目前，有一種新型光伏材料表現出來的性能與如今最好的太陽能電池一樣，但這種新型復合材料將明顯便宜得多。該材料是由加州理工學院（Caltech）的研究人員創造的，包括吸收光線的柔軟的硅微絲陣列以及嵌在聚合物中的反射光線的金屬納米粒子。
計算模型表明，該材料可用于制造太陽能電池，它能把陽光中15%～20%的能量轉化成電能——與現有的高性能硅電池相當。但所需的復合材料只是如今使用材料的1%，可能會使成本大大降低。研究人員是由哈里.阿特沃特（Harry Atwater）領導的，他是加州理工學院應用物理和材料科學的教授。
這種新型材料性能中的關鍵是其捕獲光線的能力。光子在太陽能電池的有效部分中反彈的時間越長，其產生電子的機會越大。所有的高性能太陽能電池都有抗反射涂層，以幫助捕獲光線。但這些電池的使用需要大量的硅，并且必須從大晶片上鋸下來，這是一個很浪費的過程。
加州大學伯克利分校的電子工程學教授伊萊.亞布魯諾維契（Eli Yablanovitch）未曾參與過這項研究，他說：“捕獲光線的研究總是承諾使用更少的硅以及降低成本，但這很難實現。”
為了解決這個問題，許多小組已經把注意力轉向了材料的結構，比如納米線和微絲。加州理工學院研究小組的光伏材料使用硅微絲，表現出了新的性能，這是由于納米粒子的反射增加了的緣故。
阿特沃特的研究小組從可再用模板表面受到啟發，發展成為硅微絲陣列。該模板決定了所有線材——類似于茂密的森林——的厚度以及每條線的直徑。陣列排列稀疏，并且沒有經過進一步的處理，使得太陽能材料性能不佳。但線材都用抗反射涂層處理過，并且被涂上一層混合有高反射率的氧化鋁納米微粒的膠狀聚合物。聚合物一旦凝結，整個膜就能被剝離，就像貼紙一樣。90%以上的合成材料都是由廉價的聚合物組成的，模板可反復使用。
阿特沃特說：“這些材料很柔軟，但這是硅晶片的屬性。”當光線照射到復合太陽能墊上時會到處反彈，碰到氧化鋁微粒時反射結束，直到其能被微絲吸收。
即使微絲排列地相當稀疏，反射粒子能確保在光被吸收之前很少有光線能夠逃脫。加州理工學院的研究小組還沒有公布這種材料作為太陽能電池一部分的性能的細節，但該復合材料為光吸收和電子載體收集所顯示的數據非常好。
阿特沃特說：“太陽能電池必須做到三件事：吸收光線，收集所有的〔電子〕，并且產生電能。”該材料可以吸收照射到材料上的陽光中85%的光線，而光線中95%的光子將生成電子。結果公布之前，加州理工學院研究小組將不會透露發電的結果。
斯坦福大學材料科學教授崔屹(Yi Cui)說：“令人興奮的是，這項研究表明可以少用很多材料來制造太陽能電池——少了兩個數量級。”這不僅僅是降低了材料的成本。崔解釋說：“一旦使用較少的附著材料，生產線會變短。”由此產生了兩個商業方面的影響：應該用較少的資本投資去建設需要制造電池的工廠；應該盡可能地用更快的速度生產電池。
阿特沃特的研究小組現在正致力于在更大范圍內制造光伏材料，并將其納入到太陽能電池的原型中。迄今為止所發表的研究結果來自使用數平方厘米大小材料的概念實驗的證明。阿特沃特說：“我們必須做一些常規的單調的工作：制造低電阻電觸頭，制造大面積的、數百平方厘米大小的材料。”他補充說，雖然把材料放在一起是一種新穎的方式，但這可以通過整合多種非常成熟且具有可擴展性技術來實現。