По их мнению, новая антенна из углеродных нанотрубок позволит увеличить эффективность фотоэлектрических элементов. Нанотрубки образуют своеобразную антенну, которая улавливает и фокусирует световую энергию, позволяя создавать меньшие по размеру, но более мощные системы солнечных элементов. Созданная учеными антенна можетбыть полезна и в других областях, где потребуется концентрация солнечного света, например в системах ночного зрения и телескопах.
Солнечные панели вырабатывают электричество путем преобразования фотонов света в электрический ток. Созданная учеными антенна увеличивает количество пойманныхфотонов и преобразует их в энергию, направляемую в солнечную батарею.
Впервые учеными созданооптоволокно,состоящее из двух слоев с различными электрическими свойствами, в частности с разной шириной запрещенной энергетической зоны.
В любом материалеэлектронымогут находиться на разных энергетических уровнях. При соударении фотона с поверхностью материала электрон переходит в возбужденное состояние, занимая более высокий энергетический уровень, особый для каждого материала. Взаимодействиевозбужденного электронаи покинутой им дырки называетсяэкситоном,а разница энергий электрона и дырки составляет ширину запрещенной зоны.
Ширина запрещенной зоны нанотрубоквнутреннего слоя меньше запрещенной зоны нанотрубок внешнего слоя. Это важный момент, поскольку предполагается, что экситоны перемещаются из областей с высокойэнергией в области с более низкой энергией. В таком случае экситоны с внешнего слоя перемещаются во внутренний, где они находятся в низшем энергетическом состоянии.
Следовательно, при ударе световой волны все экситоны перемещаются в центр волокна, где происходит их накопление. Ученые пока не построили фотоэлектрическое устройство, которое использует эту антенну, но планируют этим заняться. В таком устройстве антенна должна будет концентрировать фотоны, перед тем какфотоэлектрический элементпреобразует их в электрический ток. Этого можно достичь, если антенна будет располагаться вокруг ядра из полупроводникового материала.
Первоисточник:приложение к журналу«Российские нанотехнологии» –«В мире нано»№ 6 2010 год.
Комментариев нет:
Отправить комментарий