Углеродные нанотрубки концентрируют световую энергию

15 сентябрь, 2010 - 08:45

Группа ученых Массачусетского технологического института под руководством адъюнкт-профессора Майкла Страно (Michael Strano) описала углеродные нанотрубчатые антенны, или "солнечных воронки", которые позволяют концентрировать поток света и повышают до 100 раз число фотонов, направляемых в солнечную батарею. Новая разработка имеет и другие применения, требующие концентрации света, например может использоваться в приборах ночного видения и телескопах.

Углеродные нанотрубки концентрируют световую энергию

Антенны состоят из волокнистых нитей длиной 10 и толщиной 4 микрон, содержащих около 30 млн углеродных нанотрубок. Волокно впервые построено из двух слоев нанотрубок с разной шириной запрещенной зоны. Внутренний слой антенны состоит из нанотрубок с небольшой шириной запрещенной зоны, нанотрубки во внешнем слое имеют большую ширину запрещенной зоны. При попадании света на антенну, возбуждаемые экситоны (квазичастица из электрона и дырки) устремляются в центр волокна, где они находятся на более низком энергетическом уровне, за счет чего достигается эффект концентрация фотонов.

В настоящее время волокно нанотрубок теряет около 13% поглощаемой энергии, ученые работают над снижением потерь до уровня 1%. Кроме того, предстоит создать механизм съема экситонов на внутреннем слое, после чего антенны можно будет применять как высокоэффективную альтернативу обычным фотогальваническим элементам для получения солнечной энергии.