Un nuevo avance en la tecnología solar permite a micro Antenas utilizar el 70% de la energía solar.

Durante años, los científicos han estudiado los posibles beneficios de una nueva rama de la tecnología de la energía solar que se basa en arreglos de antenas muy pequeñas de tamaño nano-métrico que son teóricamente capaces de capturar más del 70 por ciento de la radiación electromagnética del sol y al mismo tiempo se convierte en energía eléctrica utilizable.

Estos avances tecnológicos sería una gran mejora sobre la tecnología de paneles solares de silicio que se usan actualmente de forma muy extendida. Incluso los mejores paneles de silicio recogen sólo alrededor del 20 por ciento de la radiación solar disponible, y mecanismos separados son necesarios para convertir la energía almacenada a energía utilizables para la red eléctrica comercial. La eficiencia de los paneles está limitada por los altos costos de desarrollo.

El proceso de fabricación de la antena es inmensamente difícil, debido a su capacidad para absorber y rectificar la energía solar de corriente alterna a corriente continua , El avance científico potencial se encuentra en un proceso de fabricación llamada deposición selectiva capas atómicas de área (CAA) que fue desarrollado por Willis, profesor asociado de ingeniería nanotecnología, tecnología moderna y biomolecular y el anterior director del Programa de Ingeniería nanotecnológica de la Universidad de Connecticut. Willis desarrolló el proceso mientras enseñaba en la Universidad de Delaware, y patentó la técnica en 2011, es a través de la deposición de capas atómicas que los científicos finalmente pueden fabricar un avance tecnológico de este tipo.

En un dispositivo de rectena, uno de los dos electrodos interiores deben tener una punta afilada, similar hasta el punto de un triángulo. El secreto es conseguir que la punta de electrodo este dentro de una o dos nanómetros del electrodo opuesto, algo similar a mantener la punta de una aguja con respecto al plano de la pared. Antes de la llegada de la CAA, las actuales técnicas de fabricación litográfica había sido incapaz de crear un espacio tan pequeño dentro de un diodo eléctrico. Utilizando sofisticados equipos electrónicos, tales como cañones de electrones, los científicos más cercanos pudieron conseguir que fuese alrededor de 10 veces la separación requerida. A través de la deposición de capa atómica, Willis ha demostrado que es capaz de cubrir la punta de la rectena con capas de átomos de cobre individuales hasta una diferencia de alrededor de 1,5 nanómetros .

El proceso es auto-limitado y se detiene en la separación de nanómetros de 1,5mm. El tamaño de la brecha es fundamental, ya que crea una unión túnel ultra-rápido entre dos electrodos de la rectena, lo que permite una transferencia máxima de energía eléctrica. La brecha nano-métricas da electrones energizados en el momento justo para que la rectena cree un túnel hacia el electrodo opuesto antes de que la corriente eléctrica se invierte. Con esta tecnología la punta triangular de la rectena hace que sea difícil para los electrones ir a la dirección contraria, por lo tanto la captura de la energía es efectiva y se rectifica a una corriente unidireccional.

Sorprendentemente, las rectenas, debido a sus diodos de túnel increíblemente pequeños y rápidos son capaces de convertir la radiación solar en energía utilizable al 100%  - algo que nunca se ha logrado antes. Los paneles solares de silicio, en comparación, tienen un intervalo de banda única que, en términos generales, permite que el panel convierta la radiación electromagnética de manera eficiente a sólo una pequeña porción del espectro solar.