Om van zonnecellen een concurrerend alternatief te maken voor andere hernieuwbare energiebronnen, onderzoekers onderzoeken verschillende alternatieven. Een stap in de goede richting is door nieuwe processen die de oppervlakken van siliciumzonnecellen veranderen. Door verschillende nanostructuren op de oppervlakken te creëren, de energieoogsteigenschappen van zonnecellen kunnen worden verbeterd.

Binnen het door de EU gefinancierde onderzoeksproject N2P (Nano To Production) werken onderzoekers aan nanogestructureerde oppervlakken van zonnecellen. Aan het Fraunhofer Instituut in Dresden, Duitsland, onderzoekers hebben zich gericht op de ontwikkeling van processen voor het chemisch etsen van plasma onder atmosferische druk (AP-PCE). Deze technologie is een alternatief voor de natte chemische verwerkingsbenadering, gebruikt in de zonne-industrie. De voordelen van AP-PCE ten opzichte van de etstechnologie op basis van natchemische verwerking zijn, bijvoorbeeld, minder chemisch afval, kostenefficiëntie en minder handling. AP-PCE wordt gebruikt voor het modificeren van het oppervlak van kristallijn silicium zonnewafels tot op nanoschaal. De onderzoekers hebben een verbetering van één procent in de efficiëntie van zonnecellen bereikt, van 16 naar 17 procent, door de achterkant erg glad te maken.

Binnen het N2P onderzoeksproject wetenschappers aan de Ecole Polytechnique Federale de Lausanne (EPFL) in Neuchatel, Zwitserland, werken in plaats daarvan aan het verbeteren van verschillende zonnecellen, de dunne film silicium zonnecellen. Momenteel, deze zonnecellen kunnen slechts ongeveer zeven procent van het zonlicht oogsten, wat ongeveer 40 procent minder efficiënt is in vergelijking met conventionele wafer-siliciumcellen. Echter, de dunnefilmzonnecellen zijn goedkoper en milieuvriendelijker omdat hun productie minder tijd kost, materiaal en energie. De onderzoekers in Zwitserland veranderen de bovenste glasstructuur van de zonnecel, door een laag nanokristallen van een transparant geleidend oxide (TCO) op het glas af te zetten. Deze laag geeft een hoog verstrooiingseffect en de lichtstraal genereert meer elektronen wanneer deze een grotere afstand door de cel aflegt, wat de lichtabsorptie van de cel verbetert. De onderzoekers zijn erin geslaagd om een ​​efficiëntieverbetering van 30 procent te realiseren in vergelijking met standaard dunne-filmzonnecellen.

Een ander proces dat de efficiëntie van dunne-film silicium zonnecellen zou kunnen verhogen, door de oppervlaktestructuren te veranderen, omvat ultrasnelle gepulste laserbestraling. Onderzoekers van het Singapore Institute of Manufacturing Technology hebben aangetoond dat deze bestraling een nanospike-patroon op het siliciumoppervlak vormt dat de reflectie van het licht van het oppervlak vermindert. Er wordt dus meer licht geabsorbeerd.

Nieuwe processen die nanogestructureerde oppervlakken creëren, verbeteren de efficiëntie van zonnecellen aanzienlijk. Met lagere productiekosten in de toekomst kan de belangstelling voor investeringen in zonnecellen op indrukwekkende wijze toenemen.