Первая оптическая ректенна преобразовывает свет в постоянный ток


Используя нанокомпоненты, американские ученые создали устройство, которое объединяет в себе функции антенны и выпрямительного диода для преобразования света непосредственно в постоянный ток

29 сентября 2015
 
Оптические ректенны (от англ. rectifying antenna — выпрямляющая антенна), основанные на многослойных углеродных нанотрубках и крошечных выпрямителях, интегрированных в них, смогут стать новой технологией для создания способных работать без охлаждения фотодатчиков. Которые, в свою очередь, можно было бы использовать в качестве источников электроэнергии, преобразующих тепло в электричество. Подобная разработка среди прочих возможных применений представляет собой новый способ эффективного преобразования солнечной энергии.

В новых устройствах, разработанных инженерами Технологического института Джорджии, углеродные нанотрубки работают как антенны, «захватывающие» излучение Солнца или других источников. Когда световая волна попадает на антенны из нанотрубок, они создают осциллирующий заряд, который попадает на подключенные к ним выпрямительные устройства. Выпрямители включаются-выключаются на сверхвысоких петагерцевых скоростях и создают слабый постоянный ток.

Миллиарды ректенн, объединенные в массив, смогут давать ток значительной величины, хотя эффективность продемонстрированных устройств пока остается ниже 1%. Исследователи надеются резко повысить параметры своей разработки с помощью оптимизации, и уверены, что ректенна, имеющая коммерческий потенциал, может появиться в течение года.
«Мы смогли наконец создать солнечные элементы, которые имеют вдвое большую эффективность при стоимости в десять раз меньше, и для меня это возможность значительно изменить мир, — рассказывает Баратунде Кола (Baratunde Cola), доцент Школы механической инженерии им. Джорджа В. Вудроффа при Технологическом институте Джорджии. — Как надежные, высокотемпературные датчики, эти ректенны смогут стать прорывной технологией, если мы сможем получать эффективность порядка одного процента. Если мы сможем получать большую эффективность, мы сможем применить их в технологиях преобразования и использования солнечной энергии».

Результаты исследования, проведенного при поддержке Агентства перспективных оборонных исследовательских проектов (DARPA), Центра космических и военно-морских систем (SPAWAR) и Научно-исследовательского управления армии США (ARO) были опубликоаны в журнале Nature Nanotechnology.



Что еще почитать