اگر بخواهیم چالش‌های پیش روی جوامع بشری در دهه‌های آینده را برشماریم حتما از مهم‌ترین آنها دسترسی به آب شیرین، تأمین انرژی و مسائل زیست‌محیطی است. به تازگی پژوهشگران از فناوری نوینی برای تولید همزمان انرژی برق و آب شیرین با استفاده از انرژی خورشیدی رونمایی كرده‌اند كه پاسخی درخور به هر سه چالش مهم مورداشاره است.
در بسیاری از مناطق جهان، دسترسی به منابع آب شیرین محدود است و برای تأمین آب مصرفی باید سراغ شیرین‌كردن آب دریا رفت؛ فرآیندی كه انرژی‌بر است. اگر انرژی لازم برای تبخیر آب در فرآیند شیرین‌كردن با سوزاندن سوخت‌های فسیلی تامین شود باعث آلایندگی و انتشار گازهای گلخانه‌ای و گرمایش زمین و در طولانی مدت تغییرات اقلیمی خواهد شد. در برخی كشورها حدود 15 درصد از برق، صرف شیرین‌كردن آب می‌شود كه مقدار بسیار قابل‌توجهی است. اگر انرژی مصرفی در واحدهای آب‌شیرین‌كن با استفاده از نیروگاه‌های برقی تأمین شود كه با فناوری انرژی‌های تجدیدپذیر خورشیدی و بادی الكتریسیته تولید می‌كنند، آن‌گاه، هم چالش آب شیرین موردنیاز حل شده و هم به محیط‌زیست آسیبی نمی‌رسد، اما آیا می‌توان بازدهی مصرف انرژی در شیرین‌كردن آب را باز هم بهبود داد؟

صفحه‌های خورشیدی با تابش نور خورشید به آنها برق تولید می‌كنند. مانند هر مبدل انرژی دیگری. این صفحه‌ها هم بازده محدودی دارند. یعنی نمی‌توانند همه انرژی نور خورشید را كه به آنها می‌تابد به برق تبدیل كنند؛ بلكه بخش قابل‌توجهی از آن به شكل گرما هدر می‌رود. هرچند بازدهی برخی نمونه‌های پیشرفته و خاص صفحه‌های خورشیدی به بیش از 40درصد می‌رسد، اما استفاده از آنها فقط محدود به كاربردهای خاصی مثل مأموریت‌های فضایی است. در كاربردهای تجاری معمول و نیروگاه‌های متداول خورشیدی بازدهی ارائه‌های خورشیدی چیزی بین 10 تا 20 درصد است. این یعنی بیشتر انرژی تابشی خورشید به این صفحه‌ها به گرما تبدیل می‌شود. اگر بشود از این گرما برای تبخیر آب استفاده كرد آن‌گاه می‌شود در همان صفحه‌های خورشیدی هم برق تولید كرد و هم آب شیرین. همچنین با این روش بازدهی مصرف انرژی به صورت قابل‌ملاحظه‌ای افزایش می‌یابد.
اما اینجا چالشی فنی وجود دارد. دمای صفحه‌های خورشیدی به حد جوشاندن آب نمی‌رسد، بلكه در دمای خیلی كمتر و حدود 60درجه سانتی‌گراد كار می‌كنند. اینجاست كه فناوری و نوآوری‌های مهندسی هنرنمایی می‌كند و پژوهشگران موفق شدند غشایی سه‌مرحله‌ای طراحی كنند كه آب را در دمای پایین با استفاده از گرمای ایجادشده در صفحه‌های خورشیدی بخار كند. فرآیند تبخیر و میعان آب در این فناوری به‌گونه‌ای است كه حتی از گرمایی كه بخار آب هنگام تقطیر از دست می‌دهد برای كمك به تبخیر آب شور استفاده می‌شود تا بازدهی انرژی تا حد ممكن افزایش یابد. این غشاها در زیر صفحه‌های خورشیدی نصب می‌شوند و با تركیب این دو وسیله تولید همزمان آب شیرین و انرژی برق انجام می‌شود. این فناوری اكنون در مرحله تحقیقاتی است و برای تجاری‌شدن آن هنوز باید تكمیل شود. انتظار می‌رود دستگاه‌های تولید همزمان آب‌شیرین و برق در مدت پنج سال وارد بازار شوند. هرچند نمی‌توان از این روش برای تأمین آب شهرهای بسیار بزرگ با جمعیت چند میلیون نفری استفاده كرد، اما با نصب آن در مناطق ساحلی می‌توان در ابعاد كوچك و متوسط آب شیرین و برق تولید كرد.