De efficiëntie van een klassieke zonnecel is begrensd door het feit dat niet het volledige spectrum van het zonlicht omgezet wordt in energie. Die zogenaamde Shockley–Queisser limiet stelt dat zo’n klassieke zonnecel een maximum energie-omzettingsrendement heeft van 33.7%.
MIT wetenschappers gebruikten het idee om het invallende zonlicht eerst op te slaan onder de vorm van warmte om vervolgens de uitgestraalde warmtestraling te gebruiken om een zonnecel te bestralen. Door die absorptie-emmissie tussenstap wordt een groter deel van het zonlicht omgezet in straling die bruikbaar is voor de zonnecel.
Hoewel de theorie van zo'n thermofotovoltaïsche cel mooi klinkt, leidde vroegere experimenten tot rendementen van amper 1%. Door gebruik te maken van koolstof nanobuisjes in de absorptie-emmissie tussenstap wordt nu al een rendement van 3.2% bereikt en volgens de inschatting van de MIT wetenschappers is een rendement van 20% haalbaar door opschaling van de testopstelling: voldoende om de concurrentie aan te gaan met andere systemen. Professor Evelyn Wang stelt dat de efficiëntie van de thermofotovoltaïsche cel op termijn zelfs drastisch hoger zou kunnen liggen dan de huidige generatie zonnecellen, tot 80% in het ideale geval.
De tussenstap waarin zonnelicht omgezet wordt in warmte opent nog een bijkomend perspectief voor de thermofotovoltaïsche cel: aangezien warmte beter te stockeren is dan elektriciteit , zou het nieuwe type zonnecel niet enkel gebruikt kunnen worden om energie te genereren maar ook om energie op te slaan.