光照时，除了吸收能量高于带隙的光子，两个能量低于基质材料带隙的光子可以通过中间能带的接力作用，产生额外的电子-空穴对，从而拓宽光吸收谱。多带隙太阳电池相当于用一种材料实现了叠层电池的功能。而不足以本征激发的红光，可以先将价带电子激发到中间能带，再由稍长的、也不足以产生本征激发的桔色光，将中间带上的电子激发到导带中去。这样两个无法利用的低能量光子，通过中间能带的吸收，产生了一对电子-空穴对而得以利用。这种器件具有和叠层电池相当的极限效率，聚光条件下可达63%，一个标准太阳光照强度下达48%，其原因是它具有与三结电池相同数目的能量阈值。该计算是在理想假设情况下进行的，未计入材料的光敏性、光的选择性以及中间带电池自身潜在的其他问题。例如，要保证光的选择性，就必须调节器件的吸收和发射光谱范围，即各能带间的能隙所吸收的光子能量不能重叠。价带到中间能带、中间能带到导带，价带到导带，各自独立地只吸收与其能隙对应的光子，而不能吸收比它更高能量的光子。同时为使被中间能带吸收的电子能够被再激发到导带，而不是被复合，要求电子在中间能级上的寿命延长，有时间等待第二个稍短波长光子将它激发到导带去，这就要求电子对中间能带的填充是半空半满的，即费米能级应位于中间能带的中央，以便中间能带吸收或发射电子的概率相当。这对中间能带与导带和价带的宽度提出了严格的限制，而在实际材料选择中是很困难的，因此人为地构造出这种结构。