今天，没有比太阳更便宜的发电方式了。目前，正在阳光充足的地方建造发电厂，这些发电厂将以每千瓦时不到两美分的价格提供太阳能。市场上可买到的基于晶体硅的太阳能电池可实现高达23％的效率中国机械网okmao.com。
因此，它们在全球市场中占有约95％的份额。如果效率更高（超过26％），成本可能会进一步下降。由来自ForschungszentrumJülich的光伏研究人员领导的国际工作组现在计划通过纳米结构的透明材料（用于太阳能电池的正面）和复杂的设计来实现这一目标。
科学家在科学杂志“自然能源”（Nature Energy）上报道了他们多年研究的成功。
硅太阳能电池在过去的几十年中一直在稳步改进，并且已经达到了很高的发展水平。然而，在吸收太阳光并产生电荷载流子后，仍会产生重组的干扰作用。在此过程中，已经生成的负电荷载体和正电荷载体会结合并相互抵消，然后才能用于太阳能发电。可以通过具有特殊属性（钝化）的特殊材料来抵消这种效果。
“我们的纳米结构层恰好提供了所需的钝化，”前博士学位的学生，Jülich能源与气候研究所（IEK-5）的第一作者MalteK?hler说，他随后获得了博士学位。此外，超薄层是透明的-因此几乎不会减少光的入射-并显示出高电导率。
尤利希工作组负责人丁凯宁博士说：“到目前为止，没有其他方法可以将钝化，透明，导电性这三个属性以及我们的新设计结合在一起。” JülichTPC太阳能电池的第一个原型在实验室中实现了23.99％（±0.29％）的高效率。哈默尔恩太阳能研究所（ISFH）的独立CalTeC实验室也确认了该值。这意味着JülichTPC太阳能电池的排名仍然略低于迄今为止实验室中制造的最佳晶体硅电池。但是并行进行的仿真表明，使用TPC技术可以实现超过26％的效率。
“此外，我们只在制造过程中使用了可以相对快速地集成到批量生产中的过程，”丁强调了相对于其他研究方法的优势。通过这种策略，Jülich的科学家无需太多努力即可为他们从实验室发展到大规模生产工业太阳能电池铺平道路。
生产TPC太阳能电池层需要几个处理步骤。研究人员在二氧化硅薄层上沉积了一层双层的碳化硅金字塔形纳米晶体，该纳米晶体在两种不同的温度下施加。最后，接着是透明的铟锡氧化物层。Ding及其同事使用了湿化学工艺，化学气相沉积（CVD）和溅射工艺。
为了取得成功，来自IEK 5的Jülich研究人员以及JülichErnst Ruska电子显微镜中心与荷兰，中国，俄罗斯和厄瓜多尔的多家研究所紧密合作。合作伙伴包括亚琛工业大学，杜伊斯堡-埃森大学，代尔夫特和埃因霍温技术大学，旧金山基多大学，新西伯利亚大学和库塔特拉兹热物理研究所以及广州中山大学的研究人员。在进一步的步骤中，丁凯宁的研究小组计划进一步优化其TPC太阳能电池的发电量。丁说：“我们希望太阳能电池制造商对我们的技术表现出极大的兴趣。”