Thiết bị đầu tiên trên thế giới có thể biến trực tiếp ánh sáng thành dòng điện

Các nhà khoa học Mỹ đã chế tạo thành công một thiết bị được gọi là rectenna quang học. Với cấu tạo bao gồm một ăng-ten, một diode chỉnh lưu và có khả năng chuyển đổi trực tiếp từ ánh sáng thành dòng điện một chiều.

Trước đây các nhà khoa học đã tạo ra được các rectenna để thu năng lượng điện từ ánh sáng hồng ngoại, nhưng chỉ đạt hiệu suất 1%. Tuy nhiên các nhà khoa học tại Viện công nghệ Georgia đã tìm ra cách tăng hiệu suất của quá trình này lên đến 40%, khiến cho triển vọng áp dụng vào thực tế của thiết bị này ngày càng gần hơn.

Thiết bị rectenna quang học mới này sử dụng các ống nano carbon xếp liền nhau để tạo thành một bề mặt dẫn điện và có chức năng giống như một chiếc ăng-ten siêu nhỏ để bắt ánh sáng. Sau đó các nhà khoa học phủ thêm một lớp oxit nhôm để cách nhiệt và một lớp canxi trong suốt phía trên cùng để làm cực dương.

Các sóng ánh sáng khi đi qua các ống nano carbon sẽ tạo ra những electron tự do. Và các mối nối cách điện ở đỉnh của các ống nano sẽ đóng vai trò như chỉnh lưu, đóng mở liên tục theo chu kỳ lên tới femto giây, cho phép các electron tạo ra bởi ăngten di chuyển 1 chiều trờ lại điện cực ở bên trên.

Với phương pháp này, các nhà khoa học có thể biến đổi trực tiếp ánh sáng thành dòng điện mà không cần thông qua nhiều bước phức tạp như các tấm pin năng lượng Mặt Trời. Nhóm nghiên cứu cho biết: “Chúng ta đã có thể tạo ra các tế bào năng lượng Mặt Trời hoàn toàn mới, với hiệu suất gấp đôi nhưng giá thành chỉ bằng 1/10”.

Thách thức tiếp theo của các nhà khoa học là tiếp tục tăng cường hiệu suất chuyển đổi của phương pháp mới này. Và tìm cách áp dụng nó vào trong thực tế. Nếu thành công, đây có thể là nguồn điện năng hoàn toàn mới thay thế cả các tấm năng lượng Mặt Trời hiện nay.

Tham khảo: sciencealert