Una nanoantena, o nantenna, es una idea para un tipo de célula solar que, en lugar de aprovechar la luz visible para crear electricidad, utiliza radiación infrarroja que a menudo se considera calor y que existe más allá del rango visible para los humanos. La luz infrarroja es emitida por la propia Tierra y una amplia gama de procesos industriales como energía residual, como la de las centrales eléctricas de carbón. Una versión de la nanoantena toma la forma de un cuadrado de oro microscópicamente pequeño o una espiral de alambre de metal de aproximadamente 1/25 thel diámetro de un cabello humano que está incrustado en una lámina de plástico de polietileno flexible. También se han estudiado metales como el manganeso y el cobre para la nanoantena y, en investigaciones realizadas en 2008, se ha demostrado que los dispositivos tienen una eficiencia de hasta un 92% para convertir las frecuencias de luz infrarroja que capturan en energía eléctrica .

Mujer sosteniendo un libro

La radiación solar abarca un amplio espectro más allá del rango de luz visible. Se estima que el 44% de la luz emitida por el Sol es visible con un 7% en el rango ultravioleta y un 49% en el rango infrarrojo. Cuando la luz visible impacta con la superficie de la Tierra o su atmósfera, pierde gran parte de su energía en el proceso y la mayor parte se emite más tarde al espacio como radiación infrarroja de longitud de onda más larga. La captura de esta energía utilizando una matriz de nanoantenas podría tener dos propósitos importantes. La energía podría usarse para alimentar numerosos dispositivos electrónicos, y también podría extraerse de equipos como servidores de computadoras y otra maquinaria para mantenerlos frescos y funcionando de manera eficiente.

Sin embargo, una de las limitaciones de los diseños actuales de nanoantenas, que puede limitar la producción de un sistema de matriz de nanoantenas durante algún tiempo, es la naturaleza de la luz infrarroja para oscilar a altas frecuencias. Esto hace que sea necesario construir rectificadores en el sistema que convertirían las señales infrarrojas de corriente alterna ( CA ) en energía de corriente continua (CC). Un rectificador comparable que funcione con una nanoantena tendría que reducirse en un factor de 1000 con respecto a los modelos actuales que existen en el mercado a partir de 2011 para funcionar de manera eficaz, y esta tecnología aún no se ha desarrollado. Un enfoque alternativo sería crear una antena rectificadora en sí, que sería una combinación de una nanoantena y un nano-rectificador, y que regularía naturalmente las frecuencias infrarrojas.

Las ventajas de crear componentes de células solares de tamaño nanoscópico sobre las células solares tradicionales de obleas de silicio pueden convertirlas en un avance revolucionario. Su eficiencia en la conversión de luz es mucho más alta que la de las células solares fotovoltaicas estándar que van hasta sólo alrededor del 15% para las versiones minoristas a partir de 2011. Una célula solar de nanoantena podría configurarse para capturar longitudes de onda específicas de luz infrarroja y podría colocarse en ambos lados de un panel para capturar dos longitudes de onda diferentes de cada lado simultáneamente.

Quizás uno de los avances más importantes con respecto a la tecnología tradicional de células solares, sin embargo, es que los componentes funcionales de una antena son lo suficientemente pequeños como para que las matrices de los dispositivos se puedan incrustar en láminas de plástico flexible. Esta lámina podría luego estirarse sobre una amplia variedad de superficies irregulares o dispositivos electrónicos. En una instalación de investigación en el Laboratorio Nacional de Idaho (INL) en los EE. UU., Ya se han creado láminas de nanoantena con cuadrados de aproximadamente 3 pulgadas por 3 pulgadas de ancho (7,6 por 7,6 centímetros) que contienen cada una alrededor de 260.000.000 de antenas cada una, y rollos de mucho son posibles hojas más grandes.