日间被动辐射制冷因其无需任何能源消耗就能达到降温效果而备受国内外研究关注,然而,天气条件和地形环境很大程度上会影响和限制被动辐射制冷性能。通过引入非对称电磁波传输机制可以抑制非理想天气和地形条件下对辐射冷却性能造成的影响,利用微纳结构对可见和中红外光波进行调控是实现这种非对称传输特性的重要途径之一。本论文从分析被动辐射冷却器通过非对称窗口所进行的能量传输过程出发,系统研究了微结构几何形状与中红外电磁波段非对称传输特性和辐射制冷特性之间的相互关系,对所设计微结构的实验制备方法进行了深入探索。本论文的主要研究成果如下:（1）利用有限元数值计算方法,对基于不同材料的三角锥形和倒金字塔形微结构与中红外电磁波的相互作用规律进行了严格的电磁波计算,确定了中红外非对称透过微结构窗口的形状结构和特征尺寸:其中As2Se3表面三角锥形微结构窗口特征尺寸为周期20μm、顶角90°;单晶硅表面倒金字塔形微结构窗口的特征尺寸为周期40μm、结构间隙4μm。所设计的非对称透过窗口在8-13μm的范围内的正向平均透过率可达到0.7,而反向平均透过率仅有0.08。（2）理论计算了中红外非对称透过微结构窗口/辐射冷却器复合系统的冷却性能。结果表明,在非理想的天气条件下,中红外非对称透过微结构窗口可以极大地恢复辐射冷却器的冷却性能。当辐射冷却器具有光谱选择性,对太阳辐照无吸收,且不存在任何非辐射热影响时,复合系统甚至可以获得110℃的大幅降温。在非理想的天气条件和地形条件双重影响下,复合系统也能获得10℃的稳定降温。中红外非对称透过微结构窗口可以极大地改善辐射冷却器在中国东南地区冷却性能不足的问题,这种冷却性能的改善可以获得超过45%的能源节省,理论上相当于每年可以减少180太瓦时的用电量。（3）利用紫外光图形曝光结合湿法刻蚀等方法,成功制备了具有倒金字塔形微结构的单晶硅窗口;研究了基于Ge、Zn S、Yb F3多层膜系的中红外减反射膜对单晶硅微结构窗口光学特性的改善作用;利用所制备的倒金字塔单晶硅窗口,通过转印方法,制备了聚二甲基硅氧烷（PDMS,Polydimethylsiloxane）微结构薄膜,实验验证了其在在可见光波段的非对称传输特性,其正向平均透过率可达0.78,而反向平均透过率仅为0.44。