Ученые изготовили первую в мире оптическую ректенну, способную конвертировать световое излучение в электрический ток!

Ректенна или выпрямляющая антенна - это нелинейное устройство, преобразовывающее энергию падающей волны в энергию постоянного электрического тока (в простейшем варианте - дипольная антенна с диодом). Она была изобретена еще в 1960-х годах и послужила основой для беспроводной передачи энергии на большие расстояния (в основном, в микроволновом диапазоне). Однако, до настоящего момента, ученым не удавалось создать ректенну, работающую с видимым излучением, т.к. для этого требовались уж очень компактные антенны и диоды, работающие на частотах в сотни терагерц.

В новой работе ученые из Технического Университета Джорджии использовали в качестве антенн массивы углеродных нанотрубок, в которых падающее излучение возбуждало колебания электрических зарядов, которые затем проходили через присоединенные выпрямители. Сами выпрямители были сделаны из тонкой прозрачной прослойки кальция, сверху которых в качестве электрода был положен слой алюминия. Такой подход создавал нужный электрический потенциал в пару электрон-вольт, пропускавший электроны только в одном направлении и не пропускавший в противоположном. (подробно внутреннее устройство ректенны можно увидеть на картинке ниже)

Внутреннее устройство оптической ректенны. Изображение: Thomas Bougher, Georgia Tech

Внутреннее устройство оптической ректенны.
Изображение: Thomas Bougher, Georgia Tech

В созданных на текущий момент устройствах достигнутый КПД составил менее одного процента, однако ученые не собираются останавливаться на этом и обещают доработать технологию до возможности коммерческого применения в течение года. Это позволит использовать подобные ректенны в качестве доступных температурных и световых датчиков, а также для преобразования солнечной энергии в электрическую при меньшей стоимости производства по сравнению с существующими солнечными батареями.

Источник: http://phys.org/news/2015-09-optical-rectennacombined-rectifier-antennaconverts-dc.html