德國馬丁路德大學（MartinLutherUniversity）Halle-Wittenberg（MLU）的研究人員利用自組裝的三維納米復合薄膜，開發出一種基于所謂反常光生伏特效應的新型太陽能電池結構。

這種效應只與某些類型的半導體材料有關，當光伏器件提供高于相應半導體的帶隙的開路電壓，同時顯示出非常差的短路電流時，就會發生這種效應。

產生這種效應的材料通常具有較低的功率轉換效率。因此，它們從未應用于商業光伏生產。然而，德國研究人員聲稱，他們的新型“納米復合”細胞結構在克服這一挑戰方面取得了一些進展。

學者們在一種層狀鈣鈦礦結構的金中使用了氧化鎳（NiO）納米柱。采用脈沖激光沉積（PLD）技術，在鈦酸鍶（SrTiO3）單晶襯底上生長了這種結構。在這種結構中，垂直于電池層的氧化鎳帶充當了電子傳輸的快車道。

研究人員AkashBhatnagar說：“這正是電子穿過每一個水平層所阻礙的傳輸。新的結構實際上將電池的電輸出提高了五倍。”

他們說，實驗中使用的材料可以自己形成所需的結構，無需外部干預。

科學家們解釋說：“與純鈦酸鉛和均勻的金相薄膜相比，納米復合薄膜顯示出更好的光電性能。”

該研究小組現在將開始評估除氧化鎳以外的其他材料，并評估太陽能電池用于工業規模生產的潛力。他們描述了他們在“具有三維結構的納米復合材料及其對光電效應的影響”方面的研究，該研究最近發表在《納米快報》上。

什么是反常光生伏特效應

反常光生伏特效應指從熱力學觀點，半導體器件所能產生的最大光生伏特電壓應等于它的能帶隙的寬度電壓。但有些半導體和絕緣體，如ZnS,當用紫外光照射時，能產生開路電壓比它的能帶隙寬高的光生伏特電壓.這種現象稱為反常光生伏特效應。

這種效應所產生的都是指開路電壓較高，有些情況下，能產生高達上千伏；但在閉路有電流時，則能產生很小的功率。因此，能產生反常光生伏特效應的材料，目前還都不能實用。

什么材料才能發生反常光生伏特效應？

根據大量數據總結，梅茲提出假設；只有材料內含有一些簡單的單元，每單元產生的光生伏特電壓經串聯，使總電壓升高的材料，才能成為具有反常光生伏特效應的材料。根據梅茲的假設可知，下列三種材料能產生反常光生伏特效應：

多晶材料，每一微晶可視為一光伏特電池；整個多晶的微晶電壓串聯起來的電壓就可具有比它的能帶隙寬高的電壓。

某些鐵電材料能發展成鐵電條狀疇；每個疇也可視為一個光伏特電池，它們串起來也可獲得較高的光生伏特電壓。

具有非中心對稱結構的單晶可產生巨大的光生伏特電壓。這種情況特別稱為體光生伏特效應。