然而，與傳統硅砂型鑄造高溫鎧裝熱電偶電池相比，砂型鑄造高溫鎧裝熱電偶電池的能量轉換效率較低。

    在半導體砂型鑄造高溫鎧裝熱電偶電池中，光在電池中的兩個半導體層處的“pn結”界面處變成通電的一對孔（正載流子）和電子（負載流子）。在半導體的每一層中，受主（電子捕獲; n型）和施主（電子俯仰; p型）分子彼此面對，作為完美的pn結。

    增加電池中這種砂型鑄造高溫鎧裝熱電偶“電池”的數量需要大面積的pn結，從而產生了復雜的“體積”pn結 - 這是一種類似于褶皺的折疊界面。在像迷宮這樣的復雜結構中，由于分子排列不均勻，所以產生的砂型鑄造高溫鎧裝熱電偶載流子不容易到達電池的輸出電極。簡單地說，結晶度很低。

    載體 - 電子或空穴 - 必須在砂型鑄造高溫鎧裝熱電偶分子之間離域作為物質波，以便有效地實現高傳輸。載體的波動性質通過有序的分子排列來揭示。

    分子科學研究所（IMS），日本同步輻射研究所（JASRI）和東京理科大學的科學家們成功開發出了具有高結晶度的砂型鑄造高溫鎧裝熱電偶pn結。在結的生產過程中，受體（全氟戊炔）分子通過分子束外延（MBE）方法以良好組織的方式層疊在供體分子（并五苯）的單晶上。

    使用角度分辨砂型鑄造高溫鎧裝熱電偶光電子能譜，觀察晶體pn結的電子結構，并且證明受體分子層產生價帶，這是提高波性質的證據。當前砂型鑄造高溫鎧裝熱電偶研究的結果表明，MBE能夠制造晶體pn結，這可能會引起空穴和電子的波性。

    通過設計基本有機分子的結構，可以調節砂型鑄造高溫鎧裝熱電偶的功能。使用各種有機分子的晶體pn結的生產技術允許以高能量轉換效率實現新型砂型鑄造高溫鎧裝熱電偶電池。