محققان موفق به ارائه روشی برای تولید نانوسیم‌های هسته‌ای پوسته‌ای شده‌اند که می‌توان از آن برای بهبود عملکرد پیل‌های خورشیدی استفاده کرد. این روش ترکیبی از PVD و تبادل یونی است.
روشی ارزان برای تولید نانوسیم‌ها جهت استفاده در پیل خورشیدی
یک تیم تحقیقاتی از آزمایشگاه ملی لورنس در برکلی موفق به بهبود پیل‌های خورشیدی
شده است. برای این کار آنها روشی برای تولید نانوسیم‌ها هسته‌ای-پوسته‌ای ارائه
کرده‌اند که از آن می‌توان در پیل‌های خورشیدی استفاده کرد. هسته این نانوسیم،
سولفید کادمیم و پوسته آن سولفید مس است.
با این روش ارزان قیمت می‌توان میزان انرژی تولید شده در پیل خورشیدی را افزایش داد.
با استفاده از این نانوسیم‌ها می‌توان بهره تبدیل انرژی را ۴-۵ درصد افزایش داد.
یانگ، از دانشگاه کالیفرنیا، می‌گوید نتایج کار ما نشان داد که می‌توان از نانوسیم‌ها
برای بهبود عملکرد پیل خورشیدی استفاده کرد.
در پیل‌های خورشیدی باید از سیلیکون تک بلوری خالص به ضخامت ۱۰۰ میکرون استفاده کرد
که چنین ماده برای جذب نور بسیار گران‌قیمت است. علاوه‌براین برای تولید سیلیکون
خالص مراحل پیچیده زیادی لازم است که این کار در نهایت منجر به افزایش قیمت و زمان
تولید آنها می‌شود. بهترین جایگزین برای این کار نانوسیم‌های نیمه‌هادی هستند. این
مواد رشته‌هایی بسیار نازک بوده که قطری در مقیاس نانو و طولی در حد چند میلیمتر
دارند. استفاده از نانوسیم‌ها دارای مزیت‌های متعددی است. برای مثال جدایی بارها در
این نانوسیم‌ها بهتر بوده و جمع کردن بارها نیز به‌خوبی اتفاق می‌افتد. علاوه‌براین
برای تولید این نانوسیم‌ها می‌توان از مواد ارزان و فراوان در طبیعت استفاده کرد.
تا پیش از این کارایی کم این نانوسیم‌ها مزایای آن را تحت شعاع قرار داده بود. یکی
از دلایل ضعف عملکرد پیل‌های خورشیدی مبتنی بر نانوسیم آن است که با افزایش دما در
فرآیند تولید آنها، کیفیت سطح تماس p و n کاهش یافته و ترکیب بارها به شدت افزایش
می‌یابد. در واقع بار مثبت و منفی به جای جدا ماندن و ایجاد ولتاژ باهم ترکیب می‌شوند.
یک سال قبل این گروه تحقیقاتی موفق شدند سطح تماس صاف موجود در پیل‌های خورشیدی را
با یک سطح تماس شعاعی جایگزین کنند. در این سیستم سیلیکون نوع n به صورت پوسته در
وسط قرار گرفته و سیلیکون نوع p در مرکز قرار می‌گیرد. این ساختار نانوسیمی موجب
بهبود عملکرد پیل خورشیدی شد. اخیرا آنها راهبرد جدید برای تولید این نانوسیم‌ها
ارائه کرده‌اند که با استفاده از یک واکنش تبادل یون، که پیش از این برای تولید
نانومیله‌ها و نقاط کوانتومی استفاده می‌شد، نانوسیم‌ها مورد نظر را تولید کنند.
آنها از روش PVD برای تولید نانوسیم‌های سولفید کادمیم استفاده کردند سپس آن را
درون محلول حاوی کلرید مس غوطه‌ور کرده تا با این کار به دلیل تبادل یونی، پوسته‌ای
از جنس سولفید مس روی هسته‌ای از جنس سولفید کادمیم ایجاد شود.
آنها نتایج کار خود را در قالب مقاله‌ای تحت عنوان Solution-processed core-shell
nanowires for efficient photovoltaic cells در نشریه Nature Nanotechnology به چاپ
رساندند.
