纳米柱太阳能电池
一种新的太阳电池规划将可下降制造本钱一起应用于大面积可挠的基板。加州大学柏克莱分校(University of California, Berkeley)的研讨员规划新式太阳电池，将笔直的纳米柱(nanopillar)数组长在铝箔上，能够曲折，并可装进通明且赋有弹性的高分子之中，这样的规划，将使整个的制造本钱低于咱们常见的硅晶太阳电池。带领这个方案的艾里•杰维(Ali Javey)，一起也是电机与信息系(electrical- engineering and computer-sciences)的教授说到，纳米柱与一般硅晶或薄膜太阳电池技能比较，具有更廉价，运用等级较差资料的优势，更甚者，由于运用可挠的铝箔做为基板，合适卷的生产办法，这样将有助于下降本钱。这项作业归于前期的开发，仍无法准确核算整个的制造本钱，不过能够确认的是，一旦运用卷对卷(roll-to-roll)制程，整个的本钱将只要咱们现在运用硅晶电池模块的十分之一。
廉价的太阳：
一种由硫化镉的纳米柱数组(右图)长在碲化镉的基质中，所组成的新式太阳电池是能够曲折的，其间包括铝箔基板与包覆于外的高分子。
这个电池运用500纳米高的硫化镉(cadmium sulfide)柱子，均匀的长在碲化镉(cadmium telluride)之中，这两种资料都是薄膜太阳电池已在运用的半导体资料。艾里•杰维与他的搭档将成果宣布于天然资料(Nature Materials)，电池具有大约6%的光转电功率，而其它纳米柱太阳电池的研讨，不光运用较贵重的成长办法，其转化功率也无法大于2%。传统的电池，运用硅来吸收太阳光并发生自由电子，而这些电子必须在与资猜中缺点或不纯物结合之前传递至外部电路，因而对资料等级的要求，就十分的严厉，一般越纯、越贵的结晶硅制成电池的功率也越高。纳米柱电池的规划则有别于硅：柱子周围的资料吸收光，并透过柱子传至外部电路，功率的进步来自于柱子的严密摆放有助于周围资料吸收更多的光，发生的电子透过柱子，仅经过很短的间隔就传导出去，所以再结合的机率就变少了，如此一来便能够运用等级较差、较廉价的资料。
其它运用纳米结构的电池，如哈佛大学化学系的查尔斯•利伯(Charles Lieber)，由硅制成的核与壳多层纳米线(nanowires)。同为加州大学柏克莱分校，化学系的杨培东(Peidong Yang)运用氧化锌(zinc oxide)纳米线制成染料敏化电池(dye-sensiTIzed solar cells)。这些纳米线的电池都已抵达4%的转化功率。杰维与他的搭档，首要运用阳极氧化铝箔得到纳米柱的核，宽200纳米的孔并周期性的摆放着，作为结晶硫化镉笔直成长的模板，然后涂覆碲化镉以及上电极，分别为铜膜和金膜，做好的电池能够拼装于玻璃面板或是将高分子溶液倒在外表而且成型，得到可挠的组件。
乔治亚理工学院(Georgia Tech)资料科学与工程(materials-science and engineering)的教授王中林(Zhong Lin Wang)说到，这是个令人振奋的打破，将纳米资料与软性基板结合成为可挠而且是可折迭的高功率太阳电池。美国科罗拉多州高登市(Golden)国家再生性动力实验室(NaTIonal Renewable Energy Laboratory)的物理化学家阿瑟•诺席克(Arthur Nozik)则说到，它的竞赛对手将会是可挠的薄膜电池，资料包括硅、碲化镉或是其它，但产品首要的特征应该在于贱价。
直到现在，研讨人员仍继续探究其它能够进步电池功率的资料。杰维说到，外表的铜-金层只要50%的穿透率，假如光能够悉数穿透的话，功率将能够进步一倍，因而研讨人员方案运用氧化铟(indium oxide)这类通明的导电资料，如此一来，简略的改进或是替代上电极资料将会使功率取得进步。研讨人员一起也期望测验其它半导体资料做成纳米柱或是周围的资料，杰维说到，拼装的进程并不会影响到这些半导体资料，但由于换了资料能够进步功率，最重要的是，如此一来将没有镉的毒性问题。加州大学柏克莱分校的杨指出结构是最重要的要害，资料的部份则能够继续改进，而这篇文章展现了结构的可行。
在铝箔上成长纳米柱可制造光伏电池 本钱仅为根据单晶硅的1/10
美国研讨人员开宣布一种新式太阳能电池技能，这种太阳能电池可经过在铝箔上成长直立的纳米柱来制成，将整个电池封装在通明的胶状聚合物内后就能制造出可曲折的太阳能电池，本钱低于传统的硅太阳能电池。
领导此项研讨的美国加州大学电气工程和核算机科学教授阿里·杰威表明，与传统硅和薄膜电池比较，纳米柱技能可使研讨人员运用更为廉价和低质的资料。更重要的是，该技能更适于在薄铝箔上制造出可曲折的太阳能电池板，然后下降了制造本钱。一旦取得成功，其生产本钱将可低至单晶硅太阳能板的1/10。
这种太阳能电池是经过将一致的500纳米高的硫化镉嵌入碲化镉薄膜中制成的，这两种资料均是薄膜太阳能电池中常常运用的半导体。杰威及其搭档在《天然·资料》上宣布的陈述称，此种电池将光能转化为电能的功率可达6%。此前，也有科学家运用了这种立柱规划思维，但其办法较为贵重，且光电转化功率不到2%。
在传统太阳能电池中，硅吸收光并发生自由电子，这些电子必须在受困于资料的缺点或杂质前抵达电路。这就要求运用极为纯洁、贵重的晶体硅来制造高效光伏设备。
纳米柱就承当了硅的责任，纳米柱周围的资料吸收光并发生电子，纳米柱将其运送到电路。这种规划以两种办法来进步功率：严密封装的纳米柱捕捉柱间的光，协助周围的资料吸收更多的光；电子以十分短的间隔穿越纳米柱，因而没有太多的机会受困于资料的缺点。这意味着能够运用低质量的廉价资料。
有科学家运用不同的纳米结构来制造这种太阳能电池。比方，哈佛大学化学教授查尔斯·里波尔研发了一种包括硅芯和同心硅层各异的纳米线；加州大学伯克利分校的杨培东则开宣布了带有氧化锌纳米线的染料敏化太阳能电池。这些纳米线太阳能电池的光电转化功率已抵达了4%。
杰威及其搭档制造的纳米柱电池初次运用经氧化处理的铝箔，创建出呈周期性散布的200纳米宽小孔，这些小孔作为硫化镉晶体直立成长的模板。然后，对碲化镉和顶端电极饰以铜和金的薄膜。它们经过一块玻璃板和电池相连，或是将其顶端投入聚合物溶液使其曲折。
乔治亚理工学院的资料学和工程学教授王中林点评说，将纳米资料工程规划与制造柔性可曲折高效太阳能电池的各种软基板技能集成在一起，这是一个令人兴奋的发展。美国国家可再生动力实验室担任太阳能电池研讨的物理化学家阿瑟·诺兹克则表明，这种电池要与由硅、碲化镉和其他资料制成的柔性薄膜太阳能电池进行竞赛，其卖点或许不在于其柔性，而是本钱优势。
现在，研讨人员正在探究运用可进步转化功率的资料。例如，顶端的铜—金层现在仅有50%的通明度，假如可让一切的光都透过，其功率就可增加一倍。因而，研讨人员正方案运用像氧化铟这样的通明导电资料。别的，运用其他半导体资料作为纳米柱及其周围资料也在研讨人员的考虑之中，这样的制造工艺能适于更广规模的半导体资料，其他资料组合亦或许会进步功率，更重要的一点则是能够防止镉的毒性问题。
