Lors de la photosynthèse, les plantes convertissent environ 10% de la lumière qu’ils reçoivent du soleil en énergie utilisable pour alimenter les réactions biologiques nécessaire à la vie. L’été dernier, un groupe de chercheurs ont été en mesure de battre le record du monde pour l’efficacité en laboratoire en atteignant 44,7%, avec une nouvelle cellule solaire, avec comme objectif d’atteindre sous peu le plateau des 50%. Cette marque pourrait bien être pulvérisée par un nouveau matériau hybride utilisant des matériaux organiques et inorganiques qui pourraient propulser les cellules solaires vers une efficacité supérieure à 95%. La recherche a été dirigée par Maxim Tabachnyk de l’Université de Cambridge et le document a été publié dans Nature Materials. Lorsque les photons sont absorbés par les cellules solaires, ils génèrent des particules appelées excitons, qui facilitent l’interaction entre la lumière et la matière. Les excitons existent en deux variétés, les simple-spin et les triple-spin. Les simple-spin sont optiquement clair et facile à recueillir en utilisant des cellules solaires. Les triple-spin sont optiquement «sombre» et difficile à saisir mais possède un plus grand potentiel énergétique. 
Le silicium, un matériau inorganique, est ce qui est le plus couramment utilisé dans les cellules solaires. Bien qu’il ne soit pas le matériau le plus efficace, les scientifiques ont beaucoup d’expérience dans la fabrication de circuits avec celui-ci, ce qui rend le processus de développement un peu plus facile. Les cellules de silicium ne peuvent absorber que les excitons simple-spin. Le pentacène, une molécule organique composée de cinq cycles benzéniques que l’on trouve dans les feuilles d’arbre, peut facilement absorber des photons efficaces qui conduisent à des excitons triple- spin. Cependant, il n’est pas très bon pour piéger les électrons de manière qu’ils puissent être utilisés. La solution, l’équipe de Tabachnyk supposé, était de combiner les deux matériaux et obtenir le meilleur des deux mondes. « La clé pour faire une meilleure cellule solaire est d’être en mesure d’extraire les électrons de ces excitons triple-spin », a déclaré Tabachnyk dans un communiqué de presse. «Si nous pouvons combiner des matériaux comme le pentacène avec des semi-conducteurs classiques comme le silicium, il nous permettrait de briser le record d’efficacité des cellules solaires. » Le matériau hybride utiliserait le pentacène organique pour absorber les excitons triple-spin pour les transférer immédiatement dans un semi-conducteur inorganique. L’équipe ira donc de l’avant avec la recherche et travaillera sur un moyen d’appliquer ces connaissances pour créer des systèmes hybrides d’une manière rentable. Ils travaillent actuellement sur le développement d’un revêtement organique à faible coût qui va absorber les excitons et les transmettre à une cellule solaire au silicium qui récoltera l’énergie en augmentant l’efficacité du système. « En combinant les avantages des semi-conducteurs organiques, qui sont à faible coût et facile à traiter, avec des semi-conducteurs inorganiques, extrêmement efficaces, on pourrait améliorer l’efficacité des cellules solaires inorganiques, comme ceux en silicium», a noté Akshay Rao, chercheur principal du projet .