Des scientifiques ont vérifié expérimentalement une théorie suggérant que les électrons chauds pourraient doubler la production des cellules solaires. Les chercheurs, du Collège de Boston, ont construit des cellules solaires qui utilisent avec succès des électrons chauds pour augmenter la puissance de sortie des cellules. Bien que l'augmentation de puissance soit faible, le concept pourrait conduire à des cellules solaires qui dépassent les limites d'efficacité conventionnelles.

Michael Naughton, professeur de physique au Boston College, et d'autres ont conçu une cellule solaire ultra-mince (15 nanomètres d'épaisseur), que les électrons chauds peuvent traverser rapidement avant de se refroidir. En conventionnel, cellules solaires plus épaisses, seuls les électrons "plus froids" de faible énergie qui ont des longueurs d'onde plus longues peuvent passer.

Lorsqu'une cellule solaire conventionnelle absorbe un photon de haute énergie, il produit un électron chaud qui perd rapidement une grande partie de son énergie sous forme de chaleur avant de pouvoir traverser la cellule et être utilisé pour produire de l'électricité. Bien que les cellules solaires puissent être conçues pour absorber des photons de haute énergie et utiliser des électrons chauds, ils ne sont pas non plus capables d'absorber les photons de faible énergie. La nouvelle conception des cellules solaires, cependant, peut absorber les deux.

Théoriquement, les cellules solaires capables d'absorber les électrons chauds et froids pourraient presque doubler leur efficacité énergétique. Les cellules solaires conventionnelles peuvent convertir au plus environ 35% de l'énergie solaire en électricité, et le reste est gaspillé en chaleur. En absorbant les électrons chauds, les cellules solaires pourraient atteindre des rendements allant jusqu'à 67%, selon un article paru dans la revue Technology Review du MIT. En doublant l'efficacité, le coût de l'énergie solaire pourrait être réduit de moitié.

Il y a encore des défis avec les nouvelles cellules solaires ultra-minces, toutefois. Parce qu'ils sont si minces, la plupart de la lumière les traverse, ils ne convertissent donc qu'environ 3% de la lumière entrante en électricité. Mais des recherches antérieures ont montré que l'ajout de nanofils aux cellules solaires pourrait leur permettre d'absorber plus de lumière tout en gardant une courte distance de déplacement pour les électrons. En outre, les scientifiques étudient l'incorporation de points quantiques dans les nanofils pour augmenter le nombre d'électrons collectés à partir de la lumière absorbée.

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