传统薄膜太阳电池的光捕获能力存在理论极限，称为“射线-光极值”，用于表示材料能够捕获的最大光量，但仅当材料达到一定厚度时才能达到这一峰值。目前，研究人员已研制出几十分之一纳米厚的太阳电池，但这种薄膜电池会使大量的光在被吸收前穿透而过。
加州理工学院应用物理和材料科学教授Harry Atwater及其同事指出，他们制备的薄膜厚度小于可见光波长（400-700 nm），这种材料由于光的波特性而与其产生相互作用。因此，材料的吸光能力不再取决于材料的厚度，而取决于材料与光线之间的波相互作用。
通过计算和计算机模拟，Atwater团队证实，提升材料吸光率的技巧在于，创造更多“光态”给光占据，这些“光态”就像空位有点类似电子的能级，能够接纳特定波长的光。材料中光态数目的多少部分取决于它的折射率，材料折射率越高，越能够缩短透过其中的光的波长，材料也能够支持越多的“光态”。早在2010年，斯坦福大学教授Shanhui Fan等人就发现，高折射率材料的存在能够有效提高低折射率材料的折射率，增强其吸光能力。
Atwater团队对上述思路予以了概括，并证明在许多薄膜吸光材料中塞满“光态”会促使其吸收更多的光。而且可以通过若干种方法，例如用金属或者含有光波长量级图案的晶体结构覆盖在吸光层上，或者将吸光材料嵌入一个更复杂的三维阵列中，都可以提高吸光材料的有效折射率。
美国Toledo大学的Robert Collins表示，Atwater团队的研究是“非常关键的第一步”。但他也认为，这项技术还面临着诸多挑战，比如，需要额外的工业过程来制造这些超薄的薄膜，这会导致成本增加。
