Khoa học và cụng nghệ nano đang giỳp con ngƣời những cỏch tiếp cận mới để giải quyết những thỏch thức trong việc sản xuất PMT núi chung và PMT màng mỏng núi riờng. Đối với PMT màng mỏng, việc sản xuất quy mụ lớn đũi hỏi khụng chỉ chế tạo đƣợc cỏc PMT hiệu suất cao và ổn định mà cũn phải lắng đọng đƣợc màng mỏng cú diện tớch lớn và đồng nhất. Cấu trỳc nano của chất bỏn dẫn cú thể đỏp ứng cỏc yờu cầu này bởi vỡ:
1) Kớch thƣớc và hợp phần của màng cú thể thay đổi dễ dàng 2) Đúng gúi trong một loại vật liệu chủ
3) Sự linh hoạt trong sử dụng nhiều vật liệu đế
4) Khả năng tƣơng thớch với cỏc kỹ thuật chế tạo cỏc pin mặt trời silicon
Những vấn đề này đƣợc giải quyết bằng cỏc cấu trỳc PMT cú cấu trỳc nano mà chỳng ta xem xột dƣới đõy.
Cỏc hƣớng quan trọng để nõng cao hiệu quả của PMT màng mỏng là: 1) Cải thiện quỏ trỡnh hấp thụ ỏnh sỏng
2) Điều khiển sự dịch chuyển của hạt tải điện tự do
Trong bối cảnh này, cỏc lớp cấu trỳc nano trong PMT màng mỏng cú thể cung cấp ba lợi ớch quan trọng sau:
1) Do quỏ trỡnh tỏn xạ nờn quóng đƣờng quang học cần thiết cho sự hấp thụ là lớn hơn nhiều so với độ dày thực của màng.
2) Điện tử và lỗ trống tạo ra cần phải di chuyển quóng đƣờng ngắn hơn nhiều và do đú tổn thất do quỏ trỡnh tỏi hợp đƣợc giảm đỏng kể. Kết quả là chiều dày lớp hấp thụ trong PMT cú cấu trỳc nano cú thể mỏng 150nm thay vỡ một vài micromet nhƣ trong cỏc PMT màng mỏng truyền thống.
3) Năng lƣợng vựng cấm của cỏc lớp khỏc nhau cú thể đƣợc thiết kế với giỏ trị thiết kế mong muốn bằng cỏch thay đổi kớch thƣớc của cỏc hạt nano. Điều này cho phộp ngƣời ta cú thể lựa chọn thiết kế lớp hấp thụ, lớp cửa sổ,… của pin mặt trời theo mong muốn.
Để đạt đƣợc ba ƣu điểm ở trờn, cần phải cú sự hiểu biết rừ ràng về tớnh chất vật lý của chuyển tiếp dị chất nano.