碳纳米管微波直接将光转化为电能

首次在美国的科学家们做了一个太阳能收集器使用碳纳米管,可以直接将光学光转换成直流电。希望这些光微波总有一天会竞争对手建立技术,比如硅太阳能电池。

第一个理论上认为作为一个实际的方法将可见光转化为电能由罗伯特·贝利在1972年,一个光微波也被称为整流天线。Baratunde可乐从乔治·伍德拉夫乔治亚理工学院机械工程学院,领导团队开发微波,说设备的天线和一个二极管。

天线收集电磁辐射,将信号转换为交流电,就像收音机天线,在发送电流通过二极管之前,将它转换为直流电。

到目前为止,研究人员只能够产生微波微波。为什么花了40年从理论到创建一个光学微波,可乐,是双重的。你必须创建一个天线足够小,它可以在一个光学共振波长和你需要足够大的数组生成大量的电流。微波可以融入这个数组越多,越有可能是你将收集一个重要信号。过去的研究已经发现在实现这一目标,然而,正如任何减少二极管大小总是会导致电阻上升。

可乐和他的同事们规避这两个问题采用稍微不同的哲学。与两个离散的组件,而不是构建一个微波作为天线或二极管,研究小组利用碳纳米管,可以两者兼得。

的纳米管阵列

为了达到这个目标,团队成长10µm高碳纳米管垂直阵列数十亿通过化学蒸汽沉积在硅衬底。每个纳米管与氧化铝涂层绝缘子和限制铝阳极。metal-insulator-metal三明治结构允许纳米管阵列像光收割机和隧道二极管。纳米管通过光吸收隧道内电子兴奋的绝缘子金属阳极和转化为直流电流。

测试微波,研究者暴露了可见光和红外线设备,并发现68 mv的数组产生直流电压后暴露在光波长为1064 nm。可乐解释说,该装置克服了阻力问题困扰先前试图产生一个电压,因为数组大于各部分的总和。“如果你只是有一个碳纳米管隔离…其抵抗接收free-propagating辐射会很高,”他说。但因为它是埋在这个数组,因为它试图再释放到环境能量的吸收邻近(碳纳米管)。

彼得胡说八道!皇家学会工程华威大学的研究员,英国认为,贝利的40年的老光微波技术理论最终被证明是正确的但仍持怀疑态度对其潜在的一天对手硅太阳能电池。这工作是一个合格的突破,“胡说告诉必威体育 红利账户。然而,令人担忧的是,这个自称最好的设备还引用了最大效率…六个数量级比传统的硅太阳能电池。”

可乐,然而,该设备是一种有效的概念,只会导致进一步的进展。“我们在这工作了六年,有很多怀疑是否一个光学微波能,”他说。我们展示一个清晰的相关性理论的一些开发和设备是如何工作的,这有助于点路径对如何提高这些设备的效率。