Hva er en nanoantenna?

En nanoantenna, eller nantenna, er en idé for en type solcelle som, i stedet for å utnytte synlig lys for å skape strøm, benytter seg av infrarød stråling som ofte blir tenkt på som varme og eksisterer utover det synlige området for mennesker.Infrarødt lys sendes ut av jorden selv og et bredt utvalg av industrielle prosesser som avfallsenergi, for eksempel fra kullkraftverk.En versjon av Nanoantenna har formen som en mikroskopisk liten gulltorg eller spiral av metalltråd omtrent 1/25 diameteren til et menneskehår som er innebygd i et fleksibelt polyetylenplastark.Metaller som mangan og kobber har også blitt studert for nanoantenna, og i forskning fra 2008 har enhetene vist seg å være så høye som 92% effektive til å konvertere frekvensene av infrarødt lys som de fanger inn i elektrisk energi.

Solstråling spenner over et bredt spekter utover det synlige lysområdet.Det anslås at 44% av lyset som sendes ut av solen er synlig med 7% i det ultrafiolette området og 49% i det infrarøde området.Når synlig lys påvirker jordoverflaten eller dens atmosfære, mister den mye av energien i prosessen, og det meste av dette blir senere slått av ut i verdensrommet som lengre bølgelengdeinfrarød stråling.Å fange denne energien ved hjelp av en nanoantenna -matrise kan tjene to viktige formål.Energien kan brukes til å drive mange elektroniske enheter, og den kan også trekkes bort fra utstyr som dataservere og andre maskiner for å holde det kjølig og gå effektivt.

En av begrensningene i nåværende nanoantenna -design, men som kan begrenseProduksjonen av et nanoantenna -array -system i noen tid fremover, er arten av infrarødt lys for å svinge ved høye frekvenser.Dette gjør det nødvendig å bygge likerettere inn i systemet som vil konvertere vekselstrøm (AC) infrarøde signaler til likestrøm (DC) -kraft.En sammenlignbar likeretter for å jobbe med en nanoantenna må skaleres ned med en faktor på 1000 fra nåværende modeller som finnes på markedet fra 2011 for å fungere effektivt, og denne teknologien er ennå ikke utviklet.En alternativ tilnærming ville være å lage en utbedring av antennen i seg selv, som ville være en kombinasjon av en nanoantenna og nano-reflektiverer, og som naturlig vil regulere infrarøde frekvenser.

Fordelene med å lage nanoskopisk størrelse solcellekomponenter over tradisjonell silisium wafer solcelleCeller kan gjøre dem til et revolusjonerende sprang fremover.Effektiviteten deres ved å konvertere lys er mye høyere enn standard fotovoltaiske solceller som bare varierer opp til rundt 15% for detaljhandelversjoner fra 2011. En nanoantenna solcelle kan konfigureres til å fange spesifikke bølgelengder for infrarødt lys og kan plasseres på begge sider avEt panel for å fange opp to forskjellige bølgelengder fra hver side samtidig.

Kanskje er en av de viktigste fremskrittene fremfor tradisjonell solcelleteknologi imidlertid at de funksjonelle komponentene i en Nantenna er små nok til at matriser av enhetene kan være innebygd i fleksibel plastark.Dette arket kan deretter strekkes over et bredt utvalg av uregelmessige overflater eller elektroniske enheter.I et forskningsanlegg ved Idaho National Laboratory (INL) i USA er det allerede opprettet ark med 3 tommer med 3 tommer bred (7,6 med 7,6 centimeter) som hver inneholder omtrent 260 000 000 Nantenna hver, og ruller med myestørre ark er mulig.