也许更好的选择是一种更简单的东西。与其建造一个复杂的结构疏导低能光子，为什么不让它们直接穿过太阳能电池进入下面的温差发电层？再下面的冷却管道可吸收高能光子的热能。热电池板和冷水为夹在中间的温差发电层提供理想的温差。但即使如此，温差发电层捕捉到的多余能量依然不足以弥补材料的花费。必须解决最根本的问题：温差发电材料昂贵的价格。它的发电方式也是导致低效率的罪魁祸首。当材料一面变热，电子脱离原子，迁移到冷的一面。难度在于保持材料两面的温差。电子并非唯一穿透材料的东西：热以光子的形式传播，从一个原子传递给另一个原子。冷的一面很快也将因为热传导而变热，这时候，电子将不再朝着一个特定方向流动，而是无序地乱窜。当然再也无法生成电流。
在长达半个世纪的时间里，这个问题一直得不到解决。直到纳米技术出现。现在，研究者可以从最细微的层面控制材料的结构。在硅等晶体材料中，所有原子都有序规则排列。使得电子和光子可以畅通无阻地穿过。相反，在玻璃等原子排列混乱的材料中，电子和光子的流动都受到阻碍。通过纳米技术可以创造出只让电子(而非光子)通过的合成材料。纽约哥伦比亚大学的尹慧明(音译)和杨大江(音译)采用了一种量子点基础材料。量子点材料诞生于约30年前，像传统太阳能电池一样，它可以捕捉光能，转化为电能。它可以让普通温差发电材料的效率接近翻倍。夹在水冷却光伏发电系统中间，这种材料可以将太阳能电池的效率提高到超过50%。
亚利桑那大学的查尔斯·斯塔福德在创造一种类似装置的过程中意识到还有一种可能性，它甚至可能重塑整个太阳能产业。假如可以完全放弃挑剔的光伏电池？假如能够找到一种高效率的阳光捕捉材料，从而完全取代太阳能电池？如果它足够便宜，那么即使它的峰值效率达不到50%也没有关系。为此，他必须放弃半导体，寻找一种全新材料。他发现一种叫聚苯基醚的聚合物可能符合要求。“它们价格很便宜，”他说，“你可以买上几罐，刷在任何可以被阳光照射的表面。”斯塔福德认为他可以对材料的分子进行加工，干扰光子的流动，同时让电子通过。他估计，这种新材料可将20%至25%的光子转化为电力，效率为今天的温差发电材料的6倍。如果他获得成功，结果将是惊人的。光伏太阳能电池可能从此被淘汰。
很多研究者都看到了太阳能涂料的前景。加拿大纳米技术研究者特德·萨金特多年前就开始研究太阳能涂料。他的涂料中的关键材料也量子点。这种涂料的最大优势是低廉的价格。覆盖1平方米的薄膜只需要15至20美元。制作涂料的时候，先将工业橄榄油加热，然后添加主要原料———锡、铋、铅、硫和硒等———然后等待量子点形成。最终的成品像一种油性黑墨，但里面遍布直径几纳米的量子点，每一颗都是一个小晶体。萨金特的小组在2005年通过实验证明量子点不但可以捕捉可见光的能量，还能捕捉红外光的能量，而抵达地球的太阳能中一半是红外光所携带的。萨金特的太阳能技术还尚未成熟，但已经吸引到财大气粗的投资者。沙特阿卜杜拉国王科技大学(K A U ST)是阿拉伯世界中几所砸下大笔资金吸引世界顶尖人才的学校之一。萨金特从2008年就开始与K A U ST合作。K A U ST为他的研究项目投入了1000万美元。并获得了这一技术在中东、西亚、俄罗斯、印度等38个国家的使用权。
美国圣母大学的研究者在太阳能涂料研究方面也取得突破。他们创造了一种能够产生电能的半导体纳米粒子。“我们想要创新，摆脱现在的硅基础太阳能技术。”圣母大学纳米科技中心的化学和生物化学教授普拉香特·卡玛特说，“通过结合纳米微粒和一种涂抹材料，我们创造了一种可以涂抹于任何导电表面的太阳能涂料。”
