Il Sole irradia la Terra con luce di tutti i colori; a ogni colore corrisponde un fotone (un quanto di radiazione) con diversa energia. Ogni fotone potrebbe essere raccolto per produrre energia elettrica e attivare reazioni chimiche. Le tecnologie fotovoltaiche e fotocatalitiche attualmente in uso sono in grado in realtà di sfruttarne solo una piccola porzione e, nel migliore dei casi, arrivano a raccogliere solo due terzi dei fotoni disponibili.