Des nanoantennes convertissent la lumière en courant
Un nouveau dispositif qui agit à la fois comme une antenne optique recueillant et concentrant la lumière, et comme une photodiode qui convertit cette lumière en courant d’électrons a été découvert par des chercheurs de l’Université Rice aux Etats-Unis.
Ce système à l’échelle du nanomètre pourrait servir dans les techniques de photosensibilité, de collecte d’énergie, d’imagerie ou de détection de la lumière.
Plus d’un tiers de l’énergie solaire arrive sur Terre sous la forme de lumière infrarouge. Mais le matériau en silicium qui est utilisé dans la plupart du temps pour convertir la lumière solaire en électricité dans la grande majorité des panneaux solaires d’aujourd’hui – ne peut pas capter l’énergie de la lumière infrarouge.
Tous les semi-conducteurs, y compris le silicium, possède un “gap de fréquence” où la lumière passe directement à travers le matériau et demeure incapable de générer un courant électrique en dessous d’une certaine fréquence.
Pour résoudre ce problème, Mark Knight et ses collègues de l’Université Rice à Houston ont fait croître des alignements de nanoantennes d’or directement sur des surfaces de silicium. Lorsque de la lumière de grande longueur d’onde frappe ces antennes, elle excite des ondes d’électrons connues sous le nom de plasmons de surface qui se propagent près de la surface du métal. Ces électrons pleins d’énergie passent alors la barrière de l’or vers le silicium et s’y retrouvent alors piégés pour se propager sous forme de courant électrique.
“Les diodes nanoantennes, que nous avons créé pour détecter les plasmon-électrons chauds se comportent déjà assez bien dans la collecte de la lumière infrarouge en vue de la transformer directement en électricité“, a affirme Mark Knight. “Nous sommes impatients de voir si cette extension de collecteurs de lumière dans les fréquences infrarouges entraînera immédiatement des résultats dans l’efficacité des cellules solaires.“
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