据2007年10月19日国外媒体报道,美国科学家成功开发出直径仅相当于人发丝二万分之一的纳米级太阳能电池,有望为纳米级装置提供电力。这种超显微技术在未来十年内可能成为消费产品、生物恐怖主义监控器和便携式诊断仪器的核心。
哈佛大学教授查尔斯·赖贝尔及同事描述了硅纳米线,它能将光转化为电能。单根硅纳米线肉眼不可见,但可产生200微微瓦(百亿分之一瓦)的电力。尽管电量微小,但足以驱动极低功耗的纳米级电子设备,如便携式或植入式装置。纳米级太阳能电池还具有清洁、高效、可再生的优点。
赖贝尔指出,单个纳米电子设备耗电极少,但多个设备协同工作(如生物恐怖主义监控中的纳米感应器、处理器和发射器)时,电能需求成为巨大挑战。传统能源“笨重、不可再生、成本高”。
研究发表在《自然》杂志上。硅纳米线结构类似有线电视电缆:有芯和外层表皮,但直径仅为电缆的十万分之一。纳米线由硅制成,不同分层具有三种传导性。吸收的光在外皮层生成电子,电子转入第二层及微孔内芯。这些“小孔”携带与电子极性相反的电荷,使两种微粒在电场中反向移动。导电芯和覆层分别扮演电池正极和负极的角色。