目前，有一种新型光伏材料表现出来的性能与如今最好的太阳能电池一样，但这种新型复合材料将明显便宜得多。该材料是由加州理工学院（Caltech）的研究人员创造的，包括吸收光线的柔软的硅微丝阵列以及嵌在聚合物中的反射光线的金属纳米粒子。

　　计算模型表明，该材料可用于制造太阳能电池，它能把阳光中15%～20%的能量转化成电能——与现有的高性能硅电池相当。但所需的复合材料只是如今使用材料的1%，可能会使成本大大降低。研究人员是由哈里.阿特沃特（Harry Atwater）领导的，他是加州理工学院应用物理和材料科学的教授。

　　这种新型材料性能中的关键是其捕获光线的能力。光子在太阳能电池的有效部分中反弹的时间越长，其产生电子的机会越大。所有的高性能太阳能电池都有抗反射涂层，以帮助捕获光线。但这些电池的使用需要大量的硅，并且必须从大晶片上锯下来，这是一个很浪费的过程。

　　加州大学伯克利分校的电子工程学教授伊莱.亚布鲁诺维契（Eli Yablanovitch）未曾参与过这项研究，他说：“捕获光线的研究总是承诺使用更少的硅以及降低成本，但这很难实现。”

　　为了解决这个问题，许多小组已经把注意力转向了材料的结构，比如纳米线和微丝。加州理工学院研究小组的光伏材料使用硅微丝，表现出了新的性能，这是由于纳米粒子的反射增加了的缘故。

　　阿特沃特的研究小组从可再用模板表面受到启发，发展成为硅微丝阵列。该模板决定了所有线材——类似于茂密的森林——的厚度以及每条线的直径。阵列排列稀疏，并且没有经过进一步的处理，使得太阳能材料性能不佳。但线材都用抗反射涂层处理过，并且被涂上一层混合有高反射率的氧化铝纳米微粒的胶状聚合物。聚合物一旦凝结，整个膜就能被剥离，就像贴纸一样。90%以上的合成材料都是由廉价的聚合物组成的，模板可反复使用。

　　阿特沃特说：“这些材料很柔软，但这是硅晶片的属性。”当光线照射到复合太阳能垫上时会到处反弹，碰到氧化铝微粒时反射结束，直到其能被微丝吸收。

　　即使微丝排列地相当稀疏，反射粒子能确保在光被吸收之前很少有光线能够逃脱。加州理工学院的研究小组还没有公布这种材料作为太阳能电池一部分的性能的细节，但该复合材料为光吸收和电子载体收集所显示的数据非常好。

　　阿特沃特说：“太阳能电池必须做到三件事：吸收光线，收集所有的〔电子〕，并且产生电能。”该材料可以吸收照射到材料上的阳光中85%的光线，而光线中95%的光子将生成电子。结果公布之前，加州理工学院研究小组将不会透露发电的结果。

　　斯坦福大学材料科学教授崔屹(Yi Cui)说：“令人兴奋的是，这项研究表明可以少用很多材料来制造太阳能电池——少了两个数量级。”这不仅仅是降低了材料的成本。崔解释说：“一旦使用较少的附着材料，生产线会变短。”由此产生了两个商业方面的影响：应该用较少的资本投资去建设需要制造电池的工厂；应该尽可能地用更快的速度生产电池。

　　阿特沃特的研究小组现在正致力于在更大范围内制造光伏材料，并将其纳入到太阳能电池的原型中。迄今为止所发表的研究结果来自使用数平方厘米大小材料的概念实验的证明。阿特沃特说：“我们必须做一些常规的单调的工作：制造低电阻电触头，制造大面积的、数百平方厘米大小的材料。”他补充说，虽然把材料放在一起是一种新颖的方式，但这可以通过整合多种非常成熟且具有可扩展性技术来实现。