תאי שמש פועלים בהמרת תחום ספקטרום מסוים של קרינת האור הנראה (Visible Spectrum) למתח חשמלי.

קרינת השמש כוללת תחום ספקטרום רחב הרבה יותר, וכל הקרינה שאינה בתחום הספקטרום המתאים, אינה מנוצלת על ידי תאי השמש.

אם לפני תאי השמש תהיה מערכת המרכזת את קרינת השמש לכיוון תא השמש, ניתן יהיה להפיק מאותה כמות של תאי שמש, אנרגיה חשמלית רבה יותר.

אם בנוסף לכך, המערכת שלפני תאי השמש תוכל להמיר את קרינת השמש לתחום הספקטרום המתאים לפעולתם של תאי השמש, תגדל נצילות פעולתם.

אחת המערכות הנמצאות בשלבי מחקר מתקדמים, היא להשתמש במערכות ריכוז קרינה, המכילות חומרים לומינסצנטיים (Luminescence Solar Concentrators).

חומרים לומינסצנטיים קולטים קרינה בתחום ספקטרום מסוים, ופולטים קרינה בתחום ספקטרום אחר.

המערכת המבטיחה ביותר, הנמצאת בשלב מחקר מתקדם, מורכבת מגלילים חלולים המצופים בנקודות קוואנטיות (Quantum Dots), המהוות את הציפוי הלומינסצנטי.