سلول های خورشیدی مبتنی بر نقاط کوانتومی

سلول‌های خورشیدی مبتنی بر نقاط کوانتومی یکی از انواع نویدبخش سلول‌های خورشیدی نانو‌ساختار هستند. در سال‌های اخیر این نوع سلول‌ها تحت تحقیقات گسترده‌ای قرار گرفته‌اند. سلول‌های خورشیدی مبتنی بر نقاط کوانتومی به‌دلیل خواص منحصر به‌فرد ناشی از ساختار خود، گزینه‌ مناسبی جهت جایگزینی سلول‌های سیلیکونی هستند. در این مقاله به مرور ساختار سلول‌های خورشیدی نقطه کوانتومی پرداخته شده است. موضوعات اصلی بحث شده در این مقاله شامل استفاده از نقاط کوانتومی در سلول‌های خورشیدی شاتکی، سلول‌های خورشیدی پیوند ناهمگن تهی‌شده، سلول‌های خورشیدی جاذب بسیار نازک، سلول‌های خورشیدی پیوند ناهمگن توده‌ای (پلیمر) و سلول‌های خورشیدی حساس شده با نقطه کوانتومی است.
۱٫ مقدمه
در هر ثانیه حدود Kg 6× ۱۰۱۱ هیدروژن، با کاهش جرم خالص ۴×۱۰۳ Kg ، در خورشید به هلیوم تبدیل می‌شود که از طریق رابطه انیشتین (E=mc2) به ۳/۶ ×J1020 انرژی تبدیل می‌گردد. این انرژی اصولا به‌صورت تشعشع الکترومغناطیسی در ناحیه فرابنفش تا مادون قرمز است. اگرچه خورشید روزانه ۱۰۰۰۰ برابر انرژی مورد نیاز ساکنان زمین را فراهم می‌کند، اما امروزه الکتریسیته خورشیدی تولیدی، تنها حدود ۰/۱ درصد از میزان مصرف است. مستقیم‌ترین راه برای تبدیل نور خورشید به الکتریسیته، استفاده از سلول‌های فوتوولتاییک (Photovoltaic (PV)) است. اگر‌چه این روش هنوز جزء یکی از گران‌ترین فناوری‌های تجدیدپذیر است. سلول‌های PV با توجه به اساس فناوری آن‌ها، معمولا در وسایل نسل اول، دوم و سوم دسته‌بندی می‌شوند. حد ترمودینامیکی بازده تبدیل توان الکتریکی یک سلول PV تک پیوندگاه (در نسل اول یا دوم) برابر۳۲/۹% است. ‌این میزان، حد «شاکلی-کویزر»(Shockley – Quesser limit) نامیده می‌شود. یکی از مهمترین اهداف سلول‌های خورشیدی نسل سوم رسیدن به حد بالا‌تر از «شاکلی-کویزر» است. این هدف در سلول‌های خورشیدی نسل سوم با بهره‌گیری از اتصالات چند‌گانه حاصل شده است. در حقیقت یکی از مهمترین مزایای سلول‌های خورشیدی نسل سوم، دستیابی به روش‌ها و تکنیک‌های ساده‌تر برای ساخت سلول و بهره‌گیری از مواد اولیه و فرایند‌های ساخت ارزان‌قیمت است که در این میان سلول‌های خورشیدی نقطه کوانتومی می‌توانند نقش مهمی داشته‌باشند، زیرا همه فرایند‌های ساخت می‌تواند بر پایه پرینت باشد. نقطه کوانتومی، یک نیمه‌رسانای نانوساختار است که تحرک الکترون‌های نوار رسانش، حفره‌های نوار ظرفیت و یا اکسایتون‌ها را در هر سه جهت فضایی محدود می‌کند. توانایی تنظیم گاف انرژی، خصوصیتی است که نقاط کوانتومی را برای استفاده در سلول‌های خورشیدی مناسب می‌سازد. از این نظر، آن‌ها شبیه سلول‌های چند لایه‌ای گران‌قیمت هستند، با این تفاوت که هزینه تولید نقاط کوانتومی بسیار پایین‌تر است. در این مقاله ساختار چند نمونه از سلول‌های خورشیدی مبتنی بر نقاط کوانتومی (Quantum Dots (QDs)) مرور شده است.

۲٫ اصطلاحات اساسی در توصیف عملکرد سلول‌های خورشیدی
عملکرد یک سلول خورشیدی می‌تواند توسط منحنی ولتاژ-جریان آن ارزیابی شود. به‌دلیل تفاوت‌های موجود در سازوکار سلول خورشیدی، در اینجا تنها موارد مربوط به منحنی ولتاژ-جریان معرفی خواهد شد.

شکل۱٫ نقشه سلول شاتکی و نمودار تعادل نواری آن

• شدت استاندارد نور خورشید ۱٫۵ (AM 1.5): یک توزیع تابش طیفی استاندارد در زمین.
• جریان اتصال کوتاه (JSC): جریان شارش شده در وسیله فوتوولتاییک زمانی‌که مورد تابش قرار می‌گیرد و الکترودهای آن به هم متصل می‌شوند.
• ولتاژ مدار باز (VOC): ولتاژ تولید شده توسط وسیله فوتوولتاییک مورد تابش وقتی هیچ بار خارجی به آن متصل نیست.
• ضریب انباشت (FF): نسبت توان حقیقی که یک سلول خورشیدی می‌تواند تامین کند به بیشینه پیش‌بینی شده توسط جریان مدار کوتاه و ولتاژ مدار باز آن.

• بازده تبدیل توان (η): نسبت بیشینه توان الکتریکی تولید شده به توان اپتیکی فرودی (Pin).

 

۳٫ انواع سلول‌های خورشیدی نقطه کوانتومی
۳٫۱٫ سلول‌های خورشیدی شاتکی (Schottky solar cells)
سلول شاتکی اولین ساختار سلول خورشیدی نقطه کوانتومی کلوییدی بود که به بازده‌های ۱% دست یافت. یک سلول شاتکی ساده‌ترین وسیله فوتوولتاییک است که می‌تواند ساخته شود. این سلول‌ها به چند دلیل مورد توجه هستند. اولاً، آن‌ها می‌توانند با لایه‌نشانی به روش اسپری و یا پرینت تزریقی از فاز محلول (Inject printing from solution phase)، تولید شوند. دوما، لایه نازکی (~۱۰۰) از نقاط کوانتومی جاذب در سلول فوتوولتاییک نیاز است. در این وسیله یک اکسید رسانای شفاف با تابع کار نسبتا بزرگ، نظیر ITO، با یک فیلم نقطه کوانتومی کلوییدی اتصالی اهمی را تشکیل می‌دهد. در پشت وسیله نیز یک فلز با تابع کار کم، نظیر آلومینیوم یا منیزیم، یک پیوندگاه جداکننده بار جهت استخراج الکترون‌ها و دفع حفره‌ها ایجاد می‌کند. تفاوت محل تراز فرمی در فلز و نیمه‌رسانا، سبب انتقال بار از فلز به نیمه‌رسانای نوع p شده و به این ترتیب اتصال شاتکی شکل می‌گیرد. شکل (۱) ساختار متداول سلول شاتکی را نشان می‌دهد.

شکل۲٫ طرح سلول ناهمگن تهی‌شده، نمودار نواری سلول فوتوولتاییک و منحنی ولتاژ – جریان سلول

شکل۳٫ طرح سلول خورشیدی ETA و ساختار نواری سلول ETA که نشان دهنده ترازهای شبه فرمی EF,n و EF,p در رسانای الکترون و حفره است. تفاوت بین این دو تراز ولتاژ فوتونی V را تعیین می‌کند. جابجایی نوار رسانش و نوار ظرفیت EC و EV بین رساناهای الکترون و حفره باید از مرتبه ۰/۲ تا ۰/۳ الکترون ولت باشد.

سلول با خمیدگی نواری در فصل مشترک یک فلز و یک نیمه‌رسانای نوع p توصیف می‌شود. این خمیدگی نواری یک ناحیه تهی ایجاد می کند که ناشی از اتصال پذیرنده الکترون به فیلم نقاط کوانتومی کلوئیدی نوع p است. از آنجایی‌که فلزات دارای چگالی الکترون آزاد بسیار بالایی (۱۰۲۲cm-3 ) هستند، این ناحیه تهی به طور ناچیزی در سمت فلزی سلول شاتکی ایجاد می‌شود [۸و۷]. سد شاتکی حاصل به استخراج الکترون‌ها از وسیله کمک می کند. در این سلول ضخامت لایه فعال نباید از حدود ۲۰۰ نانومتر بیشتر باشد. زیرا در فراتر از این آستانه، با وجود افزایش جذب، تولید جفت بار بسیار دورتر از پیوندگاه رخ می‌دهد و بنابراین بازده کوانتومی داخلی کاهش می‌یابد .
بیشتر مطالعات بر روی سلول‌های خورشیدی شاتکی برپایه نانومواد جاذب طول موج‌های فروسرخ نزدیک (NIR)، نظیر Si ،CdTe ،PbS و PbSe استوار هستند.
برای بهبود بازده سلول‌های شاتکی، این نوع سلول‌ها را با انواع دیگر ترکیب می‌کنند. یک رهیافت جدید از این نوع ترکیبات، سلول‌های خورشیدی گرافنی مبنی بر پیوند شاتکی است که با اضافه کردن ماده آلی همراه است. محققان به یک بازده تبدیل توان ۱/۹ درصد برای وسایل غیرآلاییده دست یافتند و پس از آلاییدن این بازده به ۶/۸ درصد رسیده است.

۲٫۳٫ سلول‌های خورشیدی پیوند ناهمگون تهی‌شده (Depleted heterojunction solar cells)
در سال ۲۰۱۰ محققان یک ساختار موفقیت‌آمیز را برای سلول‌های خورشیدی نقطه کوانتومی کلوییدی پیشنهاد دادند که محدودیت اصلی سلول‌های شاتکی، یعنی ولتاژهای داخلی پایین را برطرف می‌کرد. شکل (۲) طرح متداول از وسیله پیوند ناهمگون تهی‌شده، منحنی ولتاژ-جریان و نمودار نواری آن را نمایش می‌دهد.
ساختار این سلول به طور کلی شامل یک لایه نقاط کوانتومی است که بین لایه انتقال‌دهنده الکترون (معمولا TiO2) و یک الکترود فلزی قرار گرفته است، به‌طور کلی اتصال بین نقاط کوانتومی نوع p بر روی یک بستر نوع n نظیر اکسید‌ تیتانیوم (TiO2) و اکسید‌ روی (ZnO) تشکیل می‌شود. در این ساختار جریان الکترون‌ها به سمت لایه TiO2 بیشتر از اتصال فلزی است. بنابراین یک قطبش وارونه ایجاد می‌کنند. همچنین TiO2 به دلیل چگالی بسیار پایین حامل‌های نوع n (1016 cm-3) به طور جزئی تهی شده است.
مزیت سلول‌های خورشیدی پیوند ناهمگون نسبت به نوع شاتکی این است که در نوع شاتکی نور از طرف نانوذرات کوانتومی به محل اتصال تابیده می‌شود، در نتیجه الکترون و حفره در محل دور از اتصال تشکیل می‌شوند. این در حالی‌است که در نوع پیوند ناهمگون نور از طرف ماده نیمه‌رسانای نوع n با گاف انرژی بزرگ به محل اتصال تابیده می‌شود، لذا ماده نوع n با گاف انرژی بزرگ، نور را جذب نکرده و بیشترین چگالی الکترون و حفره در بستر نقاط کوانتومی در محل اتصال تولید می‌شود، در نتیجه جدایش به‌صورت مؤثری صورت خواهد گرفت.
اتصال اهمی در پشت سلول دارای نقشی اساسی است و به‌طور خاص وقتی نقاط کوانتومی کلوییدی با گاف نواری بزرگ به کار برده می‌شوند، نیازمند استفاده از یک الکترود با تابع کار بزرگ نظیر MnO3 است؛ همچنین این امر مانع از کاربرد طلا می‌شود.
اخیرا محققان با بهینه‌سازی این ساختار، بازده‌های تبدیل توان ۶ درصدی را گزارش کرده‌اند.

۳٫۳٫ سلول‌های خورشیدی جاذب بسیار نازک (Extremely thin absorber (ETA) solar cells)
در دو دهه اخیر سلول‌های خورشیدی جاذب بسیار نازک (ETA) مورد مطالعات گسترده‌ای قرار گرفته‌اند. برپایه روش رسوب‌گذاری لایه جاذب، تنوع بسیار زیادی در روش‌های تولید سلول‌های خورشیدی ETA وجود دارد. متداول‌ترین روش‌ها برای جذب عبارتند از: جذب و واکنش متوالی لایه-یونی (Successive ion-layer adsorption and reaction (SILAR))، واکنش گازی لایه یونی (Ion layer gas reaction (ILGAR))، رسوب‌گذاری الکتریکی (Electrodeposition)، رسوب‌گذاری لایه اتمی (ALD) و نهایتا رسوب بخار شیمیایی به کمک پلاسما (Plasma-assisted chemical vapor deposition). شکل (۳) نمودار یک سلول خورشیدی ETA متداول با هندسه متخلخل را نشان می‌دهد.
این سلول شامل یک لایه نازک ذاتی (نوع i) است که بین دو لایه انتقال‌دهنده (نوع n و نوع p) جاسازی شده است. لایه‌‌های انتقال‌دهنده برای جابجایی حامل‌های تولید شده توسط فوتون‌ها از لایه جاذب به اتصالات بکار می‌رود.
به‌طور سنتی ترکیبات غیرآلی رسانای حفره مس نظیر CuI ،CuSCN و CuAlO2 در سلول‌های خورشیدی ETA به کار برده شده‌اند. یک نمونه از این سلول‌ها ساختار ZnO/CdSe/CuSCN بر پایه نانوسیم‌های ZnO نوع n و مواد رسانای حفره‌ CuSCN نوع p است. از نظر گاف نواری، دو نیمه‌رسانای شفاف نوع n و نوع p یک میدان الکتریکی بزرگ را در فصل مشترکشان ایجاد می‌کنند. به همین دلیل ضخامت لایه CdSe به شدت بر روی جنبش‌های الکترون‌های تولید شده توسط فوتون‌ها در فصل مشترک ZnO اثر می‌گذارد.
علاوه بر نانوسیم‌ها، زیرلایه نیمه‌متخلخل TiO2 نیز ممکن است به عنوان یک ماده ایده‌آل برای نقاط کوانتومی در نظر گرفته شود. به این منظور، سلول‌های خورشیدی ETA ساخته شده از لایه جاذب نازک نقاط کوانتومی Sb2S3 بر روی TiO2 نیمه متخلخل با لایه رسانای حفره CuSCN مورد مطالعه قرار گرفته است. همانند CdSe ،Sb2S3 نیز با گاف نواری ۱/۷ الکترون‌ولت یک ماده‌ جاذب ایده‌آل نور در ناحیه مرئی امواج الکترومغناطیسی است. اگرچه برخی تلاش‌های تجربی در این حوزه در حال انجام است، هنوز بازده تبدیل توان این نوع از سلول‌ها زیر ۴% باقی مانده است. محاسبات مدلسازی شده بازده ۱۵ درصدی را برای سلول‌های CdTe ETA قابل دسترس می‌دانند. اگر بازده بهبودیافته از این مرتبه بدست آید، ETA می‌تواند گزینه مناسبی برای سلول‌های خورشیدی ارزان‌قیمت باشد. برای این نوع سلول‌ها که یک نیمه‌رسانای نیمه متخلخل شفاف برای نور به‌وسیله رسوب‌گذاری یک جاذب غیرآلی حساس شده بازده تبدیل انرژی حدود ۲/۱ درصد به‌دست آمده است.

۴٫۳٫ سلول‌های خورشیدی پیوند ناهمگن توده‌ای (پلیمر)( Bulk heterojunction (polymer) solar cells)
سلول‌های ناهمگن توده‌ای، مرکب از پلیمرهای درهم آمیخته دهنده الکترون و فولرین‌های گیرنده الکترون هستند. عقیده بر این است که مجتمع‌سازی نانوذرات نیمه‌رسانا در این سلول‌ها، افزایش بازده را به همراه دارد. تاکنون مواد نیمه‌رسانای متنوعی نظیر TiO2،ZrTiO4/Bi2O3 ،ZnO ،ZnS ،CdS ،CdSe ،PbSe و Si در این نوع سلول‌ها مورد استفاده قرار گرفته‌اند. تحقیق بر روی نقاط کوانتومی در سلول‌های ناهمگن توده‌ای بر دو جنبه متمرکز شده است. اولاً، استفاده از نقاط کوانتومی در حضور فولرین‌های حامل الکترون و پلیمرهای رسانای حفره است. در این مورد، نقاط کوانتومی به عنوان موادی با قابلیت جمع‌آوری نور به ترکیب فولرین/پلیمر افزوده می‌شود. دوماً، استفاده از نقاط کوانتومی در این سلول‌ها به عنوان جمع‌آوری‌کننده نور و همزمان به عنوان ماده حامل الکترون است. در پیکربندی اخیر، فولرین‌ها به عنوان فاز رسانای الکترون حذف شده‌اند. شکل (۴) یک طرح از سلول ناهمگن توده‌ای معمولی با نانومیله‌های CdSe و پلیمر رسانای حفره PCPDTBT را نشان می‌دهد.
در اینجا نانومیله‌های CdSe به عنوان ماده پذیرنده الکترون مورد استفاده قرار می‌گیرند در حالی که PCPDTBT به عنوان فاز دهنده استفاده می‌شود. برخلاف سلول‌های ناهمگن توده‌ای پلیمر/فولرین که در آن فولرین در پاسخ طیفی مشارکت بسیار کمی دارد، سلول‌های خورشیدی پلیمری بر پایه نقاط کوانتومی، مزیتی را در جذب مؤثر نور ایجاد می‌کنند.

شکل۴٫ طرح یک سلول ناهمگن توده‌ای و نمودار انرژی یک سلول متداول

نشان داده شده است که بازده‌های تبدیل فوتونی سلول‌های خورشیدی پلیمری بر پایه نقاط کوانتومی، به شکل نانوکریستال‌ها وابسته است. به عنوان مثال وسایل تشکیل شده از نانوذرات میله‌ای شکل، بازده بهتری نسبت به نانوذرات با هندسه کروی را نشان می‌دهند. جدول۱٫ موفق‌ترین سلول‌های ناهمگن برپایه نانوذرات CdSe و پلیمرهای رسانای حفره متفاوت را نشان می‌دهد.
عملکرد فوتوولتاییک سلول‌های خورشیدی پلیمری مبنی‌بر (P3HT) به‌عنوان دهنده و (IC70BA) به‌عنوان پذیرنده با بالاترین بازده تبدیل توان ۴/۷ درصد و ولتاژ‌مدار باز v 0/87 و جریان مدار‌کوتاه mA/cm2 35/11 بهینه شده است.

جدول. بازده‌های تبدیل سلول‌های ناهمگن توده‌ای تشکیل شده از نانوکریستال‌های CdSe و پلیمرهای رسانای حفره متفاوت

۵٫۳٫ سلول‌های خورشیدی حساس شده با نقطه کوانتومی(Quantum dot sensitized solar cells)
فیلم‌های نیمه‌رسانای نانوساختار با گاف نواری پهن، سطح میکروسکوپی را فراهم می‌کند که چندین مرتبه بزرگتر از سطح هندسی است. این سطح می‌تواند با یک لایه نازک جاذب با جذب کنندگی پایین حساس شود. می‌توان از نانومیله‌ها، نانوسیم‌ها، نانولوله‌ها، نانوصفحات و نظایر آن‌ها به عنوان نانوساختار استفاده کرد.
سلول‌های خورشیدی حساس شده با نقطه کوانتومی (QDSSC) توجه قابل ملاحظه‌ای را به عنوان وسایل فوتوولتاییک نسل سوم به خود جذب کرده‌اند. این دسته از سلول‌ها، نوع نوینی از سلول‌های خورشیدی حساس شده رنگی (DSSC) هستند. تفاوت میان QDSSCها و DSSCها ناشی از حساس کننده مورد استفاده برای دریافت نور خورشید است. در DSSCها، حساس کننده یک مولکول رنگ آلی یا یک ترکیب فلز-آلی است؛ در حالی که در QDSSCها، حساس‌کننده نقاط کوانتومی است که یک ماده نیمه‌رسانای غیرآلی است. در QDSSCها، سطح بزرگ میکروسکوپی با یک تک‌لایه‌ از نقاط کوانتومی حساس می‌شود و یک الکترولیت احیاگر فضای خالی اطراف نانوساختار را پر می‌کند (شکل ۵).

شکل۵٫ طرح سلول خورشیدی حساس شده با نقطه کوانتومی و نمودار نواری انرژی سلول.

عملکرد QDSSCها به این طریق است: به محض در معرض تابش قرار گرفتن سلول فوتوولتاییک، حساس‌کننده‌های نقطه کوانتومی که به لایه TiO2 چسبیده‌اند، نور را جذب می‌کنند. این امر باعث برانگیخته شدن یک الکترون در نقاط کوانتومی از نوار ظرفیت به نوار رسانش می‌شود. به این طریق، الکترون برانگیخته یک حفره مثبت را در پشت سر خود باقی می‌گذارد. پیوند الکترواستاتیکی جفت الکترون-حفره که اکسایتون نامیده می‌شود، در مرز بین نقاط کوانتومی و TiO2 جداسازی می‌شود. الکترون‌های برانگیخته به الکترود نانومتخلخل TiO2 تزریق می‌شوند. الکترون‌های تزریق شده به TiO2 به واسطه بار خارجی به الکترود شمارنده انتقال می‌یابند. همچنین نقاط کوانتومی اکسید شده، الکترون‌ها را از میانجی احیا شده می‌پذیرند و حالت پایه نقطه کوانتومی حساس‌کننده را باز تولید می‌کنند. الکترود تهی‌شده از الکترون نیز به همین ترتیب الکترون‌ها را از الکترود شمارنده دریافت می‌کند و به این ترتیب یک چرخه کامل می‌شود. شکل (۶) فرآیند تولید جریان در این سلول را نمایش می‌دهد.

شکل۶٫ فرآیند تولید جریان در سلول خورشیدی حساس شده با نقطه‌ کوانتومی.

ضخامت جاذب در سلول‌های QDSC ،DSSC و همچنین ETA بر خلاف سلول‌های خورشیدی پیوندگاهی p-n، جهت گسترش نواحی بار فضایی که یک میدان الکترواستاتیک داخلی را برای جدایی بار فراهم می‌کند، بسیار کوچک است. برای DSSCهای برپایه فیلم‌های TiO2 نیمه‌متخلخل در تماس با یک الکترولیت آلی شامل جفت احیاگر I-/I-3، نشان داده شده که جابجایی لبه نوار TiO2 بر اثر تابش ناچیز است و پتانسیل الکترواستاتیک تنها در مجاورت فصل مشترک TiO2/ TCO تغییر می‌کند. تزریق تحریک شده با نور، تمرکز الکترون در فیلم نیمه‌متخلخل TiO2 را افزایش می‌دهد و منجر به یک انتقال رو به بالای الکترون سطح شبه فرمی EFn به لبه نوار رسانش می‌شود.
سطح بسیار بزرگ شبکه متخلخل TiO2 نقش زیادی در افزایش بازده سلول دارد. این ویژگی می‌تواند بازده‌ جمع‌آوری فوتون را افزایش و فاصله تونل‌زنی حامل‌های تولید شده توسط فوتون‌ها را کاهش دهد که این امر منجر به بازدهی بالا می‌شود. اکسیدهای فلزی نظیر TiO2 و ZnO پایداری شیمیایی خوبی تحت تابش خورشید دارند و تولید آنها ارزان است.
سلول‌های خورشیدی نقطه کوانتومی حساس‌شده به دلیل اثر یونیزاسیون برخوردی قادر به تولید جریان فوتونی بسیار بالایی هستند که منجر به بهره کوانتومی بالاتر از یک خواهد شد. در حال حاضر بازده تبدیل این سلول‌ها بسیار پایین است و بهره کوانتومی بسیار کمتر از یک است. بازده تبدیل پایین این سلول‌ها بیشتر به دلیل دشواری‌های موجود در ساخت نقاط کوانتومی کامل است، و اعتقاد بر این است که این مسأله در آینده نزدیک حل خواهد شد. اخیرا از نقاط کوانتومی کلوییدی اثرناپذیر هیبرید برای ساخت این سلول‌ها استفاده شده که بازده ۷ درصد را نتیجه داده است.

۴٫ نتیجه‌گیری
در این مقاله پیشرفت‌های حاصل شده در استفاده از نقاط کوانتومی در سلول‌های خورشیدی مرور شد. در حال حاضر بازده این نوع از سلول‌ها هنوز پایین‌تر از ۱۰% است. با نزدیک شدن بازده به ۱۰% و استفاده از تکنیک‌های ساخت سلول به روش چند لایه‌ای می‌توان به بازده‌های بالاتر از ۱۵% امیدوار بود. جهت دست یافتن به این هدف، استفاده از مواد نانوساختار با کیفیت بالا الزامی به نظر می‌رسد. تحقیقات در این زمینه نیازمند یک نقشه راه به منظور دست‌یابی به سلول‌های پربازده است.

منبع:http://edu.nano.ir/paper/450