택적 투과층이라 한다). 구체적으로, 본원 색상형 복사냉각 디바이스 상단의 제 2 형태의 파장 선택적 투과층은 태양광 중 구현하고자 하는 색상의 목표 파장만 반사 또는 투과시키면서 나머지의 태양광 파장은 모두 흡수하고, 동시에 복사냉각 성능 구현을 위해 중적외선 영역의 파장은 반사와 흡수 없이 투과시켜 선택적 열 투과막 및 중적외선 방사층으로 유입되도록 한다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 파장 선택적 투과층은 다층 박막, 나노 패턴 또는 분산된 나노입자를 포함하는 고분자층의 형태일 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다. 본원의 색상형 복사냉각 디바이스는 파장 선택적 투과층과 중적외선 방사층이 분리설계 되어 광학적 특성을 극대화 시키기 위해 자유롭게 형태 변경이 가능하므로, 상기 파장 선택적 투과층은 다층 박막, 나노 패턴 또는 분산된 나노입자를 포함하는 고분자층의 형태뿐만 아니라, 이외의 다른 형태의 파장 선택적 투과층을 제한 없이 사용할 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 파장 선택적 투과층은 기판에 황화 아연(ZnS), 불화 바륨(BaF2), 징크 셀레나이드(ZnSe), 불화 칼슘(CaF2), 염화 나트륨(NaCl), 브롬화 칼륨(KBr), 염화 칼륨(KCl), 염화은(AgCl), 브롬화 은(AgBr), 요오드화세슘(CsI), 염화루비듐(RbCl), 불화 마그네슘(MgF2), 다이아몬드, 탈륨 브로모아이오다이드(Thallium Bromoiodide, TlBrI; KRS-5), 산화티탄(TiO2), 산화지르콘(ZrO2), 산화아연(ZnO), 산화규소(SiO2) 등 산화물, 질화규소(Si3N4) 등 질화물, 유무기 안료 및 유무기 염료로 구성된 군에서 선택되는 1 종 이상의 화합물이 적층된 형태일 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 제 1 형태의 파장 선택적 투과층의 제 1 기판은 유리, 쿼츠, 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리이미드(PI), 폴리스타이렌(PS), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 게르마늄(Ge), 규소(Si) 및 갈륨비소(GaAs)를 포함하는 군에서 선택되는 1 종 이상의 화합물을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다. 구체적으로, 상기 제 1 형태의 파장 선택적 투과층은 다층 박막 형태일 수 있으며, 이 때 다층 박막은 황화 아연(ZnS), 불화 바륨(BaF2), 징크 셀레나이드(ZnSe), 불화 칼슘(CaF2), 염화 나트륨(NaCl), 브롬화 칼륨(KBr), 염화 칼륨(KCl), 염화 은(AgCl), 브롬화 은(AgBr), 요오드화 세슘(CsI), 염화 루비듐(RbCl), 불화 마그네슘(MgF2), 다이아몬드, 탈륨 브로모아이오다이드(Thallium Bromoiodide, TlBrI; KRS-5), 산화티탄(TiO2), 산화지르콘(ZrO2), 산화아연(ZnO), 산화규소(SiO2) 등 산화물, 질화규소(Si3N4) 등 질화물, 유무기 안료 및 유무기 염료로 구성된 군에서 선택되는 1 종 이상의 화합물이 유리, 쿼츠, 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리이미드(PI), 폴리스타이렌(PS), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 게르마늄(Ge), 규소(Si), 및 갈륨비소(GaAs)를 포함하는 군에서 선택되는 1종 이상의 화합물을 포함하는 제 1 기판에 다수 적층된 형태일 수 있다. 또한 이 때, 상기 제 1 기판은 태양광을 흡수하고 중적외선을 투과시키는 것일 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 제 2 형태의 파장 선택적 투과층의 제 2 기판은 염화 나트륨(NaCl), 브롬화 칼륨(KBr), 염화 칼륨(KCl), 황화 아연(ZnS), 염화 은(AgCl), 브롬화 은(AgBr), 요오드화 세슘(CsI) 및 다이아몬드를 포함하는 군에서 선택되는 1 종 이상의 화합물일 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다. 구체적으로, 상기 제 2 형태의 파장 선택적 투과층은 다층 박막 형태일 수 있으며, 이 때 다층 박막은 황화 아연(ZnS), 불화 바륨(BaF2), 징크 셀레나이드(ZnSe), 불화 칼슘(CaF2), 염화 나트륨(NaCl), 브롬화 칼륨(KBr), 염화 칼륨(KCl), 염화 은(AgCl), 불화 은(AgBr), 요오드화 세슘(CsI), 염화 루비듐(RbCl), 불화 마그네슘(MgF2), 다이아몬드, 탈륨 브로모아이오다이드(Thallium Bromoiodide, TlBrI; KRS-5), 산화티탄(TiO2), 산화지르콘(ZrO2), 산화아연(ZnO), 산화규소(SiO2) 등 산화물, 질화규소(Si3N4) 등 질화물, 유무기 안료 및 유무기 염료로 구성된 군에서 선택되는 1 종 이상의 화합물이 염화 나트륨(NaCl), 브롬화 칼륨(KBr), 염화 칼륨(KCl), 황화 아연(ZnS), 염화 은(AgCl), 브롬화 은(AgBr), 요오드화 세슘(CsI) 및 다이아몬드를 포함하는 군에서 선택되는 1 종 이상의 화합물을 포함하는 제 2 기판에 다수 적층된 형태일 수 있다. 이 때, 상기 제 2 기판은 태양광 및 중적외선을 투과시키는 것일 수 있으며, 상기 제 2 기판에 적층된 화합물(들)은 입사하는 태양광 중 구현하고자 하는 색상의 제 1 파장 이외의 태양광 영역의 파장은 모두 흡수하는 것일 수 있다.
도 2를 참조하면, 태양광 흡수율이 높고 중적외선에서 투명한 Ge 기판에 Ge와 근적외선 내지 중적외선 영역의 파장에서 투명한 ZnS, BaF2를 사용하여 다층 박막 구조의 제 1 형태의 파장 선택적 투과층을 구현하였다 (도 2의 a). ZnS 또는 BaF2을 포함하는 박막은 빛의 간섭 효과를 유발하여 태양광 내 특정 파장만 반사하고 나머지 태양광은 투과시켜 Ge에 흡수되도록 한다. 상기 파장 선택적 투과층이 R, G, B의 색을 구현함과 동시에 반사된 파장 이외의 태양광을 흡수하고, 중적외선을 투과시킴을 확인할 수 있다 (도 2의 b). 다층 박막을 구성하는 물질의 선택, 박막의 개수, 박막의 두께 및/또는 주기 패턴을 조절하여 파장 선택적 투과층에서 태양광 중 반사하는 파장을 선택할 수 있음과 동시에 선택된 파장 이외의 태양광을 Ge에 흡수되도록 하고, 중적외선을 투과시켜 선택적 열 투과막 및 중적외선 방사층으로 유입될 수 있도록 할 수 있다. 또한, 상기 Ge는 태양광 흡수와 동시에 중적외선 파장 영역에서의 반사 방지층의 역할을 수행하여 중적외선을 반사없이 80% 이상, 90%이상, 95% 이상 선택적 열 투과막으로 투과될 수 있도록 할 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 선택적 열 투과막은 중적외선을 투과시키고, 상기 파장 선택적 투과층에서 상기 중적외선 방사층으로의 열 전달을 차단하는 것일 수 있다. 구체적으로, 상단의 상기 제 1 형태의 파장 선택적 투과층에서 모든 태양광 영역의 파장이 반사 또는 흡수되므로 선택적 열 투과막에서는 태양광을 고려할 필요가 없이 열 전달만을 차단하도록 설계된다. 즉, 상기 선택적 열 투과막은 열전도율을 최소화하여 상대적으로 고온인 파장 선택적 투과층과 상대적으로 저온인 중적외선 방사층 사이의 열 교환을 차단하도록 설계됨과 동시에 중적외선을 흡수하지 않고 모두 투과시키도록 설계되어 상단의 파장 선택적 투과층으로부터 유입된 중적외선뿐만 아니라, 하단의 중적외선 방사층으로부터 방사되는 중적외선을 투과시킨다. 아울러, 상단의 상기 제 2 형태의 파장 선택적 투과층에서 구현하고자 하는 색상의 태양광은 반사 또는 투과되고, 이외의 태양광은 모두 흡수되므로 선택적 열 투과막에서는 태양광 조절을 고려함과 동시에 열 전달을 차단하도록 설계된다. 즉, 상기 선택적 열 투과막은 열전도율을 최소화하여 상대적으로 고온인 파장 선택적 투과층과 상대적으로 저온인 중적외선 방사층 사이의 열 교환을 차단하도록 설계됨과 동시에 중적외선 및 태양광을 흡수하지 않고 모두 투과시키도록 설계되어 상단의 파장 선택적 투과층으로부터 유입된 중적외선 및 태양광뿐만 아니라, 하단의 중적외선 방사층으로부터 방사되는 중적외선 및 태양광을 투과시킨다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 선택적 열 투과막은 진공, 공기, 고분자막, 고분자 패턴 및 고분자 기둥으로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다. 구체적으로, 상기 선택적 열 투과막의 구성 성분은 중적외선(제 2 형태의 파장 선택적 투과층을 사용한 경우에는 태양광 추가 포함)에서 투명한 물질이라면 제한없이 사용한 것이나, 금속 또는 반도체를 사용할 경우에는 상대적으로 열전도도가 높으므로 선택적 열 투과막의 두께가 수 미터로 구성되어야 하는 점에서 제약이 따른다. 따라서 열전전도가 낮은 물질을 사용함이 바람직하며, 본원은 일례로서 얇은 두께로도 열 차단 효과가 우수한 고분자 폴리머를 패턴화하여 선택적 열 투과막을 설계하였다 (도 1). 상기 고분자는 폴리디메틸실록산(Poly(dimethylsiloxane); PDMS), 폴리에틸렌(Polyethylene; PE), 폴리스티렌(Polystyrene, PS) 및 폴리프로필렌(Polypropylene; PP)으로 구성된 군에서 선택되는 1 종 이상되는 것일 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 고분자 패턴은 주기를 갖는 복수의 격자 단위를 포함하는 격자형일 수 있으며, 상기 격자 단위에서의 격자 너비(width)는 상기 주기의 1/10 이하일 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 선택적 열 투과막의 두께는 5 cm 이하인 것일 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.
구체적으로, 상기 격자형 고분자 패턴의 패턴 사이 공간에는 진공 또는 공기로 채워질 수 있으며, 상기 진공 또는 공기는 고분자 폴리머에 비해 열전도도가 낮으므로, 상기 파장 선택적 투과층에 접하는 부분에 대한 고분자 패턴의 면적을 줄이고 진공 또는 공기의 면적을 넓게 할수록 유효 열전도도를 낮추어 보다 효과가 우수한 선택적 열 투과막을 구현할 수 있다. 다만, 진공 또는 공기의 면적을 지나치게 넓게 하고 고분자 패턴의 면적을 줄이면 기계적 강도를 비롯한 안정성이 떨어지는 문제점이 발생할 수 있으므로, 상기 격자 단위에서의 격자 너비(도 1의 a에서의 w)는 상기 주기(도 1의 a에서의 p)의 1/10 이하로 구성하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 격자형 고분자 패턴은 형태가 격자형이므로 내부에 공기가 있는 경우에 대류를 막아줄 수 있으므로 냉각 성능을 극대화시킬 수 있는 효과도 있다. 또한, 내부에 공기가 있을 경우 상기 고분자 패턴의 특정 높이마다 고분자막을 배치함으로써 공기의 대류로 인한 열전달을 추가적으로 막을 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 선택적 열 투과막은 공기 및 고분자 패턴을 포함하는 것이고, 허용되는 표면 파워 밀도에 따라 상기 공기와 상기 고분자 패턴의 면적비 및 상기 선택적 열 투과막의 두께가 결정되는 것일 수 있다. 구체적으로, 요구되는 냉각성능, 즉 허용되는 표면 파워 밀도에 따라 진공 또는 공기와 고분자 폴리머의 면적비(상기 격자 단위에서의 격자 너비) 및 상기 선택적 열 투과막의 두께가 결정될 수 있다. 보다 구체적으로, 허용되는 표면 파워 밀도가 P(W/m^2)이고 고분자 폴리머의 열전도도가 k(W/m·K), 공기의 열전도도가 k0(W/m·K)이고, 공기:고분자 폴리머의 면적비가 A:1-A이고, 파장 선택적 투과층과 중적외선 방사층의 온도 차이가 dT = T(파장 선택적 투과층) - T(중적외선 방사층)일 때, 선택적 열 투과막의 두께 d(m)는 하기 수학식 1로 결정될 수 있으므로, 허용되는 표면 파워 밀도에 따라 진공 또는 공기와 고분자 폴리머의 면적비(상기 격자 단위에서의 격자 너비) 및 상기 선택적 열 투과막의 두께가 결정될 수 있다.
[수학식 1]
d = dT·(A·k0 + (1-A)·k)/P
도 1을 참조하면, 공정상의 편리성과 구조의 안정성을 고려하여 그물 구조인 격자형 고분자 패턴의 선택적 열 투과막을 설계하였다. 고분자 폴리머의 열전도도가 0.3 W/m·K 일 때, 고분자 폴리머 막대의 너비(w)를 주기(p)의 1/10로 설계하면 공기의 열전전도(0.026 W/m·K)와 가중 평균이 되어 0.078 W/m·K의 유효 열전도도를 얻을 수 있으며, 이로써 일반 고분자 폴리머 층보다 4배 얇은 두께로도 동일한 열 차단 효과를 나타낼 수 있다. 또한, 상기 선택적 열 투과막의 두께(t)가 5 cm일 때, 대기에서 대기보다 10℃가 낮은 중적외선 방사층으로 전달되는 에너지 밀도는 70 W/m^2로 나타나므로, 종래 색상형 복사냉각 디바이스의 중적외선 방사층에서 흡수하는 잔열 에너지 밀도가 수십~수백 W/m^2임을 고려할 때, 본원은 상기 선택적 열 투과막을 5 cm 이하로 설계해도 종래기술과 유사하거나 그보다 우수한 냉각 성능을 발휘할 수 있다. 또한, 선택적 열 투과막에서의 중적외선의 투과율은 상기 파장 선택적 투과층에 접하는 부분에 대한 고분자 패턴의 면적에 반비례하는 것으로, 본원의 선택적 열 투과막은 진공 또는 공기 부분을 통해 대부분의 중적외선을 투과시킬 수 있고, 80% 이상, 90% 이상, 또는 95% 이상의 중적외선 투과율을 나타낼 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 중적외선 방사층은 상기 선택적 열 투과막으로부터 유입되는 중적외선을 흡수하여 외부로 방사시키는 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 중적외선 방사층은 중적외선 파장에서 반사 없이 모두 흡수하고, 상기 선택적 열 투과막 및 상기 파장 선택적 투과층을 거쳐 외부로 중적외선을 방사하도록 설계되는 것으로서, 흑체 방사의 극대화를 유도하여 상기 중적외선 방사층 및 내부 물체가 대기 온도 이하로 냉각될 수 있도록 기능한다. 또한, 본원의 색상형 복사냉각 디바이스가 상기 제 2 형태의 파장 선택적 투과층을 사용할 경우에는 중적외선 방사층으로 유입되는 태양광을 고려해야 한다. 이 경우, 상기 중적외선 방사층은 유입되는 태양광을 흡수하지 않고 모두 투과시켜 하부의 거울을 통해 외부로 반사되도록 할 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 중적외선 방사층은 고분자층, 다층 박막, 나노 패턴 또는 분산된 나노입자를 포함하는 고분자층의 형태일 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 중적외선 방사층에서의 상기 고분자는 폴리디메틸실록산(Poly(dimethylsiloxane); PDMS), 폴리에틸렌(Polyethylene; PE), 폴리스티렌(Polystyrene, PS) 및 폴리프로필렌(Polypropylene; PP)으로 구성된 군에서 선택되는 1 종 이상일수 있으나, 이에 제한되지는 않는다. 구체적으로 상기 고분자층의 두께는 100 μm 내지 1000 μm일 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다. 보다 구체적으로, 상기 고분자층의 두께는 100 μm 내지 1000 μm, 200 μm 내지 1000 μm, 300 μm 내지 1000 μm, 400 μm 내지 1000 μm, 500 μm 내지 1000 μm, 100 μm 내지 900 μm, 100 μm 내지 800 μm, 400 μm 내지 900 μm 또는 300 μm 내지 800 μm일 수 있다.
도 1을 참조하면, 제작의 일관성과 공정상의 편리성을 고려하여 선택적 열 투과막과 동일한 성분의 고분자 폴리머를 사용하여 중적외선 방사층을 설계하였다. 상기 중적외선 방사층은 중적외선의 흡수율이 극대화되도록 설계되어야 하며, PDMS를 사용할 경우 500 μm 이상의 두께만으로도 대부분의 중적외선을 흡수하기 때문에 종래기술의 진공 기반 공정의 도입 없이도 용이하게 제작 가능하다. 따라서 본원의 상기 중적외선 방사층을 냉각시키고자 하는 물체 방향으로 놓으면 상기 물체는 열전도 및 대류를 통해 외부 대기 온도 이하로 냉각될 수 있다.
본원의 일 구현예에 따른 색상형 복사냉각 디바이스는, 상기 중적외선 방사층에서 상기 선택적 열 투과막의 타측면 상에 은(Ag) 또는 알루미늄(Al)을 포함하는 거울을 추가 포함하는 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 파장 선택적 투과층이 제 2 형태인 경우, 상기 파장 선택적 투과층으로부터 유입된 태양광과 중적외선은 상기 선택적 열 투과막에서 투과되어 상기 중적외선 방사층으로 유입된다. 이 때, 중적외선은 상기 중적외선 방사층에서 흡수된 후 다시 선택적 열 투과막으로 방사되는 반면, 태양광은 상기 중적외선 방사층에서 흡수 및 방사되지 않으므로 냉각 기능이 구현되기 어렵다. 따라서 냉각 성능을 구현하기 위해 상기 유입된 태양광을 다시 외부로 반사(투과)시키기 위해 상기 중적외선 방사층의 하단에 은(Ag) 또는 알루미늄(Al)을 포함하는 거울을 추가 포함시킬 수 있다. 아울러, 상기 태양광은 상기 파장 선택적 투과층에서 흡수되지 않은 파장이므로, 외부로 반사되는 경우 색상형 복사냉각 디바이스는 색상을 발현할 수 있다.
본원의 일 구현예에 따른 색상형 복사냉각 디바이스는, 상기 파장 선택적 투과층과 상기 선택적 열 투과막 사이에 반사 방지층을 추가 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 파장 선택적 투과층이 제 1 형태인 경우, 상기 반사 방지층은 상기 중적외선 방사층에서 방사되는 중적외선을 반사없이 파장 선택적 투과층으로 투과될 수 있도록 할 수 있다. 또한, 상기 파장 선택적 투과층이 제 2 형태인 경우, 상기 반사 방지층은 상기 중적외선 방사층에서 방사되는 중적외선을 반사 없이 파장 선택적 투과층으로 투과될 수 있도록 하고, 상기 거울로부터 반사된 태양광을 흡수 및 반사 없이 파장 선택적 투과층으로 투과될 수 있도록 할 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 반사 방지층은 다층 박막, 나노 패턴 또는 분산된 나노입자를 포함하는 고분자층의 형태일 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 반사 방지층은 상기 파장 선택적 투과층의 기판에 황화 아연(ZnS), 불화 바륨(BaF2), 징크 셀레나이드(ZnSe), 불화 칼슘(CaF2), 염화 나트륨(NaCl), 브롬화 칼륨(KBr), 염화 칼륨(KCl), 염화 은(AgCl), 브롬화 은(AgBr), 요오드화 세슘(CsI), 염화 루비듐(RbCl), 불화 마그네슘(MgF2), 다이아몬드, 탈륨 브로모아이오다이드(Thallium Bromoiodide, TlBrI; KRS-5), 산화티탄(TiO2), 산화지르콘(ZrO2), 산화아연(ZnO), 산화규소(SiO2) 등 산화물, 질화규소(Si3N4) 등 질화물, 유무기 안료 및 유무기 염료로 구성된 군에서 선택되는 1 종 이상의 화합물이 적층된 형태이고, 상기 반사 방지층의 적층 수는 상기 파장 선택적 투과층의 적층 수보다 작은 것일 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다. 구체적으로, 제 1 형태의 파장 선택적 투과층이 사용된 경우, 상기 반사 방지층은 파장 선택적 투과층과 동일한 구조로 설계될 수 있으며, 태양광 영역의 파장을 고려하지 않아도 되기 때문에 파장 선택적 투과층보다 적은 층수로 구현가능 하다. 또한, 제 2 형태의 파장 선택적 투과층이 사용된 경우, 상기 반사 방지층은 상기 제 2 형태의 파장 선택적 투과층과 달리 태양광을 흡수 및 반사하지 않도록 설계된다. 상기 반사 방지층은 상기 파장 선택적 투과층과 기판을 공유하면서 상기 화합물이 적층된 형태이므로, 상기 기판의 일측에는 색상 구현과 중적외선 반사 방지 기능이 동시에 구현되는 다층 박막이고, 타측에는 색상 구현 없이 중적외선 반사 방지 기능이 구현되는 다층 박막을 갖는 구조이다.
이하 도 3 내지 도 6을 참조하여 설명하도록 한다.
본원의 실시예에 따른 색상형 복사냉각 디바이스는 Ge 기판의 일측면에 5개 층을 포함하는 파장 선택적 투과층 및 타측면에 1개 층을 포함하는 반사 방지층을 포함할 수 있다. 상기 실시예의 색상형 복사냉각 디바이스는 Ge 기판의 일측면에 5개 층을 포함하는 파장 선택적 투과층을 포함하는 것에 의해 빨간색을 발현할 수 있다 (도 3의 a 및 b). 비교예는 ARC 샘플로서 RGB 같은 선명한 색상은 발현하지 않지만, 복사냉각 성능이 우수한 복사냉각 디바이스이다. 상기 비교예의 복사냉각 디바이스는 Ge 기판의 일측면에 1개 층의 파장 선택적 투과층 및 타측면에 1개 층의 반사 방지층을 포함하여 색상을 발현하지는 않는다 (도 4의 a 및 b).
본원의 실시예에 따른 색상형 복사냉각 디바이스는 가시광에서 발현하고자 하는 색상인 빨간색(R) 파장 영역에서 높은 반사율을 나타내고, 이외의 가시광의 반사율이 낮으므로 빨간색(R)을 발현하는 것을 확인할 수 있다 (도 5). 또한, 비교예의 복사냉각 디바이스는 가시광 전체에서 유사한 반사율을 나타내어 색상이 발현되지 않음을 확인할 수 있다 (도 5).
본원의 실시예에 따른 색상형 복사냉각 디바이스 및 비교예의 복사냉각 디바이스는 중적외선 영역의 파장에서 투과율이 높고 반사율이 낮은 것임을 확인할 수 있으며, 특히 8 μm 내지 13 μm 의 파장 영역에서 매우 높은 투과율 및 낮은 반사율이 나타남을 확인할 수 있다 (도 6). 이를 통해, 본원의 실시예에 따른 색상형 복사냉각 디바이스가 선명한 색상을 발현함과 동시에 우수한 복사냉각 성능이 구현할 수 있음을 확인하였다
본원의 제 2 측면은, 제 1 측면에 따른 색상형 복사냉각 디바이스를 이용한, 물체의 냉각 방법을 제공한다.
제 1 측면 및 제 2 측면에 있어서, 서로 공통될 수 있는 내용은 그 기재가 생략되었더라도 제 1 측면 및 제 2 측면 모두에 적용될 수 있다.
도 7을 참조하면, 본원의 색상형 복사냉각 디바이스를 이용하여 물체를 냉각시킬 수 있음을 확인할 수 있다. 구체적으로, 본원의 실시예에 따른 색상형 복사냉각 디바이스가 비교예의 복사냉각 디바이스와 비교하여 복사냉각 성능이 구현되는 것인지 측정하였다. 2019년 8월 14일 서울에서 수행하였으며, 하루동안 각 복사냉각 디바이스의 대기 온도 대비 냉각 발현 온도를 측정하였다. 측정 결과, 실시예에 따른 색상형 복사냉각 디바이스가 비교예의 복사냉각 디바이스와 비교하여 하루동안 유사한 거동으로 냉각 성능이 구현됨을 확인하였으며, 특히 오전 10시 이후 오후 2시 이전의 낮 동안에는 실시예에 따른 색상형 복사냉각 디바이스의 냉각 발현 온도가 비교예에 비해 우수함을 확인하여 본원의 실시예에 따른 색상형 복사냉각 디바이스가 선명한 색상을 발현함과 동시에 우수한 복사냉각 성능이 구현할 수 있음을 확인하였다.
전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (20)

  1. 파장 선택적 투과층과 중적외선 방사층 사이에 선택적 열 투과막을 포함하는, 색상형 복사냉각 디바이스.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 파장 선택적 투과층은 색상을 발현하고, 상기 중적외선 방사층은 복사냉각을 구현하고, 상기 선택적 열 투과막은 열 교환을 차단하는 것인, 색상형 복사냉각 디바이스.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 파장 선택적 투과층은 제 1 형태로서,
    입사하는 태양광 중 구현하고자 하는 색상의 제 1 파장을 반사하고, 상기 제 1 파장 이외의 태양광을 흡수하고, 중적외선을 투과시키는 것인, 색상형 복사냉각 디바이스.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 파장 선택적 투과층은 제 2 형태로서,
    입사하는 태양광 중 구현하고자 하는 색상의 제 1 파장을 반사 또는 투과하고, 상기 제 1 파장 이외의 태양광을 흡수하고, 중적외선을 투과시키는 것인, 색상형 복사냉각 디바이스.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 선택적 열 투과막은 중적외선을 투과시키고, 상기 파장 선택적 투과층으로부터 상기 중적외선 방사층으로의 열 전달을 차단하는 것인, 색상형 복사냉각 디바이스.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 중적외선 방사층은 상기 선택적 열 투과막으로부터 유입되는 중적외선을 흡수하여 외부로 방사시키는 것인, 색상형 복사냉각 디바이스.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 중적외선 방사층에서 상기 선택적 열 투과막의 타측면 상에 은(Ag) 또는 알루미늄(Al)을 포함하는 거울을 추가 포함하는, 색상형 복사냉각 디바이스.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 파장 선택적 투과층은 다층 박막, 나노 패턴 또는 분산된 나노입자를 포함하는 고분자층의 형태인 것인, 색상형 복사냉각 디바이스.
  9. 제 3 항에 있어서,
    상기 파장 선택적 투과층은 제 1 기판에 황화 아연(ZnS), 불화 바륨(BaF2), 징크 셀레나이드(ZnSe), 불화 칼슘(CaF2), 염화 나트륨(NaCl), 브롬화 칼륨(KBr), 염화 칼륨(KCl), 염화은(AgCl), 브롬화 은(AgBr), 요오드화세슘(CsI), 염화루비듐(RbCl), 불화 마그네슘(MgF2), 다이아몬드, 탈륨 브로모아이오다이드(Thallium Bromoiodide, TlBrI; KRS-5), 산화티탄(TiO2), 산화지르콘(ZrO2), 산화아연(ZnO), 산화규소(SiO2), 질화규소(Si3N4), 유무기 안료 및 유무기 염료로 구성된 군에서 선택되는 1 종 이상의 화합물이 적층된 형태이며,
    상기 제 1 기판은 유리, 쿼츠, 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리이미드(PI), 폴리스타이렌(PS), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 게르마늄(Ge), 규소(Si) 및 갈륨비소(GaAs)를 포함하는 군에서 선택되는 1종 이상의 화합물을 포함하는 것인, 색상형 복사냉각 디바이스.
  10. 제 4 항에 있어서,
    상기 파장 선택적 투과층은 제 2 기판에 황화 아연(ZnS), 불화 바륨(BaF2), 징크 셀레나이드(ZnSe), 불화 칼슘(CaF2), 염화 나트륨(NaCl), 브롬화 칼륨(KBr), 염화 칼륨(KCl), 염화은(AgCl), 브롬화 은(AgBr), 요오드화세슘(CsI), 염화루비듐(RbCl), 불화 마그네슘(MgF2), 다이아몬드, 탈륨 브로모아이오다이드(Thallium Bromoiodide, TlBrI; KRS-5), 산화티탄(TiO2), 산화지르콘(ZrO2), 산화아연(ZnO), 산화규소(SiO2), 질화규소(Si3N4), 유무기 안료 및 유무기 염료로 구성된 군에서 선택되는 1 종 이상의 화합물이 적층된 형태이며,
    상기 제 2 기판은 염화 나트륨(NaCl), 브롬화 칼륨(KBr), 염화 칼륨(KCl), 황화 아연(ZnS), 염화 은(AgCl), 브롬화 은(AgBr), 요오드화 세슘(CsI) 및 다이아몬드를 포함하는 군에서 선택되는 1 종 이상의 화합물을 포함하는 것인, 색상형 복사냉각 디바이스.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 선택적 열 투과막은 진공, 공기, 고분자막, 고분자 패턴 및 고분자 기둥으로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함하는 것인, 색상형 복사냉각 디바이스.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 선택적 열 투과막은 공기 및 고분자 패턴을 포함하는 것이고,
    허용되는 표면 파워 밀도에 따라 상기 공기와 상기 고분자 패턴의 면적비 및 상기 선택적 열 투과막의 두께가 결정되는 것인, 색상형 복사냉각 디바이스.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 고분자 패턴은, 주기를 갖는 복수의 격자 단위를 포함하는 격자형이며,
    상기 격자 단위에서의 격자 너비는 상기 주기의 1/10 이하인 것인, 색상형 복사냉각 디바이스.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 선택적 열 투과막의 두께는 5 cm 이하인 것인, 색상형 복사냉각 디바이스.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 중적외선 방사층은 고분자층, 다층 박막, 나노 패턴 또는 분산된 나노입자를 포함하는 고분자층의 형태인 것인, 색상형 복사냉각 디바이스.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 고분자는 폴리디메틸실록산(Poly(dimethylsiloxane); PDMS), 폴리에틸렌(Polyethylene; PE), 폴리스티렌(Polystyrene, PS) 및 폴리프로필렌(Polypropylene; PP)으로 구성된 군에서 선택되는 1 종 이상인 것인, 색상형 복사냉각 디바이스.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 고분자층의 두께는 100 μm 내지 1000 μm인 것인, 색상형 복사냉각 디바이스.
  18. 제 1 항에 있어서,
    상기 파장 선택적 투과층과 상기 선택적 열 투과막 사이에 반사 방지층을 추가 포함하는, 색상형 복사냉각 디바이스.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 반사 방지층은 상기 파장 선택적 투과층의 기판에 황화 아연(ZnS), 불화 바륨(BaF2), 징크 셀레나이드(ZnSe), 불화 칼슘(CaF2), 염화 나트륨(NaCl), 브롬화 칼륨(KBr), 염화 칼륨(KCl), 염화 은(AgCl), 브롬화 은(AgBr), 요오드화 세슘(CsI), 염화 루비듐(RbCl), 불화 마그네슘(MgF2), 다이아몬드, 탈륨 브로모아이오다이드(Thallium Bromoiodide, TlBrI; KRS-5), 산화티탄(TiO2), 산화지르콘(ZrO2), 산화아연(ZnO), 산화규소(SiO2), 질화규소(Si3N4), 유무기 안료 및 유무기 염료로 구성된 군에서 선택되는 1 종 이상의 화합물이 적층된 형태인 것인, 색상형 복사냉각 디바이스.
  20. 제 1 항에 따른 색상형 복사냉각 디바이스를 이용한, 물체의 냉각 방법.
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