因此，科学家希望使用半导体纳米线(其宽度仅为人头发丝的千分之一，但长度可延伸至毫米级)替代硅晶圆来制造太阳能电池。与传统太阳能电池相比，纳米线太阳能电池拥有几大优势：分离、聚集电荷的能力更强;其可由储量丰富的材料而非需要经过严格处理的硅制成。然而，迄今为止，纳米线太阳能电池的转化效率较低，让其优势相形见绌，限制了其发展。
所有太阳能电池的核心是两层独立的材料：有丰富电子的一层充当负极;有丰富电子空穴的一层充当正极。当它们吸收太阳中的光子后，用光子的能量来制造电子—空穴对，随后，这些电子—空穴对会在P—N结(正负极之间的接口)分开，能量作为电力被收集起来。
一年前，杨培东团队研发出了一种非常廉价的方法，使用硅，用一个球形P—N结取代了传统太阳能电池的平面P—N结。在球形P—N结内，以P型硅纳米线为核，N型硅层在其周围形成了一个外壳。这种几何形状有效地将单个纳米线变为一个光伏电池，也大幅提升了硅基光伏薄膜的捕光能力。