Hinter dem Verfahren steckt ein Hybridsystem, bei dem Solarzellen mit Solarthermie kombiniert werden. Der Umstand, dass Solarenergie auf Solarzellenbasis nur zeitweise zur Verfügung steht, behindert die Technik derzeit noch zu stark. Auf Dauer werde die Technik deshalb maximal fünf Prozent der gesamten Energieerzeugung in Nordamerika erreichen. ARPA-E fürchtet, dass die ungenutzte Solartechnik damit quasi weggeworfen werde. Wenn man mit aktueller Technik Strom aus Photovoltaik speichern möchte, müssen relativ kostspielige Solarbatterien angeschafft werden. Bei der Solarthermie werden Dampfturbinen angetrieben, die zwar auch Energie in isolierten Tanks speichern können, diese sind je nach Land aber fast doppelt so teuer. Daher will ARPA-E mit dem Projekt „Full-Spectrum Optimized Conversion and Utilization of Sunlight (FOCUS) über verschiedene Wege Kombinationslösungen schaffen.
Vereinzelte, moderne Solarenergiesysteme bündeln beispielsweise konzentriertes Sonnenlicht auf kleine, besonders effiziente Solarzellen. Die moderne Technik wird das konzentrierte Sonnenlicht direkt in Solarstrom umgewandelt, während die Restenergie einfach verpufft. Würde diese Wärme stattdessen gesammelt, ließe sie sich speichern und könnte zur Generierung von Strom zu einem späteren Zeitpunkt verwendet werden. Dort setzt die Forschung von ARPA-E an, denn die Herausforderung besteht in der Entwicklung von Solarzellen, die mit deutlich höheren Temperaturen umgehen können.
Ein weiterer Forschungsansatz ist die Auftrennung des Sonnenlichtspektrums. Während einige Solarzellen bestimmte Wellenlängen sehr gut in Strom umwandeln können, besitzen andere diese Eigenschaft nicht. Daher wäre es denkbar, bestimmte Wellenlängen, die nicht wirklich effizient durch Photovoltaik genutzt werden können, zur Wassererhitzung und Dampfproduktion einzusetzen.
Ein dritter Ansatz wird aktuell von Todd Otanicar, einem Maschinenbauprofessor von der Tulsa University, entwickelt. Professor Otanicar verwendet für seine Forschung Nanopartikel, die in einer durchsichtigen Lösung treiben, um bestimmte Wellenlängen zu absorbieren. Andere Wellenlängen durchdringen dagegen die Lösung und erreichen so ein Solarmodul. Bei der Sonnenlicht-Absorption lassen sich die Nanopartikel erhitzen und mit dieser erwärmten Flüssigkeit kann wiederum Dampf erzeugt werden.
Die Idee zur kombinierten Nutzung von Solarzellen zur Hitze- und Elektrizitätserzeugung ist hingegen nicht neu. Einige Unternehmen nutzen bereits Röhren auf dem Rücken von klassischen PV-Modulen, um dort Wasser hindurch zu pumpen. Mit diesem System lässt sich das Wasser durch die überschüssige Wärme der Module erhitzen, was separate Warmwassererzeuger überflüssig macht. Diese Systeme gelten bislang jedoch nicht als sonderlich effizient.
ARPA-E zieht im Rahmen des FOCUS-Projektes ebenfalls in Erwägung, neue Energiespeichersysteme zu fördern, die Elektrizität und Wärme gleichzeitig speichern können. Ob hierfür weitere Aufwendungen neben den 30 Millionen US-Dollar aufgebracht werden sollen, wurde bisher nicht bekannt gegeben.