پژوهشگران، موفق به تولید نانوسیم‌های کواکسیالی از جنس مواد نیمه‌هادی شدند؛ سپس این نانوسیم‌ها را در ساخت پیل خورشیدی مورد استفاده قرار دادند. نتایج نشان داد که بازده این پیل‌ها رکورد پیل‌های خورشیدی ساخته شده از عناصر ۳ و ۵ جدول تناوبی را شکسته است.
بهبود عملکرد پیل‌های خورشیدی با استفاده از نانوسیم‌های کواکسیالی
پژوهشگران دانشگاه ایلینویز، موفق به تولید نانوسیم‌هایی آزاد روی سطح گرافن شدند. این نانوسیم‌ها از جنس ترکیبات نیمه‌هادی بوده که برای تولید لیزرهای و پیل‌های خورشیدی بسیار مناسب هستند. زیلینگ لی، استاد رشته مهندسی کامپیوتر و الکترونیک این دانشگاه، می‌گوید: «در طول دو دهه گذشته تحقیقات در حوزه نانوسیم‌های نیمه‌هادی موجب شده تا درک ما از آرایش اتمی و خواص این ساختارها بهبود یابد». در مقاله‌ای که در شماره ۲۰ مارس نشریه Advanced Materials به چاپ رسیده، پژوهشگران، پیل‌خورشیدی مبتنی بر نانوسیم‌های InGaAs کواکسیال را معرفی کردند. در این پیل خورشیدی نانوسیم‌ها به صورت مستقیم و بدون استفاده از کاتالیست یا الگودهی با لیتوگرافی، روی گرافن قرار داده شده‌اند.
پارسیان محسنی از محققان این پروژه می‌گوید: «در این پژوهش، ما مشکل جدا شدن فازها را حل کردیم و توانستیم نانوسیم‌های InGaAs را با موفقیت رشد دهیم، سپس از این نانوسیم‌ها در ساخت پیل خورشیدی استفاده کردیم؛ نتایج نشان داد که عملکرد این پیل‌ها بهبود یافته است».
محسنی می‌افزاید: «بسته به نوع مواد، نانوسیم‌ها می‌توانند در حوزه‌های اپتوالکترونیک و الکترونیک مورد استفاده قرار گیرند. مهمترین مزیت پیل‌های خورشید ساخته شده از عناصر گروه سوم و پنجم آن است که هزینه تولید آنها پایین بوده و نیاز به زیرلایه ندارند بنابراین به راحتی می توان آنها را روی ادوات انعطاف‌پذیر دیگر قرار داد».
لی و همکارانش از روشی موسوم به «اپیتاکسی واندروالسی» برای رشد نانوسیم‌ها استفاده کردند که این کار روی ورق گرافنی انجام شد. گازهای گالیم، ایندیم و آرسنیک به درون این مخزن پمپاژ شد تا نانوسیم‌ها روی ورق گرافنی خودآرایی کنند. پژوهشگران این پروژه نشان دادند که در طول این فرآیند، نانوسیم آرسنید ایندیم تشکیل شده و در اطراف آن پوسته‌ای از جنس InGaAs شکل گرفت که به‌صورت ساختار کواکسیالی در می‌آید.
نتایج آزمایشات انجام شده روی پیل خورشیدی ساخته شده با این روش، نشان داد که بازده تبدیل انرژی آن به %۵۱/۲ رسیده است که یک رکورد در میان پیل‌های خورشیدی مبتنی بر عناصر گروه ۳ و ۵ محسوب می‌شود.
