当前，将太阳能转换为电能受到称为Shockley-Quesser限制的概念的限制。此限制仅允许使用能量比带隙能量高的光子，而浪费能量较低的光子。为了寻求解决该问题并使太阳能转换效率更高的方法，开发了将具有较低能量的光子转换为具有较高能量的光子的过程，称为光子上转换。
在过去的十年中，一种使用有机分子的三重态-三重态an灭(TTA)的光子上转换方法引起了人们的注意，因为它是目前唯一适用于诸如阳光之类的弱光的方法。在这种方法中，敏化剂和发射体这两种有机分子或发色团结合在一起。敏化剂将吸收光子并将其转换为激发的三重态。然后，激发能被传递到发射器。当两个具有激发能量的发射器发生碰撞时，一个发射器将转换为其最低激发单重态并释放上转换的光子，该光子可以收集用于能量转换。
尽管已经在有机溶剂中进行了许多光子上转换的研究，但是由于高蒸气压，蒸气毒性，可燃性和缺乏溶剂混合物的热稳定性，其实际应用受到了限制。迄今为止，已经提出了多种方法来克服这些限制，包括使用具有低蒸气压和高热稳定性的粘性流体介质，例如离子液体。然而，由于起始材料和合成方法的相对较高的成本，以及其不良的生物降解性，离子液体的实用性也受到限制。
为了从根本上解决这些先前的问题，Tokyo Tech的科学家开发了一种使用称为深共晶溶剂(DES)的新型液体进行TTA光子上转换。DES是离子液体的潜在替代品，因为它们具有与离子液体相似的理想特性，并且可以通过简单地混合两种物质(氢键供体和氢键受体)而产生，而无需合成过程。与产生离子液体所需的原料相比，生成DES的原料通常也更便宜，更安全且可生物降解，这使其成为理想的替代品。
随附的图像显示了所用DES的照片和开发的光子上变频器。制备的DES是光学透明的和无色的，并用作敏化剂和发射体发色团的溶剂。图像右侧显示了所开发的光子上变频器的照片。样品将入射的弱绿光(波长：532 nm;功率：2-3 mW)转换为蓝光发射(波长：〜440 nm)。预期的高热稳定性是通过在燃烧器的火焰中暴露1分钟而没有点燃和发烟来确认的。
明显地，样品的光子上转换量子产率达到0.21(其中最大量子产率定义为0.5;通过在光子上转换中最大使用两个较低能量的光子来产生一个较高能量的光子)。这对应于42%的上转换量子效率(其最大值定义为100%)。这是一个相对较高的效率。
总体而言，科学家们开发了一种新颖的材料平台，用于使用更便宜，毒性更小和热稳定的DES进行TTA光子上转换。这一成就被认为是实现光子上转换技术实际应用的重要里程碑。