Solární články i rostliny získávají energii ze slunečního světla. Fotovoltaické solární články shromažďují sluneční světlo a mění ho na elektřinu. Listy rostlin shromažďují sluneční světlo a přeměňují ho na uloženou chemickou energii. Solární články i elektrárny dělají stejnou práci, ale dělají to různými způsoby. Mezi těmito dvěma přístupy však existují podobnosti. Jeden typ solárního článku je dokonce navržen tak, aby se co nejvíce podobal fotosyntéze.
Energie ze světla
Energie ve slunečním světle přichází jako malé balíčky zvané fotony. Každý foton nese malý kousek energie. Energie modrého fotonu je vyšší než energie červeného fotonu. To je důležité, protože solární články i rostliny mohou absorbovat sluneční světlo, pouze pokud je energie v pořádku. Když materiál absorbuje sluneční světlo, fotony ve světle přenášejí svou energii na elektrony v materiálu. Elektrony mohou absorbovat energii pouze v úzkém rozsahu, takže daný elektron bude schopen přijímat energii pouze z fotonů určitých barev ve světelném spektru.
Správná fotonová energie
Fotovoltaika i fotosyntetická zařízení jsou nastavena tak, aby absorbovala fotony. Ve fotosyntéze evoluce vyprodukovala chlorofyl, molekulu, která bude absorbovat nejjasnější sluneční světlo. Pro fotovoltaiku konstruktéři navrhli krystaly, kde elektrony mohou využívat pouze množství energie obsažené ve slunečních fotonech. V obou případech jsou fotony absorbovány elektrony, které pohlcují energii navíc. Elektron s extra energií se nazývá excitovaný elektron nebo elektron v excitovaném stavu.
Zacházení s vzrušenými elektrony
Rostlinné i solární články musí rychle zvládnout vzrušené elektrony, než se vzdají své energie a vrátí se tam, kde byly, než absorbují své fotony. Ve fotosyntéze je problém vyřešen přesunem elektronu z jedné molekuly do druhé, dokud se neusadí v molekule, která dokáže dlouhodobě uchovávat energii. Ve fotovoltaice jsou excitované elektrony odvedeny do okruhu, kde buď něco okamžitě spustí, nebo jsou směrovány do baterie pro skladování.
Buňky citlivé na barvivo
Existuje nestandardní typ fotovoltaického článku, který se snaží kopírovat způsob, jakým funguje fotosyntéza. Místo toho, aby co nejrychleji pohyboval elektron přes krystal stejných atomů, solární článek citlivý na barvivo absorbuje energii v molekule barviva, poté přenáší excitovaný elektron do jiného materiálu umístěného v sousedství barviva molekula. To brání elektronu v tom, aby byl schopen zbytečně ztratit svoji energii. Když je elektron připojen k obvodu, prochází si druhým materiálem bez velkého nebezpečí ztráty své energie.