Фотоелемент, над яким працює команда NREL, заснований на архітектурі інвертованих метаморфічних багатоперехідних (IMM) елементів і складається з трьох «переходів», тобто компонентів, які виробляють електричний струм під дією світла. Кожен такий вузол виготовлений з різних матеріалів. Зверху фосфід індію-галія, в середині арсенід галію, знизу арсенід індію-галію. Вони дозволяють охопити різні довжини хвиль, щоб збирати якомога більше енергії.
Інша інновація цих елементів — «квантові колодязі» в середньому шарі. Провідний шар, затиснутий між двома іншими матеріалами з більш широкою енергетичною щілиною, утримує електрони в двох вимірах, що дозволяє матеріалу вловлювати більше світла. Середній шар цього фотоелемента, який може складатися з 300 колодязів, значимо підвищує загальну ефективність пристрою.
Новий сонячний елемент конвертує сонячне світло в електрику з ККД 39,5% в умовах освітлення, еквівалентних природним. Інші експериментальні зразки демонстрували і більшу ефективність, але лише під дією концентрованого світла. Освітлення, відповідне «одному Сонцю», дає краще уявлення про те, як панель поведе себе в реальних умовах, розповідає New Atlas.
Інженери випробували новий фотоелемент в умовах, що імітують космос, як якщо б він застосовувався в сонячних панелях супутників та інших космічних апаратах. Ефективність склала 34,2%.