![](images/post/smile/default/sk.gif)
光學整流天線把光直接變成直流電
最近,美國佐治亞理工學院工程師開發(fā)出一種光學整流天線,能把光直接轉變成直流電。研究人員認為,這一成果有望提供一種無需制冷的光檢測新技術,也能收集廢熱轉化成電力,并最終成為利用太陽能的一條新途徑。
該光學整流天線能在5℃到77℃的溫度下工作,是以碳納米管作為天線,捕獲陽光或其他光源。當光波撞擊納米管,產生的振蕩電荷會通過整流器,整流器以千兆赫茲的頻率開關,產生微小的直流電。雖然目前設備的效率只有1%,但數(shù)十億整流天線排成陣列,就能產生強大電流。 整流天線開發(fā)于上世紀六七十年代,一般在10微米左右的波長范圍工作,而新的整流天線進入到可見光范圍,要求天線和整流二極管足夠小,并能極快地捕獲電磁振蕩。該校喬治·伍德拉夫機械工程學院副教授巴拉圖德·科拉解釋說:“整流天線本質上是一個天線配上一個二極管,但到了可見光范圍,意味著用納米天線配上一個金屬—絕緣—金屬二極管。天線與二極管之間離得越近,效率就越高。所以,理想的結構是把天線用作二極管中的金屬——這就是我們造的結構。” 據(jù)物理學家組織網(wǎng)報道,研究人員先在導電基質上生長出垂直對齊的碳納米管叢,再用多種納米制造技術造出了金屬—絕緣—金屬多層結構的整流器。在工作中,光的振蕩波通過鈣—鋁電極并與納米管相互作用,納米管頂端的整流器能以飛秒速度開關,讓天線產生的電子只從一個方向進入電極。 科拉說,目前造出的整流天線還需提高效率,開放碳納米管實現(xiàn)多導電通道、降低電阻等將最終造出效率是目前兩倍、成本更低的太陽能電池。 研究人員還希望通過最優(yōu)化技術提高輸出功率,他們相信有商業(yè)價值的整流天線可能一年內就會出現(xiàn)。相關論文在線發(fā)表于9月29日(北京時間)的《自然·納米技術》上。 |