Основной принцип работы фотоэлектрической ячейки состоит в том, что полупроводниковый материал подсвечивается светом, заставляя электроны перемещаться с одного энергетического уровня на другой. Электроны в полупроводнике формируют валентную зону при том, что материал остается темным. Но воздействующий на материал яркий свет заставляет электроны впитывать энергию, собирая ее из зоны высокой энергии, называемой зоной проводимости. Когда электроны перемещаются в зону проводимости, они оставляют после себя «дыры» в валентной зоне. Область между двумя этими зонами, где электроны отсутствуют, называется бандгап. Необходимо предотвратить выделение тепла ниже бандгапа и усилить тепловыделение выше бандгапа, что и было проделано исследователями. Ими использовался топологический переход, который ранее не применялся для усиления или подавления выделения тепла. Таким образом было повышено выделение тепла в зоне высокой энергии. Это позволило получать выделяемый свет только в энергетическом спектре выше бандгапа. Исследования, которые могут быть проведены в будущем, станут включать в себя работу над преобразованием излучения от термического метаматериала в электронно-дырочные пары в полупроводниковом материале, что является важнейшим шагом в дальнейшей разработке данной технологии. Термофотоэлектрическия технология может быть готова к коммерциализации в течение семи лет, отмечает Зубин Якоб.