무작위로 분산된 열복사 방출 나노입자(NP)들이 고분자 필름 내에 포함된 분립(particulate) 열 메타물질은 복사 냉각기(radiative cooler)를 고열방출율로, 코팅 공정성이 뛰어나면서도 대면적·저비용으로 제조할 수 있다는 점에서 큰 주목을 받아왔다. 그러나 기존 분립 열 메타물질은 NP 응집으로 인해 높은 헤이즈(haze)가 발생하고, 최대 NP 적재량이 제한되는 등의 어려움이 있다. 또한 불투명성과 제한적인 색 구현으로 인해 심미성이 중요한 실외 응용에는 적합성이 낮다. 본 연구에서는 결정화된 NP 기반 오팔(opaline) 열 메타물질을 제시한다. 이 접근을 통해 상대적으로 높은 NP 체적분율에서도 산란이 미미한 수준으로 유지되면서, 고도로 투명하고 다채로운 색을 구현하는 대면적 복사 냉각기를 구현할 수 있었으며, 그 결과 주간 방사 냉각 효율을 유의하게 향상시켰다. 또한 고분자 탑코트(topcoat)를 도입함으로써 NP 적재량을 절반만 사용하고도 우수한 냉각 성능과 투명성을 달성하였다. 마지막으로, 오팔 열 메타물질을 중성색(neutral-colored) 실리콘 태양광 모듈(PVs)에 통합하여 작동 온도를 낮추었고, 그로 인해 개방전압(open-circuit voltage)이 증가하였으며 전체 전력변환 효율이 향상되었다. 충분한 기계적 강도와 환경 내구성을 아울러 갖춤으로써, 본 접근은 실외 PV의 복사 냉각 외부 필름으로 사용하기에 적합할 뿐 아니라 효과적인 열 관리(thermal management)를 통해 PV 효율과 내구성을 향상시키는 실용적인 방법을 제공한다.

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