Normalde parazitik yakalamaya yarayan doğrultucu antenler (rectenna-belki rekten denilebilir) normalde radyo frekansını absorblayarak kullanılabilir elektriğe çevirir. Geçmişte bu cihazlarla optik dalga boylarını yakalamak mümkün değildi. Fakat karbon nanotüpler, mikroskopik üretim tekniklerinde yaşanan gelişmeler sayesinde; ışığı absorblayarak doğru akıma dönüştürebilen rektenler üretildi. Georgia Teknoloji Enstitüsü’nden mühendislerin geliştirdiği bu yeni teknoloji sayesinde güneş enerjisi eldesinde verimin iki katına çıkması bekleniyor.
İlk olarak bundan 40 yıl önce keşfedilen , rektenler ışığı almak ve 10 mikrona kadar dalga boylarında ışığı dönüştürmek için kullanılıyordu. Konumlanmış radyo frekansını yeniden kullanarak yakın alan iletişim düzeneklerine(near-field communications –NFC) güç verilebiliyor. Buna rağmen görünür dalga boylarında çalışan cihazlar bugüne pek başarı gösterememişti. “Fizik ve bilimsel konseptler bir süredir mevcut. Aslında yeni şeyler denemenin ve çalışan bir cihaz yapmanın tam sırası. Ulaşılan üretim teknolojilerine minnettarız,” diyor Yrd. Doç. Dr. Baratunde Cola
Bu gelişmeler sayesinde araştırmacılar , kimyasal buhar birikimi (chemical vapor deposition) tekniğini kullanarak, silikon substrat üzerinde milyonlarca dikey hizalanmış karbon nanotüp dizisini oluşturmayı başardı. Bu nanotüpler alüminyum oksit yalıtımla sırlanarak, tüm dizilim optik açıdan şeffaf ince kalsiyum tabakasıyla sonlandırıldı ve alüminyum anot yerine geçti.
Çok duvarlı karbon nanotüpler gelen optik radyasyon salınımına göre ışık enerjisini dizginliyor. Böylece içerideki doğrultmaçlardan geçerek alternatif akımı doğru akıma çeviriyor. Bu doğrultmaçlar inanılmaz hızlardaki salınımlara(petahertz) tepki vererek anahtar açıp kapıyor ve elektronları en üst elektrota doğru iterek, küçük miktarda doğru akım yaratıyor.
Şimdilik % 1 ‘den az verimle çalışan düzenek için Georgia Tech mühendisleri optimizasyon teknikleri üzerinde çalışıyor. Bu sayede güneş enerjisi teknolojisinde pratik uygulamalara ulaşmak istiyorlar.
Araştırmacılar güneş pillerine göre 2 kat daha verimli ve on kat daha ucuz güneş pilleri yapabileceğini savunuyorlar.
Araştırma Nature Nanotechnology’de yayınlandı.
Kaynak : Georgia Institute of Technology
Bir Yorum