Nano Antenna che Cattura la Luce e la Trasforma in Energia

Le nano-antenne posso permettere di catturare la luce di tutte le lunghezze d'onda e trasformarla in energia elettrica. Un gruppo di ricercatori della Rice University è addirittura riuscito a sfruttare la luce infrarossa, che normalmente sfugge ai pannelli solari e alle altre applicazioni basate sul silicio, per creare corrente. Grazie a speciali nanoantenne, descritte sulla rivista Science, gli scienziati promettono sostanziali miglioramenti nell'efficienza dei pannelli fotovoltaici, oltre che nella precisione dei dispositivi scientifici per la rilevazione degli infrarossi.

La luce alle lunghezze d'onda dell'infrarosso costituisce più di un terzo di quella che raggiunge la Terra dal Sole. Ma il silicio, il materiale utilizzato per convertire la luce in elettricità nella maggior parte dei pannelli fotovoltaici, non è in grado di catturarla.


La causa di questo limite è un gap di banda presente in ogni semiconduttore, a causa del quale la luce sotto una certa frequenza passa direttamente lungo il materiale senza generare corrente. In pratica, a una certa lunghezza d'onda la luce diventa inafferrabile.

Per ovviare a questo inconveniente i ricercatori dell'università texana hanno attaccato una nanoantenna metallica specializzata nell'interazione con gli infrarossi al silicone, dimostrando che questo procedimento può estendere la generazione di elettricità anche a queste lunghezze d'onda.

Il promettente dispositivo svolge contemporaneamente il lavoro di un' antenna ottica, raccogliendo e concentrando la luce, e di un fotodiodo, una sorta di sensore in grado di converte la luce in una corrente di elettroni.

Il meccanismo fisico alla base della scoperta si basa sui cosiddetti plasmoni, un tipo di onda che attraverso gli elettroni, eccitati da una luce incidente, raggiunge la superficie del metallo. Sono proprio queste onde di energia che percorrono l'antenna e che decadendo danno vita a degli elettroni caldi in grado di superare le barriere, rimanendo intrappolati e producendo in questo modo la corrente elettrica.

“ Finora non c'è mai stato un metodo per catturare gli infrarossi con il silicio, ma noi abbiamo dimostrato che è possibile”, hanno spiegato gli autori: “ Ora non vediamo l'ora di vedere quanto questo aumenterà l'efficienza dei pannelli solari”, hanno concluso.

Fonte: http://daily.wired.it

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