Vad är en nanoantenna?

En nanoantenna, eller nantenna, är en idé för en typ av solcell som, istället för att utnyttja synligt ljus för att skapa elektricitet, använder infraröd strålning som ofta anses vara värme och existerar utöver det synliga intervallet för människor.Infrarött ljus släpps ut av jorden själv och ett brett utbud av industriella processer som avfallsenergi, till exempel från koleldade kraftverk.En version av Nanoantenna har formen av en mikroskopiskt liten guldkvadrat eller spiral av metalltråd ungefär 1/25 Diametern på ett mänskligt hår som är inbäddat i ett flexibelt polyetenplastark.Metaller som mangan och koppar har också studerats för Nanoantenna, och i forskning från och med 2008 har enheterna visat sig vara så höga som 92% effektiva för att konvertera frekvenserna för infraröd ljus som de fångar till elektrisk energi.

Solstrålning sträcker sig över ett brett spektrum utöver det synliga ljusområdet.Det uppskattas att 44% av det ljus som släpps ut av solen är synlig med 7% i det ultravioletta intervallet och 49% i det infraröda området.När synligt ljus påverkar jordens yta eller atmosfären förlorar den mycket av sin energi i processen och det mesta av detta släpps senare tillbaka ut i rymden som längre våglängdsinfraröd strålning.Att fånga denna energi med hjälp av en nanoantenna -array kan tjäna två viktiga syften.Energin kan användas för att driva många elektroniska enheter, och den kan också dras bort från utrustning som datorservrar och andra maskiner för att hålla den sval och köra effektivt. En av begränsningarna i nuvarande Nanoantenna -design, men som kan begränsa det som kan begränsaProduktionen av ett nanoantenna array -system under en tid framöver är arten av infrarött ljus att svänga vid höga frekvenser.Detta gör det nödvändigt att bygga likriktare i systemet som skulle omvandla växelström (AC) infraröda signaler till styrkström (DC) kraft.En jämförbar likriktare för att arbeta med en nanoantenna måste skalas ned med en faktor på 1 000 från nuvarande modeller som finns på marknaden från och med 2011 för att fungera effektivt, och denna teknik har ännu inte utvecklats.Ett alternativt tillvägagångssätt skulle vara att skapa en korrigerande antenn själv, som skulle vara en kombination av en nanoantenna och nano-likriktare, och som naturligtvis skulle reglera infraröda frekvenser. Fördelarna med att skapa nanoskopisk solcellkomponenter över traditionella kiselskivsolarCeller kan göra dem till ett revolutionärt språng framåt.Deras effektivitet vid konvertering av ljus är mycket högre än standardfotovoltaiska solceller som sträcker sig upp till endast cirka 15% för detaljhandelsversioner från och med 2011. En nanoantenna solcell kan konfigureras för att fånga specifika våglängder för infraröd ljus och kan placeras på båda sidor av nanoantenna solcellEn panel för att fånga två olika våglängder från varje sida samtidigt. Kanske ett av de viktigaste framstegen jämfört med traditionell solcellsteknologi är dock att de funktionella komponenterna i en nantenna är tillräckligt små för att matriser av enheterna kan vara inbäddade i flexibel plastplåt.Detta ark kan sedan sträckas över ett brett utbud av oregelbundna ytor eller elektroniska anordningar.I en forskningsanläggning vid Idaho National Laboratory (INL) i USA har Nanoantennas ark med rutor cirka 3 tum med 3 tum bred (7,6 med 7,6 centimeter) redan skapats som var och en innehåller cirka 260 000 Nantenna vardera, och rullar av mycket mycketstörre ark är möjliga.