A capacidade de células fotovoltaicas converterem luz solar em eletricidade é limitada pelo desfasamento entre o espetro da radiação solar e a absorção dessas células, levando a uma ineficiente captura de fotões nas regiões ultravioleta e infravermelha do espetro solar. Existem materiais capazes de converter os fotões não aproveitados em fotões cuja energia pode ser efetivamente utilizada. A incorporação deste tipo de materiais em células fotovoltaicas pode promover a integração destas em edifícios, abrindo a possibilidade de criação de elementos urbanos com capacidade para absorver e gerar energia. 

Os desafios na investigação nesta área incluem o estudo de materiais que possam ser utilizados como centros óticos ativos e como matrizes hospedeiras, a utilização de centros óticos ativos à base de moléculas orgânicas e naturais e, também, a pesquisa por novos centros óticos ativos com emissão na região espetral do infravermelho, onde o desempenho das células fotovoltaicas de Si é máximo.