Både solceller och växter skördar energi från solljus. Fotovoltaiska solceller samlar in solljus och byter det till el. Växtlöv samlar solstrålar och omvandlar det till lagrad kemisk energi. Både solceller och växter gör samma jobb, men de gör det på olika sätt. Det finns emellertid likheter mellan de båda tillvägagångssätten. En typ av solcell är även utformad så att den liknar fotosyntesen som möjligt.

Energi från ljus

Energin i solljus kommer som små paket som heter fotoner. Fotoner har var och en en liten bit energi. En blå fotons energi är högre än energin hos en röd foton. Det är viktigt eftersom både solceller och växter bara kan absorbera solljus om energin är rätt. När ett material absorberar solljus överför fotonen i ljuset sin energi till elektroner i materialet. Elektroner kan bara absorbera energi i ett smalt område, så en given elektron kommer bara att kunna ta emot energi från foton av specifika färger i ljusspektret.

Rätt fotonergi

Både fotovoltaik och fotosyntetiska växter är inställda för att absorbera fotoner. I fotosyntes har utvecklingen skapat klorofyll, en molekyl som absorberar det ljusaste solljuset. För solceller har ingenjörer konstruerat kristaller där elektronerna kan använda bara den mängd energi som finns i solens fotoner. I båda fallen absorberas fotoner av elektroner, som tar upp extra energi. En elektron med extra energi kallas en spännande elektron, eller en elektron i ett upphetsat tillstånd.

Hantering Spännande elektroner

Både växt- och solceller måste hantera spända elektroner snabbt innan de ger upp sina energi och gå tillbaka där de var innan de absorberade sina fotoner. I fotosyntes löses problemet genom att flytta elektronen från en molekyl till en annan tills den ligger i en molekyl som kan lagra energi under lång tid. I fotovoltaics är de upphetsade elektronerna whisked av i en krets, där de antingen kör något direkt eller dirigeras till ett batteri för lagring.

Färgkänsliga celler

Det finns en icke standard typ av fotovoltaisk cell som försöker kopiera det sätt som fotosyntes fungerar. I stället för att flytta en elektron så snabbt som möjligt genom en kristall av identiska atomer absorberar den färgkänsliga solcellen energi i en färgmolekyl, och överför den spända elektronen till ett annat material som ligger intill färgämnesmolekylen. Det håller elektronen från att kunna förlora sin energi värdelös. Vid anslutning till en krets gör elektronen sin väg genom det andra materialet utan att för mycket riskerar att förlora sin energi