برای پایین آوردن هزینه تولید هر کیلووات برق از سلول‌های خورشیدی، پژوهشگران ساخت نيم‌رسانایی فعال و نازک‌تر را پیشنهاد داده‌اند.  صفحه نازکتر شبه رسانا به دلیل تشدید پلاسمونی باعث ارتقای کارایی می‌گردد. این عوامل سلول‌های خورشیدی فرانازک را در حوزه اپتیک «میدان نزدیک» قرار می‌دهد: بر خلاف ساختارهای اپتیکی هم‌چون عدسی‌های تلسکوپ، یک (یا تعداد بیشتری از ابعاد فیزیکی) هم اندازه یا کوچکتر از طول موج الکترومغناطیسی هستند.

مدیریت در میدان نزدیک دشوارتر از میدان دور است. در حوزه میدان دور، پژوهشگران می‌توانند بر ابزارهای اپتیک پرتویی تکیه کنند. برای پر کردن این نیاز، آوی نیو[1] از دانشگاه کالیفرنیا-برکلی و همکارانش، رهیافتی بهتر را برای محاسبه ولتاژ، جریان و بازدهی یک سلول خورشیدی در حوزه میدان نزدیک ارایه دادند. به ویژه، آن‌ها می‌توانند افت‌های ناشی از گسیل خودبخودی ترکیب الکترون-حفره را محاسبه کنند. گزارش آن‌ها قله‌های گسیل خودبخودی را برای ضخامت‌های مختلف نشان می‌دهد و می تواند مشخص کند که در کدام طول‌موج، اتلاف بیشینه است.

رهیافت جامع نویسندگان، باعث محاسبه بازدهی با منظور کردن کارایی و اثرات ناشی از آن می‌شود. این کار نه فقط در کران‌های نازک و ضخیم، بلکه برای بازه ای از ضخامت لایه صورت می‎گیرد و پژوهشگران را به طرح‌های جدید برای نسل پربازده سلول‌های خورشیدی هدایت می‌کند.

منبع:

Solar Cell Efficiency through Thick and Thin, David Voss, APS Physics: Synopsis, 27 September 2012.

مرجع:

Near-Field Electromagnetic Theory for Thin Solar Cells, A. Niv, M. Gharghi, C. Gladden, O. D. Miller, and X. Zhang, Phys. Rev. Lett. 109, 138701 (2012)