Både solceller og planter høster energi fra sollys. Solceller fra solceller samler sollys og ændrer det til elektricitet. Planteblade samler sollys og omdanner det til lagret kemisk energi. Både solceller og planter gør det samme job, men de gør det på forskellige måder. Der er dog ligheder mellem de to tilgange. En type solcelle er endda designet til at ligne fotosyntese som muligt.
Energi fra lys
Energien i sollys kommer som små pakker kaldet fotoner. Fotoner bærer hver især en lille smule energi. Energien i en blå foton er højere end energien i en rød foton. Det er vigtigt, fordi både solceller og planter kun kan absorbere sollys, hvis energien er lige rigtig. Når et materiale absorberer sollys, overfører fotoner i lyset deres energi til elektroner i materialet. Elektroner kan kun absorbere energi i et snævert interval, så en given elektron vil kun være i stand til at acceptere energi fra fotoner i specifikke farver i lysspektret.
Den rigtige foton energi
Både solceller og fotosyntetiske planter er indstillet til at absorbere fotoner. I fotosyntese har evolution produceret klorofyl, et molekyle der absorberer det stærkeste sollys. Til solceller har ingeniører designet krystaller, hvor elektronerne kun kan bruge den mængde energi, der findes i sollysfotoner. I begge tilfælde absorberes fotoner af elektroner, som optager den ekstra energi. En elektron med ekstra energi kaldes en ophidset elektron eller en elektron i en ophidset tilstand.
Håndtering af ophidsede elektroner
Både plante- og solceller skal håndtere spændte elektroner hurtigt, før de opgiver deres energi og går tilbage, hvor de var, før de absorberede deres fotoner. I fotosyntese løses problemet ved at flytte elektronen fra et molekyle til et andet, indtil det sætter sig i et molekyle, der kan gemme energi i lang tid. I solceller trækkes de ophidsede elektroner ind i et kredsløb, hvor de enten kører noget med det samme eller føres ind i et batteri til opbevaring.
Farvestoffølsomme celler
Der er en ikke-standard type solcellecelle, der forsøger at kopiere den måde, fotosyntesen fungerer på. I stedet for at bevæge en elektron så hurtigt som muligt gennem en krystal med identiske atomer, den farvestoffølsomme solcelle absorberer energi i et farvestofmolekyle og overfører derefter den exciterede elektron til et andet materiale placeret ved siden af farvestoffet molekyle. Det forhindrer elektronen i at være i stand til at miste sin energi ubrugeligt. Når den er tilsluttet et kredsløb, løber elektronen gennem det andet materiale uden for meget fare for at miste sin energi.
