Per spiegare il principio sul quale si basa questa nuova tecnologia, bisogna fare riferimento all'intestino. Le pareti dell'intestino (tenue) sono ricoperte da microscopiche protuberanze chiamate “villi”, il cui scopo è aumentare l'area che assorbe i nutrienti ingeriti con l'alimentazione, facilitando così la digestione. Rispetto alle due dimensioni, i villi creano un tessuto 3D molto più adatto al compito. Il discorso non cambia se alle molecole di cibo sostituiamo i raggi del sole, e all'intestino i pannelli fotovoltaici. I “villi”, in questo caso, saranno forse le celle solari del futuro, fino ad oggi piatte e quindi prive della terza dimensione.
Il vantaggio di una terza dimensione non è solo avere più superficie colpita dai raggi del sole, ma anche più superficie che assorbe i raggi del sole. In un sistema 3D la luce riflessa non viene dispersa, ma rimbalza nel reticolo di “towers” (l'equivalente dei villi) fino al completo assorbimento. Le “towers” sono dispositivi microscopici in grado di trasformare la luce del sole in energia elettrica. Ad esempio, i ricercatori del Georgia Tech Research Institute (GTRI) stanno lavorando su una “struttura a skyline”, dove tra i “grattacieli” (o “towers”) ci sono degli spazi vuoti, grazie ai quali il pannello può assorbire luce proveniente da ogni direzione.