太陽能是人類絕對(duì)清潔且取之不盡用之不竭的能源，然而，太陽能可以利用的時(shí)間每天有限，所以必須將太陽能存儲(chǔ)起來，即太陽能電池。太陽能電池的普及需要解決三個(gè)條件：便宜的制造元件；廉價(jià)且能耗低的制造方法；高轉(zhuǎn)化效率。

　　現(xiàn)在，美國(guó)科學(xué)家研制出了一種廉價(jià)制造高質(zhì)量的納米線太陽能電池的新技術(shù)，能源部下屬的勞倫斯伯克利實(shí)驗(yàn)室材料科學(xué)分部的楊培東（音譯）領(lǐng)導(dǎo)的科研團(tuán)隊(duì)利用以溶液為基礎(chǔ)的陽離子交換化學(xué)技術(shù)，制造出了高質(zhì)量的以半導(dǎo)體硫化鎘為核、硫化銅為殼的核/殼納米線太陽能電池。這種廉價(jià)且易制造的電池的開路電壓和填充值（這兩者共同決定太陽能電池能產(chǎn)生的最大能量）都高于傳統(tǒng)的平板太陽能電池，而且其能源轉(zhuǎn)化效率為5.4%，可與傳統(tǒng)太陽能電池相媲美。

　　傳統(tǒng)的太陽能電池一般由超純凈的單晶硅圓制成，同時(shí)要求這種非常昂貴的材料的厚度約為100微米，以盡可能多地吸收太陽光，這就使制造硅基平板太陽能電池變成復(fù)雜、能耗大且昂貴的過程。而半導(dǎo)體納米線太陽能電池與傳統(tǒng)太陽能電池相比，擁有幾大優(yōu)勢(shì)：分離、聚集電荷的能力更強(qiáng)；其可由儲(chǔ)量豐富的材料而非需要經(jīng)過嚴(yán)格處理的硅制成。然而，迄今為止，納米線太陽能電池的轉(zhuǎn)化效率較低，讓其優(yōu)勢(shì)相形見絀，限制了其發(fā)展。

　　一年前，楊培東團(tuán)隊(duì)研發(fā)出了一種非常廉價(jià)的方法制造納米線光伏電池，使用硅，用一個(gè)球形P—N結(jié)取代了傳統(tǒng)太陽能電池的平面P—N結(jié)。在球形P—N結(jié)內(nèi)，以P型硅納米線為核，N型硅層在其周圍形成了一個(gè)外殼。這種幾何形狀有效地將單個(gè)納米線變?yōu)橐粋�(gè)光伏電池，也大幅提升了硅基光伏薄膜的捕光能力。

　　現(xiàn)在，他們采用這種方法，通過以溶液為基礎(chǔ)的陽離子交換反應(yīng)，利用硫化鎘和硫化銅制造出了核/殼納米線。相對(duì)以前科學(xué)家們使用物理氣相傳輸法來合成硫化鎘納米線，這次使用的濕法化學(xué)方法獲得品質(zhì)更高、長(zhǎng)度更長(zhǎng)的納米線，新生成的單晶硫化鎘納米線的直徑介于100納米到400納米之間，長(zhǎng)達(dá)50毫米。”

　　科學(xué)家們接著將生成的硫化鎘納米線浸入氯化銅溶液中，在50攝氏度的溫度下保留5秒到10秒，隨后，陽離子交換反應(yīng)將最外層的硫化鎘轉(zhuǎn)化為一個(gè)硫化銅的外殼。

　　楊培東表示：“以前納米線太陽能電池的開路電壓和填充值遠(yuǎn)低于平板太陽能電池，造成其性能有欠缺的原因包括，進(jìn)行高溫?fù)诫s處理時(shí)P—N結(jié)的表面復(fù)合問題以及很難對(duì)P—N結(jié)的質(zhì)量進(jìn)行控制。新方法為我們提供了一種簡(jiǎn)單廉價(jià)制造高質(zhì)量納米材料的方法。它也規(guī)避了氣相制造過程所需的高溫?fù)诫s和沉積過程，使制造成本更低且再生性更好。”但是若要進(jìn)行商業(yè)化生產(chǎn)，則至少將轉(zhuǎn)化率提高到10%以上，這也算科學(xué)家們正在努力的方向！