太阳能电池是一项关键技术，会推进更清洁的能源生产。不幸的是，太阳能技术尚未具备经济竞争力，太阳能电池的成本需要降低。有一种方法可以克服这个问题，就是减少昂贵半导体材料的使用量，但薄膜太阳能电池往往性能较低，比不上传统的太阳能电池。

　　新加坡科学、技术和研究局（A*STAR：Agency for Science, Technology and Research）高性能计算研究所（Institute of High Performance Computing）的尤里•阿基莫夫（Yuriy Akimov）和维盛寇（Wee Shing Koh）现在提高了薄膜太阳能电池的光转换效率，办法是使铝粒子沉积于电池表面。

　　金属纳米粒子可以引导光更好地进入太阳能电池，防止光逃逸。在传统的“厚膜”太阳能电池中，纳米粒子没有什么效果，因为所有的光线吸收都是通过这种膜，这就依赖它的厚度。然而，对于薄膜而言，纳米粒子就可以发挥很大作用。它们的散射增加了光停留在薄膜中的时间，使总体吸收的光达到一种水平，可以媲美传统的太阳能电池。“这一策略使我们能够使太阳能电池的生产成本降低好几倍，使太阳能电池更具有竞争力，这是相对于其他发电形式而言，”阿基莫夫说。

　　研究人员模拟光吸收效率，让太阳能电池采用各种不同的纳米粒子材料和尺度。特别是，他们比较了铝与银纳米粒子的性质。大多数研究中，对于这个问题，银粒子都被优先考虑。这些都具有光学共振，就在可见部分的频谱中，甚至可以更好地聚焦光线进入太阳能电池。不幸的是，这里有一个权衡：光学共振也会导致纳米粒子吸收光，这就意味着太阳能电池的效率会较低。

　　就银来说，这种共鸣正好处在太阳光谱的关键部分，所以光的吸收是相当可观的。但是对于铝纳米粒子就不是这样，因为这些共振超出了太阳光谱的重要组成部分。此外，铝粒子处理氧化很好，它们的属性变化很小，虽然会改变形状和大小。而更重要的是，他们的散射特性是强大的，这是对比银纳米粒子而言。“我们发现，纳米粒子的制备采用铝，性能会更好，超过采用其他金属，可以提高薄膜太阳能电池的光捕获，”阿基莫夫说。“我们相信铝粒子有助于使薄膜太阳能电池具有商业价值。”