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人类社会使用的绝大部分能源均来自太阳辐射，能源做功利用之后的余热则可以通过中红外热辐射散失到低温太空中去。从热力学的角度来看，太阳和太空是地球能量循环的终极热源和终极冷源。光热转换通过对太阳辐射直接利用，获得高温热能。天空辐射制冷则可以将地表能量以红外辐射形式，通过大气窗口直接发射至低温太空，获得低温冷量，实现对深空低温的超远距直接利用。
图片来自《美国科学院院报》（PNAS）
团队研制了一种基于二氧化钒相变材料的多层膜光谱选择性自适应涂层。该涂层在白天太阳辐照下处于金属态，整体涂层太阳吸收率为0.89，红外发射率仅为0.25，表现为光热吸收特性。在夜间无辐照条件下，涂层处于绝缘态，在大气窗口波段具有高发射率，在其余中红外波段具有低发射率，表现为辐射制冷特性。
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裴刚团队一直致力于太阳能和天空辐射制冷领域的研究。一方面，他们发展了太阳能与天空辐射制冷综合利用理论，并提出了多种综合利用过程的光谱耦合原则，引入光学薄膜和光子晶体结构，实现了涂层多截止波长下的光谱选择性；另一方面，他们深耕于日间天空辐射制冷技术，通过高性能光谱选择性涂层的开发、低热损系统研制以及辐射传输路径优化等手段，实现了太阳辐照条件下的被动制冷效果。这些技术可以广泛应用于建筑节能、光伏冷却、热电转换以及深空探索等领域。邹崇文团队长期从事二氧化钒相变薄膜的制备、相变调控研究，以及在红外/太赫兹器件、智能涂层、激光防护和非制冷红外探测器等方面的器件应用。
