ВЫСОКОЭФФЕКТИВНАЯ ВЫРАБОТКА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ НАНОАНТЕНН ДЛЯ СОЛНЕЧНОГО И ИНФРАКРАСНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
https://doi.org/10.5281/zenodo.15093244
Ключевые слова:
Наноантенна, солнечная энергия, инфракрасное излучение, сбор энергии, графен, эффективностьАннотация
Наноантенны обеспечивают преобразующий подход к производству электроэнергии за счет использования солнечного и инфракрасного излучения в широком электромагнитном спектре, превосходя возможности обычных фотоэлектрических систем. Это исследование оценивает их производительность с помощью подробного теоретического анализа и конечно-разностного веб-моделирования во временной области (FDTD), уделяя особое внимание конструкциям на основе графена и широкополосным конфигурациям. Результаты показывают, что эффективность преобразования энергии в оптимизированных условиях достигает 42%, что является значительным улучшением по сравнению с элементами на основе кремния. Анализируются такие проблемы, как сложность изготовления и потери при переработке, и предлагаются стратегии масштабируемого внедрения. Эти результаты подчеркивают потенциал наноантенн для продвижения решений в области возобновляемых источников энергии.
Скачивания
Библиографические ссылки
Davids, P. S., et al. (2016). Infrared rectification in a nanoantenna-coupled MOS tunnel diode. Nature Photonics, 10(6), 391-398.
El-Araby, H., et al. (2018). Graphene-based geometric diodes for terahertz rectification in nanoantennas. Journal of Applied Physics, 123(15), 153101.
Green, M. A. (2018). Solar cells: Operating principles, technology, and system applications. Renewable Energy, 123, 45-56.
Hussein, M., et al. (2021). Broadband nanoantennas for multi-frequency energy harvesting. IEEE Transactions on Nanotechnology, 20, 345-352.
IEA (2023). World Energy Outlook 2023. International Energy Agency.
IEEE (2019). CMOS-compatible infrared rectennas for energy harvesting. Proceedings of the IEEE International Conference on Nanotechnology, 1-4.
Jayaswal, G., et al. (2020). Nanoantennas for IoT energy harvesting. Sensors, 20(15), 4235.
Kotter, D. K., et al. (2010). Theory and manufacturing of a nanoantenna array for solar energy harvesting. Journal of Solar Energy Engineering, 132(1), 011014.
Li, Y., et al. (2021). Biomimetic nanofibers inspired by polar bear hair for enhanced infrared absorption. Frontiers in Materials, 8, 672345.
Moddel, G., & Grover, S. (2013). Rectenna solar cells. Springer, 89-102.
Novoselov, K. S., et al. (2012). A roadmap for graphene. Nature, 490(7419), 192-200.
Sabaawi, A. M., et al. (2020). Challenges in nanoantenna fabrication for energy harvesting. Microelectronic Engineering, 231, 111345.
Shockley, W., & Queisser, H. J. (1961). Detailed balance limit of efficiency of p-n junction solar cells. Journal of Applied Physics, 32(3), 510-519.
Vandenbosch, G. A. E., & Ma, Z. (2019). Hybrid nanoantenna-photovoltaic systems for energy harvesting. Nano Energy, 58, 789-798.
Zainud-Deen, S. H., et al. (2018). Broadband logarithmic spiral nanoantenna for energy harvesting. Advanced Electromagnetics, 7(4), 45-52.
Загрузки
Опубликован
Выпуск
Раздел
Лицензия
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial-NoDerivatives» («Атрибуция — Некоммерческое использование — Без производных произведений») 4.0 Всемирная.
