新型纳米天线能捕获超过90%的光能量

2011-5-18 09:33 来源: 中国科学院
收藏到BLOG

  目前的太阳能电池板利用太阳能效率很低,只能利用所获得光源的约20%。据美国物理学家组织网5月17日(北京时间)报道,美国密苏里大学工程人员开发出一种柔软的太阳能薄片,能捕获超过90%的光能量,并计划在5年内制造出可用于消费领域的样机。相关设计与制造过程在《太阳能工程》杂志上有详细介绍。

  该设备是一种纳米天线电磁收集器(nanoantenna electromagnetic collectors,NECs),能收集太阳光谱中的中红外光和可见光,而中红外波长是传统光伏太阳能电池无法利用的。最初设计NECs的理念就是将天线从无线电频率扩展到红外光和可见光领域。

  密苏里大学化学工程学院副教授帕德里克·宾海罗和爱达荷国家实验室、科罗拉多大学电力工程教授加勒特·蒙代尔、马萨诸塞州的MicroContinuu公司等合作,开发出一种特殊的高速电路,能从收集的阳光和热量中提取电流,并找到经济的太赫兹纤维材料,可用于大规模生产简单的方形回路纳米天线阵列。研究小组曾开发出一种可模压的小型薄片天线产品,能将工业过程中产生的热收集起来,转化为可用电力。他们将这种天线产品改造,变成了利用光照的NECs设备。

  帕德里克表示,我们的总体目标是收集利用尽可能多的太阳能,使其尽量达到理论可能性,并以一种廉价的成套设备方式进入商业化市场,让每个人都能利用它。

  如果能获得美国能源部的支持或私人投资,相信在5年内就能生产出太阳能产品以弥补传统光伏太阳能电池板的不足。他们的产品是一种柔软的薄膜,可以和屋顶面板类产品结合起来,或用来订制专门的电力工具。此外,还能用于红外探测仪、光学计算、红外视距通信等领域。