苏晓棠
对于太阳能电池我们并不陌生但是你见过能在黑夜中吸收太阳能的电池吗？我们知道，太阳在白天发射出大量的能量，被地表、大气，生物、建筑物等吸收，而其中被地表吸收的红外能量中，有一部分在太阳下山几小时之后作为反射辐射释放出去，这是属于不可见光的范围。科学家们好几年前就对这部分能量如何利用具有浓厚的兴趣，但是由于技术上的限制，一直未得以实现，纳米技术的蓬勃发展，使得这一梦想成真了。
纳米天线
这一新技术的原理是运用一种特殊的制造工艺将小小的正方形导热金属螺旋镶入一张塑料片中，每一个螺旋中都镶嵌着一架纳米天线，其直径为人体头发丝直径的1/25，这个尺寸足够小的纳米天线可以吸收太阳光谱的红外部分，也就是不可见光的范围。而它们当然也能吸收可见光的能量，因此比传统的太阳能电池板的效率更高。
这个小小的天线是怎么吸收能量的呢？实际上，这就和你的电视机天线和手机天线接收信号的原理是一样的。都是靠物理学上的共振，即“自我强化的物理现象来实现的。广播和电视的天线的尺寸较大，因为它们接收的能量波长较长。那么从理论上而言，制造能吸收更接近我们可视范围的电磁辐射的天线也不难：设计一个更小的天线。而纳米技术的发展使得科学家们能够制出原子级的螺旋元件，他们甚至预测有朝一日，这些天线可以像锡纸和塑料一样可以随意生产出来。
和传统的太阳能电池板相比，它到底有多划算呢？目前的太阳能电池通常只能将不到20%的可用能量转化为电能，而纳米天线可以吸收接近80%的有效能量。另外，硅的制作往往十分缓慢，而且随着时间的推移，它将越来越昂贵。而纳米天线的电路可以用各种不同的传导材料制成，只要足够轻薄并富有弹性就行，比如聚乙烯种常用于手提袋和包装袋的塑料，这将使纳米天线十分廉价。
两只栏路虎
当然，目前这种技术并不能立刻用于太阳能的使用。制造太阳能纳米电池板的一大玄机就在于它的共振性能。研究出单一的共振天线的物理性质不难，然而，当多种天线混合起来，复杂的反应就开始了。当遇到合适频率的红外线，天线会制造出高能量的电磁场，这就会对材料产生无法预料的影响。因此，研究者们正在开发一个关于在微结构中共振的计算机模型，通过改变相关因素，比如材料和天线的形状、整个组合的效率等等，计算出相关的参数，来解决这些不可预料的影响。
另个难题是：如何创造一个方法来储存或传输电。科学家们为我们绘制了一幅美好的蓝图：总有一天，这些纳米天线采集器可以为便携式电池组充电，给屋顶穿上外套，甚至有可能整合到聚酯织物之中。白天，这种双面电池板的一面可以吸收可见光的能量，而另一面则可吸收由地面辐射热产生的频率范围较为狭窄的能量。。。
现在，这些天线非常善于捕获能量，但是它们还不是很善于转化能量。但是科学家们对于研究前景满怀信心。他们同时也在探索将高频的交流电转化为能够储存在电池里的直流电。一个可能的候选者是高速的整流器，特制的二极管将置于每一个螺旋天线的中心并且将交流电转化为直流电。这样再过几年我们说不定真可以用到新一代的太阳能电池采集器了。