Gli scienziati hanno verificato sperimentalmente una teoria che suggerisce che gli elettroni caldi potrebbero raddoppiare la produzione delle celle solari. I ricercatori, del Boston College, hanno costruito celle solari che utilizzano con successo gli elettroni caldi per aumentare la potenza delle celle. Sebbene l'aumento di potenza sia piccolo, il concetto potrebbe portare a celle solari che infrangono i limiti di efficienza convenzionali.

Michael Naughton, un professore di fisica al Boston College, e altri hanno progettato una cella solare ultrasottile (15 nanometri di spessore), attraverso i quali gli elettroni caldi possono passare rapidamente prima del raffreddamento. In convenzionale, celle solari più spesse, solo gli elettroni a bassa energia "più freddi" che hanno lunghezze d'onda più lunghe possono passare.

Quando una cella solare convenzionale assorbe un fotone ad alta energia, produce un elettrone caldo che perde rapidamente gran parte della sua energia sotto forma di calore prima di poter passare attraverso la cella ed essere utilizzato per generare elettricità. Sebbene le celle solari possano essere progettate per assorbire fotoni ad alta energia e utilizzare elettroni caldi, non sono nemmeno in grado di assorbire fotoni a bassa energia. Il nuovo design delle celle solari, però, può assorbire entrambi.

Teoricamente, le celle solari in grado di assorbire elettroni caldi e freddi potrebbero quasi raddoppiare la loro efficienza energetica. Le celle solari convenzionali possono convertire al massimo circa il 35% dell'energia solare in elettricità, e il resto viene sprecato sotto forma di calore. Assorbendo gli elettroni caldi, le celle solari potrebbero raggiungere efficienze fino al 67%, secondo un articolo della Technology Review del MIT. Raddoppiando l'efficienza, il costo dell'energia solare potrebbe essere dimezzato.

Ci sono ancora sfide con le nuove celle solari ultrasottili, però. Perché sono così magri, la maggior parte della luce li attraversa, quindi convertono solo circa il 3% della luce in ingresso in elettricità. Ma la ricerca passata ha dimostrato che l'aggiunta di nanofili alle celle solari potrebbe consentire loro di assorbire più luce pur mantenendo una breve distanza di viaggio per gli elettroni. Inoltre, gli scienziati stanno studiando l'incorporazione di punti quantici nei nanofili per aumentare il numero di elettroni raccolti dalla luce assorbita.

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