硅是地壳中含量最丰富的元素，仅次于氧。例如，沙子主要由它组成。它也是推动微处理器革命的材料，也是绿色电力生产的关键要素，因为它是大多数光伏板的基础。然而，硅并不是开发计算技术或生产太阳能的唯一选择。 

美国马里兰大学研究员拉哈里·萨哈认为，还有其他策略可以实现更高效的太阳能电池板。就她而言，问题在于使用处理阳光的最伟大专家的元素：植物及其进行光合作用的分子。如今，光伏电池板的最高效率约为 20%。面临的挑战是如何增加这一数字并以可持续的方式实现这一目标。

利用叶绿素和其他分子提高太阳能电池板的效率

萨哈的研究结果在加利福尼亚州圣地亚哥举行的第 67 届生物物理学会会议上发表，作为其论文“用于太阳能收集的荧光团诱导等离子体电流”的一部分。她的项目仍处于初步阶段，重点关注荧光，特别是称为荧光团的分子。也就是说，它们可以吸收一种波长的能量，并以更长的波长但能量更低的方式发射能量。

“任何发出荧光的分子都会发出光。如果我们激发荧光团，它可以将其能量转移到金属纳米粒子，如果粒子彼此足够接近，它们就会击落电子并产生电流，”萨哈解释道。这一原理可以推广到其他具有高光吸收能力的非荧光颗粒，例如叶绿素或叶黄素。除了提高面板的效率之外，这些分子的使用还将促进其回收利用。

研究人员的另一个主要目标是开发占地面积更小的太阳能电池板，因为可以用更小的尺寸产生相同的可再生能源。随着可再生能源变得越来越重要，有必要找到优化其占用的物理空间的方法。风能选择海上设施，而光伏发电则转向水库中的浮动设施。新的“植物”面板可以帮助每平方米获得更多的能量。 

对生物光伏能源的探索

当然，硅还有很长的寿命，因为这些基于植物分子的开发尚未达到商业或工业成熟度。然而，生物光伏研究正在开辟令人兴奋的可能性，例如这些基于活细菌的太阳能电池板。还有更激进的方法。最新的研究项目之一探索了植物，特别是多肉植物的发电潜力。

在最近发表在科学杂志 ACS Applied Materials & Interfaces 上的一篇论文中，一组研究人员提出了基于光合作用的活体“生物太阳能电池”的可能性。所有活细胞都会移动电子作为其生物过程的一部分。就植物而言，光合作用产生电子流，可用于为外部电路供电。

在这种情况下，科学家们将精力集中在一种被称为“冰植物”的多肉植物上。作为研究的一部分，他们将铁阳极和铂阴极插入其中一片叶子中，并设法产生 0.28V 的电流。虽然这是一个很小的电压，低于碱性电池的电压，但电流始终保持不变。从技术上讲，可以通过使用植物网络来增加这一天。

生物光伏的另一个例子是使用藻类菌落为微处理器供电。在实验中，剑桥大学的研究人员使用了能够进行光合作用的蓝绿藻，也称为蓝细菌。他们的系统在光照下能够为 ARM Cortex-M0+ 微处理器供电六个月。产生的电流虽小，但足以为偏远地区的物联网设备供电。