德國魯爾-波鴻大學（RUB）研究人員已經開發出一種生物基太陽能電池。它們嵌入兩種蛋白質光系統1和2在植物中負責光合用途，進入復雜分子內部開發從而出現一種有效的電子電流。

以來自分析化學及電化學科學系中心（CES）DrWolfgangSchuhmann教授和來自植物生物化學系DrMatthiasRogner教授為主的研究小組已經在“應用化學”上發表了一份報告。

光系統1和2在葉子上能夠有效的利用光能，這要把二氧化碳轉化為氧氣和生物質。從另一方面講Bochum研究人員基于生物的太陽能電池是要出現電力而不是生物質。Rogner教授的團隊從生活在日本溫泉的嗜熱藍藻中分離出兩個光系統。

由于它們的棲息地和行為，它們的光系統比在不極端的環境條件下生存的物種的蛋白質更穩定。Schuhmann教授的研究小組研發出復雜的電子導電材料，也被稱為氧化還原水凝膠。研究者將光系統嵌入進這些水凝膠，以便將它們連接到光伏電池的電極。

生物基太陽能電池的結構

該電池是由兩個腔室組成。在第一腔室中蛋白質光系統2從水分子中提取電子，從而出現氧氣。第一腔室中的電子通過氧化還原水凝膠遷移到電極，該電極連接到第二腔室中的電極。

第二腔室中的電極經由光系統1上不同氧化還原水凝膠傳導電子。在那里電子傳遞給氧然后生成水。然而只有依靠光能光系統的這些過程才能進行。因此在暴露在光線下，封閉系統內將出現持續的電流。

提高效率

為了將太陽能轉換成電能，兩個電極之間必須有電位差。Bochum研究人員已經通過不同潛在的氧化還原水凝膠建立這種差異。這種潛在差異決定了生物太陽能電池的電壓，最終影響它的效率。目前，生物基太陽能電池每平方厘米的效率為幾個納瓦。

“該系統可以被認為半人工發展的一個藍圖，其中光合用途中的自然光系統用于光驅動出現類似于氫氣的二次能源載體。”Rogner教授說。