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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3 Commentaires sur "Des nanoantennes convertissent la lumière en courant"

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Pastilleverte
Invité

on finira bien par convertir toutes les longueurs d’onde de la lumière en éléectricité. Ce jour là moultes magnums de champagne seront débouchés. Le problème, c’est que je ne suis pas sûr d’être encore là, ni mes enfants… Et comme je voudrais me tromper !

jl06
Invité
Voilà une approche intéressante pour récupérer l’énergie du spectre lumineux en deçà du gap optique des semi-conducteurs: plutôt que de combiner des matériaux de gap optiques différents, utilisons un autre principe physique! Comme je connais peu de choses sur la nano-photonique, l’article m’a incité à faire quelques recherches et pour ceux que la physique intéresse, ça vaut le coup de lire quelques pages sur les plasmons et les autres aspects du sujet. En lisant la brève originale en anglais, j’ai aussi trouvé quelques éléments qui peuvent intéresser certains. Cette avancée n’était apparemment pas destinée au PV. Il s’agissait simplement de mesurer l’énergie… Lire plus »
citizen
Invité
Toutes mes félicitation au Professeur Mark Knight et son équipe. Je suis convaincu que ces résultats prodigieux trouveront des applications dans plusieurs domaines, mais je ne suis pas sûr, que l’extension de collecteurs de lumière dans les fréquences infrarouges entraînera immédiatement des résultats dans l’efficacité des cellules solaires, comme l’a affirmé le Professeur Mark Knight. En effet, les rayons lumineux infrarouges sont très mal exploités, par les cellules au silicium commercialisées, car ils perdent une très grande partie de leur énergie sous forme de chaleur et sont ainsi perdus. Ceci a des conséquences sur les performances de ces cellules. Ce… Lire plus »
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