Arkusze są bardzo wydajnymi ogniwami słonecznymi, które mogą przekształcić do 40% odbieranego światła w energię chemiczną, czyli znacznie bardziej wydajne niż konwencjonalne ogniwa słoneczne na bazie krzemu, których wydajność wynosi około 15%.
Podczas pierwszej fazy fotosyntezy światło słoneczne jest absorbowane i przekształcane w zmagazynowaną energię chemiczną w postaci cząsteczek trójfosforanu adenozyny (ATP). Reakcje te zachodzą na poziomie cząsteczek chlorofilu, które znajdują się w błonach tylakoidów, wewnątrz chloroplastów komórek roślinnych.
Naukowcy z University of Sydney w Australii zsyntetyzowali molekuły podobne do chlorofilu, które są zdolne do przekształcania światła w energię elektryczną, czyli odtwarzania pierwszej fazy fotosyntezy. Struktura molekularna naturalnego chlorofilu składa się z azotowego pierścienia porfiryny z jonem magnezu w środku. Syntetyczne repliki zawierają ponad sto porfiryn zgrupowanych wokół drzewiastej cząsteczki, aby naśladować strukturę naturalnych systemów fotosyntetycznych.
Testy wykazały, że konwersja światła na energię elektryczną jest bardziej wydajna, gdy cząsteczki syntetyczne nie są zbyt duże. Najlepsze wyniki uzyskuje się z cząsteczkami, których rozmiar jest równy w przybliżeniu połowie długości fali absorbowanego światła, czyli między 300 a 800 nanometrów w przypadku światła widzialnego.
Integracja takich struktur w fotowoltaicznych ogniwach słonecznych poprawi ich wydajność. Zespół pracuje obecnie nad produkcją prototypów komórek zawierających syntetyczne molekuły przed rozpoczęciem komercyjnej produkcji paneli słonecznych we współpracy z Uniwersytetem w Osace w Japonii.