나노 안테나 란?

나노 안테나 (nantenna)는 가시 광선을 이용하여 전기를 생성하는 대신 종종 열로 생각되고 사람이 볼 수있는 범위를 넘어선 적외선을 사용하는 일종의 태양 전지에 대한 아이디어입니다. 적외선은 지구 자체와 석탄 화력 발전소와 같은 폐기물 에너지와 같은 광범위한 산업 공정에 의해 방출됩니다. 나노 안테나의 한 가지 버전은 미세한 작은 금 사각형 또는 금속 와이어의 나선 모양으로 사람의 머리카락 직경의 약 1/25로 유연한 폴리에틸렌 플라스틱 시트에 내장되어 있습니다. 망간 및 구리와 같은 금속도 나노 안테나에 대해 연구되어 왔으며, 2008 년 현재 연구에서이 장치는 포착하는 적외선 주파수를 전기 에너지로 변환하는 데 92 % 나 높은 효율을 보여 주었다.

태양 복사는 가시 광선 범위를 넘어 넓은 스펙트럼에 걸쳐 있습니다. 태양에서 방출되는 빛의 44 %가 자외선 범위에서 7 %, 적외선 범위에서 49 %로 보이는 것으로 추정됩니다. 가시 광선이 지구 표면이나 대기에 영향을 줄 때, 그 과정에서 에너지의 많은 부분을 잃게되고이 파장의 대부분은 나중에 장파장 적외선으로 우주로 다시 방출됩니다. 나노 안테나 어레이를 사용하여이 에너지를 포착하는 것은 두 가지 중요한 목적에 도움이 될 수 있습니다. 이 에너지는 수많은 전자 장치에 전력을 공급하는 데 사용될 수 있으며, 컴퓨터 서버 및 기타 기계류와 같은 장비에서 떨어져서 시원하고 효율적으로 작동 할 수 있습니다.

그러나, 앞으로 나노 안테나 어레이 시스템의 생산을 제한 할 수있는 현재의 나노 안테나 설계의 한계 중 하나는 고주파에서 진동하는 적외선의 특성이다. 따라서 교류 (AC) 적외선 신호를 직류 (DC) 전력으로 변환하는 정류기를 시스템에 구축해야합니다. 나노 안테나와 함께 작동 할 수있는 정류기는 2011 년 현재 시장에 나와있는 현재 모델에서 1,000 배 축소되어 효과적으로 기능해야하지만이 기술은 아직 개발되지 않았다. 대안은 나노 안테나와 나노 정류기의 조합으로 적외선 주파수를 자연스럽게 조절하는 정류 안테나 자체를 만드는 것입니다.

기존의 실리콘 웨이퍼 태양 전지에 비해 나노 크기의 태양 전지 구성 요소를 만드는 장점은 혁신적인 도약을 만들 수 있습니다. 광 변환 효율은 2011 년 기준 소매 버전의 경우 최대 약 15 % 범위의 표준 광전지 태양 전지보다 훨씬 높습니다. 나노 안테나 태양 전지는 특정 파장의 적외선을 포착하도록 구성 될 수 있으며, 각면에서 동시에 두 개의 서로 다른 파장을 포착하는 패널.

그러나 기존 태양 전지 기술에 비해 가장 중요한 발전 중 하나는 낸 테나의 기능적 구성 요소가 장치의 배열이 유연한 플라스틱 시트에 내장 될 수있을 정도로 작다는 것입니다. 이 시트는 광범위한 불규칙한 표면 또는 전자 장치에 걸쳐 신장 될 수있다. 미국 아이다 호 국립 연구소 (INL)의 연구 시설에서, 약 3 인치 x 3 인치 너비 (7.6 x 7.6cm)의 정사각형 나노 안테나 시트가 각각 약 260,000,000 개의 안테나를 포함하고 있으며 더 큰 시트가 가능합니다.