Солнечные батареи, которые работают ночью. Глупость какая-то, в самом деле. Но, похоже, это всё же возможно — конечно, «солнечными» называть их не совсем правильно: это массивы крохотных антенн, которые воспринимают инфракрасную часть спектра солнечного излучения. Их разрабатывают в Национальной лаборатории Министерства энергетики США. Что же они собой представляют?
Лабораторные испытания показали что эти антенны способны собирать до 84% фотонов. Учёные подсчитали, что общая эффективность системы составит 46 процентов, что, надо сказать, очень круто: до сих пор максимальная эффективность солнечных батарей составляла 25 процентов. 25 процентов — это если говорить о кремниевых батареях. У них свои проблемы: если солнечный свет падает на них не под нужным углом, то большая его часть вообще не поглощается, а отражается.
Новые антенны же поглощают инфракрасное излучение под каким угодно углом. Недаром один из учёных, работающих над проектом, Стивен Новак говорит, что если удастся наладить сравнительно недорогой способ изготовления этих устройств, то технология может стать настоящим прорывом в энергетике.
Электромагнитные волны возбуждают антенны, что порождает переменный ток, который потом может быть использован. Впрочем, от улавливания света в видимом диапазоне никто отказываться не собирается, поэтому массивы будут состоять из двух типов антенн, каждый из которых будет настроен на определённую частоту.
До сего момента у этой технологии были две проблемы. Первая заключалась в том, что сами антенны должны быть чрезвычайно маленькими — от пары миллиметров длиной до нескольких сотен нанометров. Вторая — в том, что частота переменного тока, получающаяся в результате, слишком высока, поэтому перед использованием его необходимо выпрямить. Проблема в том, что диоды, обычно использующиеся в выпрямителях, как правило, не могут работать на таких высоких частотах.
Теперь эти барьеры преодолены. В этом году Новак и его коллеги смогли создавать массивы крохотных антенн. Пока что им удалось уменьшить антенны для того, чтобы они могли вырабатывать энергию на самом краю инфракрасного спектра, но исследователи говорят, что создание меньших антенн возможно. Что касается выпрямления тока, то и тут есть свои подвижки: специалисты из Университета Колорадо смогли создать диоды, которые способны работать на высоких частотах. Обе команды учёных намерены соединить силы и уже через несколько месяцев создать работающее решение.