传统太阳能电池的工作原理很简单:当光照射pn结时，产生电子1 空空穴对，pn结附近产生的载流子不重新结合，到达空之间的电荷区，被内置电场吸引，电子流入n区。它们在pn结附近形成与势垒方向相反的光生电场。光生电场不仅部分抵消了势垒电场的作用，而且使P区带正电，N区带负电，从而在N区和P区之间的薄层中产生电动势。然而，由于激发的自由电子和空空穴在同一区域，电子和空空穴经常相互抵消，这导致太阳能电池的低效率。 为了使pn结更薄并解决自由电子对消的问题，研究人员将两种半导体结合起来形成了纳米同轴半导体结构。这种纳米电缆有两种不同的方式:一种内芯是氮化镓(gan)，外层是磷化镓(GAP)；另一个则相反。两根电缆的内芯直径约为4纳米。 当光子投射到纳米电缆的外层时，电子被激发，空空穴和自由电子在半导体材料之间被有效地分离。同轴电缆结构不仅起到电池的作用，还起到普通电缆的作用，解决了电子分离的问题(因为氮、镓和磷的电导率不同)。最后，由于一系列复杂的量子效应，与内部半导体相互作用的外部半导体可以接受更宽范围的可见光，从而大大提高太阳能电子器件的性能。此外，同轴纳米电缆可以广泛应用于微电子技术，特别是未来的纳米计算机。