随着全球对太阳能需求的增加，科学家们正试图提高太阳能设备的性能。如果太阳能技术要与传统能源抗衡，这是必不可少的。然而，太阳能电池的生产效率存在理论上的限制。

在太阳能电池的组件中添加上转换纳米粒子是提高效率的一种方法，超出了这些限制。多亏了上转换材料，太阳能电池现在能够从比通常能够做到的更广泛的光中吸收能量。

纳米粒子提高了效率，但并没有像研究团队预期的那样。他们的发现可能为开发更有效的太阳能设备指明了新方向。

科学家们将添加纳米粒子与在太阳能电池内放置数百万个微型镜子进行了比较。相当大的光电流增强是由于光穿过设备，撞击纳米粒子和散射，可能撞击其他纳米粒子，在设备内部反射几次，并撞击额外的纳米粒子。

科学家们声称，他们建造的太阳能电池效率的提高是由这种光散射机制引起的，而不是由上转换引起的。

放入什么纳米粒子并不重要，只要它们具有特定散射特性的纳米尺寸，它总是会导致效率提高几个百分点。我认为我们的研究很好地解释了为什么这种复合吸光结构对太阳能社区很感兴趣。

转换纳米粒子通过吸收红外光并释放太阳能电池可以吸收并用于产生更多电能的可见光来发挥作用。尽管来自太阳的红外辐射传播到地球的距离超过一半，但大多数太阳能电池都无法捕捉到它。

Shockley-Queisser (SQ) 极限，对于以太阳光为燃料的单结太阳能电池约为 30%，是太阳能电池效率的理论上限。科学家们声称，利用这一点可能会提高太阳能电池的效率超过这个限制。

已证明使用上转换纳米粒子可将效率提高 1-2%。然而，该团队发现，他们生产的钙钛矿太阳能电池仅从这些材料中获得了轻微的提升。

根据该团队的理论估计，效率的提高是由纳米粒子增强的光散射能力引起的。

根据发表在ACS Energy Letters杂志上的研究，添加纳米粒子可使钙钛矿太阳能电池的效率提高 1%。据研究人员称，可以通过改变这些设备中使用的纳米粒子的分布、大小和形式来实现更高的效率。

Priya 补充说：“因此，一些最佳的形状、分布或尺寸实际上可以带来更多的光电流魔法。这可能是基于这项研究的想法的未来研究方向。”