Una célula solar de cuatro conexiones, desarrollada por los ingenieros del Instituto Fraunhofer para Sistemas de Energía Solar, Soitec y otras dos organizaciones de investigación, lograron un récord de eficiencia del 44,7% al convertir la luz solar en electricidad en septiembre de 2013. La estructura de esta célula solar está compuesta por cuatro sub-células fabricadas con diversos materiales semiconductores, cada una diseñada para la absorción de los diferentes rangos de longitud de onda del espectro solar.
Antes de este descubrimiento en el mismo año, un equipo dirigido por el Dr. Harry Atwater, un físico del Instituto de Tecnología de California, desarrolló un prototipo solar ultra-eficiente integrando un concepto de célula multi-conexión utilizando una tecnología de división de haz espectral. El diseño permite la división eficiente del espectro de la luz solar de seis a ocho longitudes de onda, produciendo cada una un color de luz diferente que pasa a través de una celda fabricada de un semiconductor específico que puede absorberlo. El diseño final de la tecnología se estima que sea capaz de alcanzar una eficiencia de conversión que podría superar el 50%.
El diseño de este primer prototipo utiliza un metal reflectante para recoger la luz solar y dirigirla a un ángulo específico en el panel solar con múltiples células solares. El amplio espectro de la luz solar se divide en diferentes colores a medida que pasa a través de la estructura, encontrando una serie de filtros ópticos. Además, el equipo del Dr. Atwater también se encuentra inmerso en el desarrollo de otros dos diseños basados en este pionero concepto. Uno de ellos utiliza filtros ópticos a nanoescala para filtrar la luz proveniente desde cualquier ángulo. El otro utiliza un holograma en lugar de filtros para dividir el espectro. Cuál de estos diseños ofrecerá el mejor rendimiento está todavía por verse.
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