为了“定制”需要转换的光谱带到所需要的光谱带，我们可以使用不同的材料，设计不同的能级组合，达到较高的激发效率。
目前的上转换研究成果，其转换效率还不是太理想，在整个红外段一般只能做到1%左右。这样算下来，晶体硅光伏电池通过上转换技术可以获得的功率输出，即上转换增加功率的比例：
δ上=k[（S3+S4）/2*0.01]/（S1+S2）=0.32%
如果考虑地面反射，取k值为1.2。则
δ上=k[（S3+S4）/2×0.01]/（S1+S2）=1.2×0.32%≈0.38%
则上转换可能增加的功率输出约为0.38%。
2.利用光量子下转换技术可能得到的电能增量
相比光量子能量的上转换，光量子能量下转换比较容易实现。在图9中的区域Ⅰ，该区域的光量子的能量可以将电子或离子激发至较高的能级，如果被激发的电子或离子通过一个暂稳态发生两次跃迁，就有可能发射出两个光量子，这个倍增的光量子就会在光伏电池中产生倍增的电流。因此对光量子下转换的任务是，创造条件使波长小于550nm的一个光量子激发出一个以上的波长在550nm-1100nm范围的光量子，即所谓实现光的下转换。
光量子下转换的原理图如图11：
图11 光量子下转换示意图
图11中，电子激发-跃迁的过程与上转换中电子跃迁的过程相类似。简单地说，下转换的实质就是借助一个能级的“台阶”，使激发到较高能级的电子“分两次”跃迁至较低能级，产生两个光量子，去激发半导体硅中价带中的电子到导带。从热力学的观点看，能量降低、熵增加的过程总是比较容易进行的，因此，目前下转换的效率比较上转换要高。
图12 光转换实验测试曲线
图13 组件效率有可能超过电池的效率
图12是明冠新材料做的一个实验，在PO膜中添加“1号转光粉”共混成膜，测试PO膜的量子数反光率。曲线形状与电池的量子光谱响应曲线非常相似。曲线中短波段降低的反射率是因为光子被转光剂所吸收，长波段的增加是因为长波光子的增加。
图中两个三角形的面积比接近1：1，考虑到转光离子发射光的无序性，即有约一半的转换光是检测设备检测不到的，实际的转光粒子数的比值是大于1的，也就是说平均一个短波光的光子激发出了一个以上的长波光子。只要在调整一下转光的频段，便可能得到更多额外的光量子。由实验数据换算，该样品在特征频率处约有3%~4%的光量子参与了转换，得到了约6%的光量子增量。计算一下，包括上转换和下转换，只要我们能净增加3%的光量子数，我们光伏组件的光电转换效率就会接近甚至超过光伏电池的光电转换效率！
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