一種高功能受光/發(fā)光元件

在現(xiàn)在的生活中，太陽能產(chǎn)品處處可見，人們用太陽能煮飯，還有太陽能熱水器等等，無處不見太陽能產(chǎn)品，當(dāng)然，最重要的還是太陽能發(fā)電，但是目前的技術(shù)并不能讓人們很好利用太陽能發(fā)電。美國(guó)威斯康星大學(xué)麥迪遜分校(University of Wisconsin Madison)2015年7月13日宣布，該大學(xué)研究人員開發(fā)出了一種高功能受光/發(fā)光元件，如同擁有比實(shí)際元件尺寸大1萬倍的截面面積。

該大學(xué)表示，該元件可作為帶集光功能的受光發(fā)光元件使用，將為超高靈敏度受光元件(PD)、使用PD的超高靈敏度攝像元件、高效率太陽能電池，以及高效散熱元件的實(shí)現(xiàn)開辟道路。

開發(fā)出該元件的是威斯康星大學(xué)麥迪遜分校電子及計(jì)算機(jī)工程系喻宗夫教授的研究室。

這種新型元件可以說成是“介電體天線”的光版。介電體天線能夠以非常小的天線元件來收發(fā)波長(zhǎng)遠(yuǎn)大于其元件尺寸的電磁波。新元件的具體構(gòu)造與法布里-珀羅(Fabry-Perot)型激光器元件相似，用兩層鏡片夾著厚度為785nm的高折射率材料層。在一塊鏡片上配置尺寸約20nm×110nm的光源或受光器，在另一鏡片上設(shè)置DBR(Distributed Bragg Reflector，分布式布拉格反射器)層。DBR層采用Si層與SiO2層交替配置的結(jié)構(gòu)。

據(jù)介紹，新開發(fā)的元件可收發(fā)波長(zhǎng)為受光器或光源尺寸約15倍以上的約1.5μm的紅外光。另外還可收發(fā)光束寬度較大的光，如同元件尺寸達(dá)到6μm左右一樣。

將該元件應(yīng)用于PD時(shí)，可獲得與帶集光透鏡的受光元件一樣的效果。也就是說，能夠獲得區(qū)域比受光元件的實(shí)際尺寸更大的集光效果，可提高受光元件的靈敏度。另外，將該元件應(yīng)用于太陽能電池時(shí)，無需使用大型透鏡即可獲得像集光式太陽能電池那樣的效果。

研究小組目前還在考慮對(duì)該元件實(shí)施反向應(yīng)用，作為紅外線放射器、也就是放射冷卻用元件使用。太陽能雖然可以產(chǎn)生很大能量，但是現(xiàn)在的技術(shù)還不足以保證人類所有的運(yùn)轉(zhuǎn)，這就需要我們保護(hù)能源，從自己做起，從身邊的點(diǎn)滴做起，節(jié)約能源，是我們?nèi)祟惷恳粋€(gè)人應(yīng)盡的責(zé)任。