サステナビリティ
Quantum Fluctuationsを活用することで、より効率的な太陽パネルが実現できるか
科学者によると、世界は気候危機の瀬戸際に立っています。 その場合、気候変動に対処するために、化石燃料への依存から脱し、水力、風力、地熱、太陽光などのより持続可能なエネルギー源への移行が、多くの人にとって最も簡単な解決策です。 ただし、これが本当に起こるためには、代替エネルギーの背後にある技術を進歩させるための集中した努力が必要です。 幸いなことには、研究者はすでに多くの研究をしており、最近の研究は、太陽エネルギーを収集できる光電池の明るい将来を示唆しています。
ボウタイ・レゾネーター
これらの研究の1つは、量子ゆらぎに頼ることで、「ボウタイ・レゾネーター」が потен的に自己製造される未来を概説しました。
ボウタイ・レゾネーターは、光を封じ込めた空間内で光を捕獲することを目的とした構造の一種で、次世代の光電池内で使用される予定です。 ボウタイ・レゾネーターは、その形が蝶ネクタイに似ているためこの名前が付けられました。
通常、漏れがない場合、レゾネーターは小さいほど、光を捕獲する効率が高くなり、エネルギーをより効率的に捕獲できます。 不幸にも、伝統的な製造技術はほぼ最大化されています。 これが研究の目的であり、カシミール効果やファン・デル・ワールス力などの基本的な力として知られる量子ゆらぎを利用しようとしたのです。
これは、現在の規模では可能なよりも小さなレゾネーターの自己製造を導くためでした。 結果は、半導体デバイス製造における重要な進歩であり、チームはカシミール・ファン・デル・ワールス力による「決定論的自己集合」を使用して、懸架シリコン・ナノ構造とナノスケールのレゾネーター空間の作成に成功しました。
簡単に言えば、チームはレゾネーターをそのような小さなスケールで構築しようとせず、2つの半分を構築し、非常に近い距離で互いに配置することで量子ゆらぎに頼って「融合」させました。 論文では、「対照的に、平面半導体技術は、その固有のスケーラビリティのため、巨大な技術的影響を与えてきましたが、自己集合によって可能な原子スケールに到達することはできないようです。」と述べられています。
その意味は
この技術の影響は広範囲にわたり、さまざまな分野での潜在的な応用があります。 論文では、以下のように述べられています。
「私たちの研究は、数ナノメートルから亜ナノメートルの収束を持つフォトニックキャビティの自己集合を示していますが、私たちの方法は、固体ナノポアシーケンシング、ナノギャップ量子トンネル電極、または超伝導量子電子デバイス用の超高品質シャドウマスクなどのより広い研究分野と技術に適用できます。
「より一般的に、私たちの研究は、原子スケールでのフォトニクス、エレクトロニクス、メカニクスの新しい領域の探索を開き、同時に、大規模なチップアーキテクチャとのスケーラブルで自己整列した統合を可能にします。」
自己集合された波導結合キャビティは、特に光物質相互作用の向上に関して興味深いものであり、シングルフォトンレベルのデバイスの動作を可能にし、光電池ではまだ見られていない新しい効率レベルを実現できます。
バックコンタクト光電池
注目すべきは、これが最近の数週間で光電池を取り巻く唯一の潜在的に革命的な進歩ではないことです。 オタワ大学（U of O）の研究者は、「…最初のバックコンタクト・マイクロメートル光電池」を成功裏に製造しました。
ソース: www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2666386423005325?via%3Dihub#abs0015
