سلول‌هاي خورشيدي از مبدل‌هاي تبديل انرژي خورشيدي به الكتريسيته است. مواد نيمه رسانا در سلول‌هاي خورشيدي معدني نقش عمده‌اي دارند. از ميان نيمه رساناها گروه III-V كاربرد زيادي در سلول‌هاي خورشيدي ايفا نموده‌اند. نقش فناوري نانو يا نانو ساختارها به دليل بالا بودن مساحت سطحي در جذب حداكثري طيف نور خورشيد نقش بالا برنده بازدهي سلول را بازي مي‌كنند. نيمه‌رساناي نانوسيم نيتريدگاليم (GaN)جزء گروه III-V جدول تناوبي بوده و كاربردهاي زيادي در ساخت سلول‌هاي خورشيدي دارد. استفاده از روش ساده تبخير حرارتي در ساخت سلول خورشيدي مسير توليد گرانقيمت گذشته را كاهش چشمگيري مي‌دهد. اين موارد نشان مي‌دهد كه زمينه فني اين اختراع بين‌رشته‌اي بوده و در حوزه‌هاي نانومواد، فيزيك و الكترونيك مي‌باشد. مشكلات فني كه در روش‌هاي مختلف گزارش شده است مي‌توان به پيچيده بودن تكتيكي، هزينه بالا، سنتز دما بالا، عدم وجود تجهيزات در كشور و استفاده از مواد مضر محيط زيست به عنوان مواد اوليه نام برد. در اين اختراع، نانوسيم‌هاي GaN با استفاده از فرايند تبخير حرارتي (روشي ارزان قيمت و ساده، مواد اوليه مورد استفاده سازگار با محيط زيست) در دماي پايين بر روي زيرلايه‌هاي سيليكون لايه نشاني شد. براي سنتز نانوسيم‌ها ازپودر خالص نيتريد گاليم به عنوان پييش‌ماده استفاده شد. در اين فرايند گاز حامل آرگون ملكول‌هاي نيتريد گاليم را به زير لايه منتقل مي‌كند و در فشار، دما، ، مدت زمان لايه نشاني و نسبت گازي با مقادير مشخص با زير لايه واكنش داده و منجر به ساخت نانوسيم‌هاي نيتريد گاليم شدند. سپس توسط سيستم لايه نشاني تبخير حرارتي اتصالات اهمي بر روي نانوسيم‌ها قرار داده شد و سلول خورشيدي ساخته شد بررسي خواص اپتيكي و ساختاري و بازدهي سلول خورشيدي نشان از كيفيت بالاي سلول خورشيدي دارد. سلول‌هاي خورشيدي تك اتصاله در اين اختراع Ni/n-GaN/p-Si(100)/Al مي‌باشد خروجي الكتريكي و بازدهي آن با سيستم شبيه‌ساز خورشيدي مورد بررسي قرار گرفته است. بازدهي اين سلول خورشيدي .7 براي سلول با ابعاد 3×3 ميليمتر مربع تحت تابش 1.5AM بدست آمده است.

سطوح فوق آبگريز سطوحي هستند كه به علت وجود زاويه تماس آب بزرگتر از 150 درجه و زاويه لغزش كم، از خاصيت خود تميز شوندگي بالايي برخوردار بوده و در كاربردهايي مثل ضد خوردگي، ضد جلبك و خودتميزشوندگي استفاده مي شوند. در سال هاي اخير هدف بسياري از تحقيقات دسترسي به سطوح فوق آبگريز بوده است. اين تحقيقات منجر به ساخت سطوح فوق آبگريز با روش¬هاي مختلف پوشش‌دهي و براساس سيستم هاي آلي، معدني و هيبريدهاي آلي- معدني شده است. با اين وجود، چالش اصلي، توليد سطوح آبگريز ارزان قيمت، داراي استحكام بالا، سازگار با محيط زيست و قابليت استفاده بر روي زيرلايه‌هاي مختلف مي‌باشد. در اين اختراع، پوشش‌هاي فوق آبگريز با استفاده از روش‌هاي شيميايي به كمك نانوذرات سيليكا، عامل پيوندزننده و عامل آبگريز استئاريك اسيد تهيه شدند. پوشش¬دهي نيز به روش اسپري برروي زيرلايه¬هاي فولادي انجام گرفت. عوامل تاثيرگذار در اين فرآيند‌ها با روش طراحي آزمايشات بوسيله نرم‌افزار Minitab مورد ارزيابي قرار گرفت. ترشوندگي سطوح با اندازه گيري زاويه تماس آب با استفاده از دستگاه زاويه سنج قطره آب، مورفولوژي پوشش با ميكروسكوپ الكتروني روبشي(SEM) و ميكروسكوپ نيروي اتمي(AFM) بررسي شد. متغيرهاي مورد بررسي در اين اختراع شامل دماي واكنش¬ها، غلظت عوامل پيوندزننده و اصلاح كننده، درصد وزني نانوذرات سيليكا و زمان واكنش‌ها هستند. ميزان پايداري پوشش‌هاي توليد شده نشان دادند كه غلظت عامل اصلاح كننده در فرآيند آبگريزي، زمان و دماي واكنش اصلاح سطحي و درصد وزني نانوذرات مورد استفاده بسيار مهم بوده و دماي 120- 80 درجه سلسيوس و زمان 480- 240 دقيقه به عنوان متغيرهاي بهينه براي پوشش‌دهي به دست آمدند. نتايج حاصل نشان مي دهد كه با ايجاد ساختار تركيبي ميكرو- نانو، سطح مورد نظر فوق آبگريز شده و با كنترل عوامل تاثيرگذار، مقاومت پوشش تهيه شده به شرايط محيطي بهبود مي‌يابد.

با توجه به نياز هميشگي به حفظ و نگه‌داري مواد غذايي و دارو و ديگر مواد فاسد شدني، فكر ساخت يخچال هميشه در ذهن انسان قرار داشته است. يخچال‌ها از گذشته تا به امروز تغييرات زيادي را پشت سر گذاشته‌اند؛ از يخچال‌هاي طبيعي گرفته تا يخچال‌هاي دست‌ساز زيرزميني و بعدها يخچال‌هاي نفتي و گازي و يخچال‌هاي امروزي كه عموماً با جريان الكتريسيته كار مي‌كنند. انرژي مورد نياز اين يخچال‌ها همانگونه كه ذكر گرديد از منابع مختلفي تأمين مي‌شود، اما توجه به اين نكته ضروري مي‌باشد كه استفاده از منابع بيان شده علاوه بر داشتن هزينه، در تمامي نقاط قابل استفاده نخواهند بود. بر همين اساس و با توجه به روند سريع جايگزيني انرژي‌هاي تجديدپذير به جاي انرژي‌هاي مرسوم كنوني در طرح پيشنهادي سعي بر اين شده است تا از نسل نو انرژي‌ها استفاده شود. از منابع تأمين انرژي مورد نياز يخچال، انرژي الكتريسيته را مي‌توان در نقاط متنوعي از جهان با استفاده از انرژي خورشيد توليد و مورد استفاده قرار داد. همچنين مي‌توان قابليت خنك نگه‌داشن مواد غذايي و دارويي براي ارگان‌هاي نظامي و امدادي كه در اغلب موارد دسترسي به برق پايدار متصل به شبكه را ندارند به عنوان يك نياز شناخت و استفاده از انرژي خورشيدي به منظور تأمين نياز سرمايشي را راه حلي براي اين موضوع دانست. براي اين منظور طراحي و ساخت يخچال خورشيدي قابل حمل توسط نفر به كمك المان سرد كننده TEC در اين اختراع مورد توجه قرار گرفته و نمونه‌اي اوليه از يخچال مورد نظر ساخته شده است. نمونه ساخته شده داراي حجم محفظه سرد 22 ليتري و قابل حمل توسط نفر مي‌باشد. در اين يخچال از المان سرد كننده TEC استفاده شده كه نسبت به يخچال‌هاي كمپرسوري مي‌توان به مزايايي مانند عدم وجود قطعات و سيال متحرك، عدم نشت، عمر بالا، اندازه كوچك و امكان توليد در اشكال مختلف اشاره كرد. در اين طرح قطعات ديگري نيز از جمله فن و چاهك حرارتي گرم و سرد، ترموستات الكترونيكي، شارژ كنترلر، باتري قابل شارژ، پنل خورشيدي و منبع تغذيه 12 ولتي نيز مورد استفاده قرار گرفته است. ولتاژ مورد نياز المان سرد كننده و فن‌هاي گردش هوا با استفاده از سلول‌هاي فتوولتائيك و باتري شارژ شونده تأمين مي‌گردد. همچنين سامانه مورد نظر علاوه بر كار با برق خورشيدي قابليت استفاده با برق شهري را نيز دارا مي‌باشد.