Наноантена – це пристрій, що перетворює сонячну енергію в електричний струм. Пристрій працює як випрямляюча антена, тільки в оптичному діапазоні довжин хвиль. У 1972 р. була викладена ідея використання кількості наноантен в сонячній енергетиці. Розміри пристрою в межах сотні мікрон.
Пристрій являє собою дрібні квадратики або спіральки, поміщені в поліетилен, який пройшов спеціальну обробку. Наноантени поглинають інфрачервоні промені, які випромінюються від усіх предметів. Попередники цих антен працювали в іншій області електромагнітного спектра, а саме з мікрохвилями.
Ефективність наноантен до поглинання інфрачервоних променів досягає 92%.
Ця розробка дозволяє вдвічі збільшити ефективність сонячних батарей. Це пов’язано з тим, що антени збирають не тільки сонячну енергію, але і енергію з усіх предметів, які випромінюють тепло.
Наноантени мають три складові частини: безпосередньо антена, оптичний резонатор, основна площина, на якій все зібрано. За допомогою електронно-променевої літографії виготовлена матриця антени.
Існує два методи виготовлення цих пристроїв:
– Літографія. Суть методу полягає в наступному, на основну площину розпорошується аморфний кремній, і потім встановлюється на кремнієву пластину. Шар кремнію досягає четвертої частини хвилі світла. Антеною служить нанесена тонка плівка марганцю. Поверхня її працює в якості фільтра заданої частоти, вона частотно-виборча, виконана із золота. Далі наноситься резистивний шар через шаблон. Після травлення золотого шару, резистивний шар прибирається. Сам процес проходить тривалий час і досить дорогий.
– Рулонна технологія. Більш доступний метод при промисловому виробництві наноантен. Ця технологія заснована на використанні еталона. Виготовлення наноантен за цією технологією являє собою друк (механічний) на дешевій гнучкій підкладці за допомогою еталонного зразка. Еталон являє собою круглу кремнієву пластину діаметром 8 дюймів, а на ній близько 10 мільярдів антен. За допомогою рулонної технології було вироблено багато квадратних карт розміром 4 дюйми. Потім їх об’єднали в гнучкий лист наноантен.
Одним з головних недоліків наноантенн є те, що поки важко перетворити отриманий змінний струм в постійний. Причина цього в тому, що струм, який утворюється, має частоту кілька трильйонів в секунду, а розміри існуючих випрямлячів, які працюють з такими частотами, в тисячу разів перевищують необхідні габарити.
Але, незважаючи на це, величезна перевага наноантен в тому, що вони дуже ефективні. Матриці з антенами дуже легко розбираються, тому їх легко налаштувати на поглинання хвилі потрібної довжини.
У майбутньому з вирішення проблеми перетворення змінного струму високої частоти, дасть можливість наноантенам повністю замінити сонячні батареї.
