Qu'est-ce qu'un nanoantenna?

Une nanoantenna, ou nantenna, est une idée pour un type de cellule solaire qui, au lieu d'exploiter la lumière visible pour créer de l'électricité, utilise un rayonnement infrarouge qui est souvent considéré comme de la chaleur et existe au-delà de la gamme visible pour les humains.La lumière infrarouge est émise par la Terre elle-même et un large éventail de processus industriels comme une énergie des déchets, comme les centrales électriques au charbon.Une version de la nanoantenna prend la forme d'un carré doré microscopiquement petit ou d'une spirale de fil métallique environ 1/25 le diamètre d'un cheveux humains incorporé dans une feuille de plastique en polyéthylène flexible.Des métaux tels que le manganèse et le cuivre ont également été étudiés pour la nanoantenne et, dans la recherche en 2008, les appareils se sont révélés être aussi élevés que 92% pour convertir les fréquences de la lumière infrarouge qu'ils capturent en énergie électrique.

Le rayonnement solaire s'étend sur un large spectre au-delà de la plage de lumière visible.On estime que 44% de la lumière émise par le soleil est visible avec 7% dans la plage ultraviolette et 49% dans la plage infrarouge.Lorsque la lumière visible a un impact sur la surface de la Terre ou de son atmosphère, elle perd une grande partie de son énergie dans le processus et la plupart de ceci est réalisée plus tard dans l'espace comme un rayonnement infrarouge à longueur d'onde.La capture de cette énergie à l'aide d'un réseau de nanoantennes pourrait servir deux fins importantes.L'énergie pourrait être utilisée pour alimenter de nombreux appareils électroniques, et il pourrait également être éloigné de l'équipement comme des serveurs informatiques et d'autres machines pour le garder au frais et fonctionner efficacement.La production d'un système de réseau de nanoantennes pendant un certain temps à venir est la nature de la lumière infrarouge à osciller à haute fréquence.Cela rend nécessaire la création de redresseurs dans le système qui convertirait les signaux infrarouges de courant alternatif (AC) en puissance de courant direct (DC).Un redresseur comparable pour travailler avec une nanoantenna devrait être réduit par un facteur de 1000 à partir de modèles actuels qui existent sur le marché en 2011 pour fonctionner efficacement, et cette technologie n'a pas encore été développée.Une approche alternative consisterait à créer une antenne rectifiante elle-même, qui serait une combinaison d'une nanoantenne et d'un nano-rectificateur, et qui régulerait naturellement les fréquences infrarouges.

Les avantages de la création de composants de cellules solaires de taille nanoscopique sur le solaire traditionnel de la plaquette de silicium en silicone traditionnelLes cellules peuvent en faire un saut révolutionnaire en avant.Leur efficacité à la conversion de la lumière est beaucoup plus élevée que les cellules solaires photovoltaïques standard qui ne vont que jusqu'à environ 15% pour les versions de vente au détail en 2011. Une cellule solaire de nanoantenna a pu être configurée pour capturer des longueurs d'onde spécifiques de lumière infrarouge et pourrait être placée sur les deux côtés des deux côtésUn panneau pour capturer deux longueurs d'onde différentes de chaque côté simultanément.

Peut-être que l'une des avancées les plus importantes par rapport à la technologie des cellules solaires traditionnelles, cependant, est que les composants fonctionnels d'une nantenna sont suffisamment petits pour que les réseaux de dispositifs puissent être intégrés dans des feuilles de plastique flexibles.Cette feuille pourrait ensuite être étirée sur une grande variété de surfaces irrégulières ou de dispositifs électroniques.Dans un établissement de recherche à l'Idaho National Laboratory (INL) aux États-Unis, des feuilles de nanoantenna avec des carrés d'environ 3 pouces par 3 pouces de large (7,6 par 7,6 centimètres) ont déjà été créées qui contiennent chacune environ 26000000 nantenna chacune, et des rouleaux de beaucoupDes feuilles plus grandes sont possibles.