Dostupna energija sunčeve svjetlosti je 10.000 puta veća od one koja je potrebna za opskrbu svjetskim potrebama za energijom. Sunčeva svjetlost ima dva glavna svojstva koja su korisna u dizajniranju sistema obnovljivih izvora energije. Prva je količina energije koja pada na određeno područje, poput tla ili krova osobe. Ova količina varira u zavisnosti od doba dana i sezone. Drugo svojstvo su boje ili spektar sunčeve svjetlosti. Jedan od načina za hvatanje sunčeve energije je upotreba solarnih ćelija koje sunčevu svjetlost direktno pretvaraju u električnu energiju. U solarnom modulu poput onih koje ljudi postavljaju na svoj krov, mnoge ćelije su sastavljene na krutom panelu, povezane jedna s drugom, zatvorene i prekrivene zaštitnim staklom. Solarna ćelija najbolje djeluje kada na nju padnu određene boje sunčeve svjetlosti i kada je cijelo područje prekriveno fotoćelijama.
Međutim, potrebno je određeno područje panela za povezivanje ćelija, a oblik solarnih ćelija možda neće dopustiti da sva preostala površina panela sakuplja sunčevu svjetlost. Ovi efekti čine solarni panel manje efikasnim nego što bi mogao biti. Hvatanje što više sunčeve svjetlosti na solarnom panelu presudno je za efikasno iskorištavanje sunčeve energije. Istraživači sa Univerziteta u Arizoni nedavno su razvili inovativnu tehniku za hvatanje neiskorištene solarne energije koja osvjetljava solarni panel. Kako je objavljeno u Journal of Photonics for Energy (JPE), stvorili su posebne holograme koji se lako mogu umetnuti u paket solarnih panela. Svaki hologram razdvaja boje sunčeve svjetlosti i usmjerava ih prema solarnim ćelijama unutar solarne ploče. Ova metoda može povećati količinu solarne energije koju solarni panel pretvara tokom godine za oko 5 %.
To će smanjiti i troškove i broj solarnih panela potrebnih za napajanje kuće, grada ili države. Istraživanje je podržao QESST inženjerski istraživački centar, koji sponzoriraju Američka nacionalna naučna fondacija i Ministarstvo energetike SAD-a kako bi se pozabavili izazovom transformiranja proizvodnje električne energije kako bi se održivo zadovoljili rastući zahtjevi za energijom. Doktorand Jianbo Zhao je pod nadzorom Raymonda K. Kostuka, profesora elektrotehnike i računarskog inženjerstva i optičkih nauka, te u saradnji sa kolegom Benjaminom Chryslerom, dizajnirao i razvio holografski kolektor svjetlosti koji kombinirane toliko skupi holografski optički element s difuzorom. Optički element smješten je simetrično u središtu fotonaponskog modula kako bi se postiglo maksimalno efikasno prikupljanje svjetlosti.
