随着全球人口的增长，能源消耗也将增加，对太阳能和太阳能等可持续能源的需求也将越来越大。随着这些形式的权力激增，重点将转移到提高效率上。
诸如太阳能电池板之类的光电电极和光生伏打通常具有硅或其他纳米结构的半导体材料的薄膜，并且这些结构包括纳米粒子，由太阳光产生的电流必须通过该纳米粒子。尽管纳米颗粒组合物具有许多益处，包括大的表面体积比，但它具有一个显着的缺点。
从一个粒子流到另一个粒子的电流会发生功率损耗。如果电流流过足够的这些粒子-粒子界面，则总损耗可能会使该设备失效。但是到目前为止，还没有人能够确定电流从一个纳米颗粒流向另一纳米颗粒时损失了多少功率。
康奈尔大学化学和化学生物学系的Peter JW Debye教授Peng Chen领导的小组确定，光电流通过界面时会损失大约20%的功率。因此，该小组表示，流经11个此类接口的电流将降低至其原始功率的10%。
“量化纳米结构光电极中单个粒子-颗粒界面的光电流损耗”的资深作者Chen说：“我们相信这将为使用纳米材料设计此类设备的人们提供一个基准。”
该报告于1月7 日发表在美国化学会的Nano Letters上。其他作者包括前博士后研究员Mahdi Hesari和Justin Sambur，现任博士后Xianwen Mao和Won Jung博士。'18，全部来自陈氏集团。
为了执行此实验计算，Peng和他的小组使用了一种微流体电池，该电池在电解质水溶液中具有三个电极。电极之一由氧化铟锡(ITO)条制成;在其上或附近放置了纳米棒的氧化钛，该小组已经研究了其光电化学性能。
该小组进行了几种不同的粒子配置实验，并将激光束聚焦在两个纳米棒相互接触的界面之后(A型斑点)或之前(B型斑点)。命中B型光斑的激光通过粒子-粒子界面传送了光电电荷。
通过对两种类型的光电化学行为进行数十次测量，该小组观察到平均功率损耗约为20%。
尽管Chen和他的小组现在已经得出了一个可靠的数字来计算纳米材料的功率损耗，但是他们仍然没有把握为什么会发生这种情况。他们已经排除了依赖当前力量的因素。
他说：“我们仍然不了解导致这种20%损失的潜在分子机制。” “这是我们计划在将来追求的目标，它将要求我们从根本上积极地操纵界面，操纵界面的化学性质并重新进行测量。”