As folhas são células solares altamente eficientes que podem converter até 40% da luz recebida em energia química, que é muito mais eficiente do que as células solares convencionais à base de silício, que têm uma eficiência de cerca de 15%.
Na primeira fase da fotossíntese, a luz solar é absorvida e convertida em energia química armazenada na forma de moléculas de trifosfato de adenosina (ATP). Essas reações ocorrem ao nível das moléculas de clorofila que estão localizadas nas membranas dos tilacóides, dentro dos cloroplastos das células vegetais.
Pesquisadores da University of Sydney, na Austrália, sintetizaram moléculas do tipo clorofila que são capazes de converter luz em energia elétrica, ou seja, reproduzir a primeira fase da fotossíntese. A estrutura molecular da clorofila natural consiste em um anel de porfirina nitrogenada com um íon magnésio em seu centro. As réplicas sintéticas têm mais de cem porfirinas agrupadas em torno de uma molécula de árvore para imitar a estrutura dos sistemas fotossintéticos naturais.
Testes mostraram que a conversão de luz em energia elétrica é mais eficiente quando as moléculas sintéticas não são muito grandes. Os melhores resultados são obtidos com moléculas cujo tamanho é aproximadamente a metade do comprimento de onda da luz absorvida, ou seja, entre 300 e 800 nanômetros no caso da luz visível.
A integração de tais estruturas em células solares fotovoltaicas melhorará sua eficiência. A equipe agora está trabalhando para fazer protótipos de células que incorporam as moléculas sintéticas antes de embarcar na produção comercial de painéis solares em colaboração com a Universidade de Osaka no Japão.