許多光合作用只能利用到照射到它們的陽光的個位百分比，相比常規光伏系統則低太多，后者的光轉換率能達到20%并且已經最高的甚至能實現45%。

來自伯克利實驗室和人工光合作用聯合中心(JCAP)的研究人員則將硅效率的降低歸咎于水分解裝置的非硅成分。

該項研究首席作者Gideon Segev表示，這就像是在用一檔開車，雖然能收到能量，但因為硅沒有發揮它的最大效率，其大部分活躍電子都無處可去，于是它們在被用來進行有用的工作之前就已經失去了能量。

或許解決這個問題的答案出奇得簡單--為什么不讓這些電子離開呢？為了做到這一點，研究人員在設備硅部分的后邊增加了第二個電接觸。這樣就能將太陽光產生的電流分開，進而使得一部分電流將水分解成了氫和氧，另一部分則以電能的形式儲存了下來。研究人員將這種全新的設備稱為光電化學和伏打混合(HPEV)電池。

作為參考，研究人員還計算出了使用硅和釩酸鉍的傳統人工光合作用設備的效率為6.8%，而HPEV電池卻擁有13.4%，再加上產生氫的6.8%電池總共能夠達到的效率足足有20.2%。