پژوهشگران موفق شدند با ترکیب اکسید روی سوزنی شکل با قطر ۴۰ تا ۸۰ نانومتر و سلنید روی، نانوسیم‌های کواکسیالی شکل بسازند. این ساختار می‌تواند در پیل‌های خورشید مورد استفاده قرار گیرد.
نانوسیم کواکسیالی برای استفاده در پیل‌های خورشیدی
پژوهشگران موفق شدند با ترکیب اکسید روی سوزنی شکل با قطر ۴۰ تا ۸۰ نانومتر و سلنید روی، نانوسیم‌های کواکسیالی شکل بسازند. این ساختار می‌تواند در پیل‌های خورشید مورد استفاده قرار گیرد.
پیش از این نشان داده شده بود که آرایه‌هایی از نانوسیم‌های هسته/پوسته‌ای، معروف به کابل‌های کواکسیال کوانتومی، به‌دلیل ساختار خود، می‌تواند کاربردهای زیادی داشته باشد. این آرایه‌ها که از مواد معدنی با باندگپ بزرگ تشکیل شده‌اند باید بتوانند طیف وسیعی از نور خورشید را جذب کنند. معمولا نیمه‌هادی‌های دارای باند گپ بزرگ در جذب طول موج‌های نور خورشید خیلی کارا نیستند. برای مثال اکسید روی با باند گپ بزرگ در برابر نور خورشید شفاف است ولی می‌تواند پرتوهای فرابنفش را جذب کند به‌همین دلیل در کرم‌های ضد آفتاب کاربرد دارد اما برای پیل‌های خورشیدی مفید نیست.
اخیرا یک تیم تحقیقاتی از دانشگاه زیامن چین و دانشگاه کارولینای جنوبی با ترکیب نانوسیم‌های اکسید روی با سلنید روی ساختاری موسوم هتروجانکشن نوع ۲ ساخته‌اند که باند گپ آن از مواد اولیه سازنده آن نیز کوچکتر است. این ماده قادر است نور را طیف مادون قرمز نزدیک و طیف مرئی جذب کند بنابراین برای ساخت پیل‌های خورشیدی بسیار مناسب است.
یونگ زانگ می‌گوید مواد دارای باندگپ بزرگ پایدارتر از مواد با باند گپ کوچک هستند. این نانوسیم‌های که در این پروژه تولید کرده‌ایم با استفاده از روش رسوب شیمیایی از فاز بخار ساخته شده که می‌تواند بسیار ارزان قیمت باشد در حالی که پیل‌های خورشیدی حاوی سیلیکون و آرسنید گالیوم فرآیند تولیدی بسیار گران‌قیمتی دارند.
پیش از این تلاش‌هایی برای استفاده از مواد دارای باند گپ بزرگ انجام شده بود که در آن کارها از رنگ‌های آلی برای جذب نور استفاده شده بود. این رنگ‌ها فوتون را جذب کرده و الکترون آن را به نیمه‌هادی انتقال می‌دهند. اما در این پروژه محققان به‌جای رنگ از نانوسیم‌های کواکسیالی استفاده کردند که می‌تواند نور را مستقیما جذب کرده و جریان را از طریق سیم‌های کواکسیال عبور دهد. این سیم به این شکل عمل می‌کند که الکترون برانگیخته شده در هسته اکسید روی بوده و حفره در پوسته سلنید روی قرار می‌گیرد.
زانگ می‌گوید با ایجاد ساختار هتروجانکشن در مقیاس نانو، ما می‌توانیم نانوسیم‌های کواکسیال بسازیم که هدایت خوبی دارند. حتی اگر تابش مناسبی روی پیل‌های باشد و جفت الکترون-حفره ایجاد شود، باز هم باید آنها را بیرون کشیده و به مدار وارد کنیم بنابراین باید هدایت الکتریکی مناسبی نیز داشته باشیم.
