Физики из Университета Джорджии разработали устройство, способное напрямую превращать свет в электричество. Несмотря на то, что по смыслу устройство представляет собой солнечную батарею, принцип его работы кардинально отличается. Описание устройства опубликовано в журнале Nature Nanotechnology, кратко о нем рассказывает пресс-релиз университета.
Ректенна, так называется новое устройство, сочетает в себе антенну — многослойную углеродную нанотрубку — и диод-выпрямитель. Когда свет попадает на нанотрубку, в ней возникает переменный ток. Выпрямители, расположенные на ней включаются и выключаются с частотой в петагерцы (миллион миллиардов переключений в секунду), преобразуя его в небольшой постоянный ток.
На проводящей поверхности устройства исследователи выращивают миллиарды подобных ректенн, которые вместе производят уже больший ток. Однако коэффициент полезного действия устройства на данный момент не превышает одного процента. Авторы разработки надеются, что в течение года им удастся значительно увеличить эффективность устройства и представить прототип коммерчески выгодного преобразователя. По словам Баратунде Кола, адъюнкт-профессора в университете Джорджии, технология позволяет добиться эффективности в два раза выше, чем у современных солнечных батарей при стоимости на порядок меньшей.
Впервые ректенны начали разрабатывать в 1960-х годах. Эти устройства функционировали на длинах волн порядка десятков микрон. До нынешнего момента создать ректенну для оптического диапазона не удавалось — она требовала антенну достаточно маленького размера, чтобы взаимодействовать с видимым светом, а также разработки выпрямителя, способного переключаться с огромной частотой.
Внешний вид оптической ректенны
N+1 со ссылкой на Georgia Tech, Rob Felt
