这种方法提供能量，但半衰期过短的同位素则不可行。少数太空核反应堆也采用了热离子技术，但核反应堆通常太重，无法在大多数太空探测器上使用。“热光伏电池”(Thermophotovoltaic cell)的工作原理与太阳能电池相同，只是它们将热表面辐射的红外线光而不是可见光转化为电能。热光伏电池的效率比热电模块(TEMs)稍高，并且可以覆盖在其上，有可能使效率倍增。通过电加热器模拟带有放射性同位素发电机的系统已经证明其效率可达到20%，但还没有用放射性同位素进行过测试。一些理论上的热光伏电池设计效率高达30%