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Les développements majeurs, ainsi que les défis restants et les opportunités de recherche associées, sont évalués pour trois approches technologiquement distinctes de l'utilisation de l'énergie solaire : l'électricité solaire, la thermique solaire et les technologies de carburants solaires. Des progrès considérables ont été réalisés, mais des opportunités de recherche sont encore présentes pour toutes les approches. Un développement technologique à la fois évolutif et révolutionnaire, impliquant des recherches fondamentales, des recherches appliquées, l'apprentissage par la pratique, des projets de démonstration et un déploiement à grande échelle, sera nécessaire pour continuer cet écosystème d'innovation technologique. La plupart des approches offrent encore un potentiel pour fournir des rendements beaucoup plus élevés, des coûts beaucoup plus bas, une évolutivité améliorée et de nouvelles fonctionnalités, par rapport aux incarnations des systèmes de conversion de l'énergie solaire qui ont été développés jusqu'à présent.
Nathan S. Lewis (jeu,) a étudié cette question.