На новом уровне известную с 60-х годов прошлого столетия идею фотокатодных солнечных элементов возродили двое учёных, Гэвин Белл (Gavin Bell) и Йорк Рамахерз (Yorck Ramachers) в лаборатории Уорвикского университета (Ковентри, Великобритания).

Созданное ими устройство напоминает оконный стеклопакет. Оно состоит из двух стеклянных пластин, промежуток между которыми заполнен инертным газом. Такое решение делает эту конструкцию более дешёвой в производстве и удобной в эксплуатации, чем прежние варианты с вакуумом внутри.

Наружная пластина прозрачна и проводит электричество, а внутренняя покрыта специальным материалом, который под действием солнечного света испускает электроны. Выбиваемые из фотокатода электроны проходят через газ и попадают на внешний электрод с минимальными потерями.

Такие фотоэлектрические панели хотя и отличаются от полупроводниковых солнечных батарей по природе зарядового транспорта, но базируются на общем с ними принципе: носители заряда высвобождаются если энергия поступающих фотонов превышает энергетический барьер. В случае фотокатодных устройств роль запрещённой зоны полупроводника выполняет работа выхода фотоэлектронной эмиссии.

В статье для журнала Joule, британские физики представили расчёты эффективности преобразования энергии для своей конструкции. Кроме того, они вывели аналог предела Шокли-Квайссера для этого типа фотоэлектрических устройств. Он составляет почти 57%, но в реальности эффективность работы подобных солнечных элементов значительно ниже идеальной. Улучшить её можно, выбрав более оптимальный материал для фотокатода. Одна из возможных кандидатур — тонкие плёнки алмаза.