Несмотря на постоянный поиск новых технологий, позволяющих увеличивать эффективность солнечных элементов, существует так называемый естественный теоретический предел, который составляет 33 процента. Согласно законам физики, элементы не могут захватить фотоны ниже определенного энергетического уровня, а это означает, что низкоэнергетический свет не может быть преобразован в электричество и попросту теряется.

Однако, недавно исследователи нашли способ объединить два энергетически бедных красных фотона в один, высокоэнергетический желтый фотон.

Новая технология позволит захватывать энергию светового излучения, находящегося в красной части спектра, используя для этого простой p-n переход кристаллических кремниевых солнечных элементов. Это приведет к увеличению эффективности солнечных батарей до рекордных 40 процентов.

Этот метод, названный «фотохимическорй ап-конверсией», основывается на передаче энергии между двумя различными типами органических молекул в растворе, вне солнечного элемента. Молекулы первого типа поглощают энергию красных фотонов, не позволяя им «убежать», и сохраняют их в постоянном состоянии. Это состояние длится достаточно долгое время для того, чтобы успеть передать энергию молекулам второго типа при столкновении в растворе.

При столкновении двух этих возбужденных органических молекул одна из них возвращается в «исходное» состояние, а вторая молекула при этом переходит на более высокий энергетический уровень. Впрочем, в этом состоянии она находится недолго, поскольку желтый фотон, имеющий достаточную энергию, поглощается солнечным элементом.