纳米天线(nantenna)是一种太阳能电池的概念,它不是利用可见光来发电,而是利用通常被认为是热的红外辐射,这种辐射存在于人类的可见光范围之外。红外光是由地球自身和广泛的工业过程发出的,是一种浪费能源,例如燃煤发电厂生产...
纳米天线(nantenna)是一种太阳能电池的概念,它不是利用可见光来发电,而是利用通常被认为是热的红外辐射,这种辐射存在于人类的可见光范围之外。红外光是由地球自身和广泛的工业过程发出的,是一种浪费能源,例如燃煤发电厂生产的纳米天线。其中一种纳米天线的形状是显微镜下的小金方或金属丝螺旋状,直径约为人发直径的1/25,嵌在柔性聚乙烯塑料板中。锰和铜等金属也被用于纳米天线的研究,在研究中截至2008年,这些装置在将它们捕获的红外光频率转换成电能方面的效率高达92%。

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太阳辐射跨越了可见光范围之外的广谱据估计,太阳发出的44%的光是可见的,其中7%在紫外线范围内,49%在红外线范围内。当可见光与地球表面或其大气层发生碰撞时,它在这个过程中损失了很多能量,其中的大部分随后作为长波红外辐射发射回太空这种使用纳米天线阵列的能量有两个重要的用途,可以用来为许多电子设备供电,它还可以远离计算机服务器和其他机器等设备,以保持其冷却和高效运行。
然而,当前纳米天线设计中的一个限制可能会在未来一段时间内限制纳米天线阵列系统的生产,是红外光在高频下振荡的本质这使得有必要在系统中安装整流器,将交流电(AC)红外信号转换为直流电(DC)功率。与纳米天线一起工作的可比整流器必须比2011年市场上现有的电流模型缩小1000倍才能有效工作,这项技术还没有开发出来,另一种方法是自己制造一个整流天线,它是纳米天线和纳米整流器的组合,这将自然地调节红外频率。
与传统的硅片太阳能电池相比,制造纳米尺寸的太阳能电池组件的优势可能使其成为革命性的飞跃。它们转换光的效率远高于标准光伏太阳能电池,后者的转换效率仅为2011年的零售版本。纳米天线太阳能电池可以被配置成捕捉特定波长的红外线,并且可以放置在电池板的两侧,同时从每一侧捕捉两个不同的波长。
然而,与传统太阳能电池技术相比,最重要的进步之一可能是南特纳天线的功能部件足够小,可以将阵列器件嵌入柔性塑料薄膜中。然后,这种薄膜可以延伸到各种不规则的表面或电子器件上。在美国爱达荷州国家实验室(INL)的一个研究设施中,纳米天线片的正方形约为3英寸×3英寸宽(7.6×7.6厘米)已经被创造出来,每一个都包含大约260000000个nantenna,并且可以卷成更大的纸张。