Pour améliorer le rendement des cellules en silicium monocristallin (25 % maximum en laboratoire), il est envisageable d'insérer à l'avant ou à l'arrière de la cellule photovoltaïque une couche appelée «  down-converter  ». Des chercheurs du Centre de recherche sur les ions, les matériaux et la photonique de Caen (Cimap) ont réussi à l'appliquer à des cellules au silicium. « Concrètement, avant d'être placée sur les couches minces des cellules photovoltaïques, de la silice est enrichie en silicium. Les nanoparticules de silicium supplémentaires ainsi formées ont la propriété d'absorber les photons de hautes énergies du spectre solaire  », explique Christophe Labbé, chercheur au Cimap. « Des ions voisins de terres rares, comme l'erbium, sont alors simultanément excités ce qui convertit chaque photon UV incident en deux photons de basse énergie (IR) que la cellule absorbe et transforme finalement en deux électrons ». Un effet jusqu'alors rarement observé sur des cellules au silicium, qui pourrait théoriquement doubler leur rendement.