Fabrican la primera rectena óptica del mundo que convierte luz en corriente contínua

La imagen muestra la primera rectena óptica del mundo, un pequeño dispositivo que es en parte antena, parte rectificador de diodos, y es capaz de convertir luz directamente en corriente continua.

Desarrollado por investigadores del Instituto de Tecnología de Georgia, el dispositivo utiliza nanotubos de carbono que actúan como pequeñas antenas y capturan luz.

La luz crea una carga fluctuante que viaja a través de los rectificadores en miniatura integrados en las paredes de los tubos, los cuales se encienden y apagan a la tasa de petahertz, que es 10¹⁵ Hz, o 1 millón de veces más rápido que un GHz.

El resultado es una muy pequeña corriente directa, creada directamente en lugar de en un proceso de múltiples pasos como en la mayoría de las células solares.

La fabricación de los rectennas comienza creando bosques de nanotubos de carbono alineados verticalmente sobre un sustrato conductor.

Usando deposición de vapor químico de capa atómica, los nanotubos son recubiertos con un material de óxido de aluminio para aislarlos.

Por último, la deposición física de vapor se utiliza para depositar capas delgadas ópticamente transparentes de calcio y luego metales de aluminio encima del bosque de nanotubos.
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En funcionamiento, las ondas oscilantes de luz pasan a través del electrodo de calcio-aluminio transparente e interactúan con los nanotubos.

Las uniones metal-aislante-metal en las puntas de los nanotubos sirven como rectificadores de conexión y desconexión a intervalos de femtosegundos, permitiendo que los electrones generados por la antena fluyan en una vía hacia el electrodo superior.

Ahora, mediante la construcción de miles de millones de tubos en una matriz, es posible crear una corriente significativa.

Hay, sin embargo, un problema: en este momento, los dispositivos hechos por los investigadores tienen menos del 1 por ciento de eficiencia, lo que significa muy poco de la luz que realmente se convierte en electricidad.

El equipo ahora está tratando de desarrollar maneras de aumentar la eficiencia que, principalmente con la reducción de resistencia eléctrica dentro de los dispositivos, que creen que podría ser fácilmente cortada por “órdenes de magnitud” para proporcionar eficiencia de hasta el 40 por ciento.

En última instancia, podría hacer que las células solares sean dos veces más eficiente a un costo que es diez veces menor.

Fuente: Gizmodo