Foile sunt celule solare foarte eficiente care pot transforma până la 40% din lumina primită în energie chimică, adică mult mai eficiente decât celulele solare convenționale pe bază de siliciu, care au o eficiență de aproximativ 15%.
În timpul primei faze a fotosintezei, lumina soarelui este absorbită și transformată în energie chimică stocată sub formă de molecule de adenozin trifosfat (ATP). Aceste reacții au loc la nivelul moleculelor de clorofilă care se află în membranele tilacoide, în interiorul cloroplastelor celulelor vegetale.
Cercetătorii de la Universitatea din Sydney din Australia au sintetizat molecule de tip clorofilă care sunt capabile să transforme lumina în energie electrică, adică să reproducă prima fază a fotosintezei. Structura moleculară a clorofilei naturale constă dintr-un inel porfirinic care conține azot, care conține un ion de magneziu în centrul său. Replicile sintetice includ mai mult de o sută de porfirine grupate în jurul unei molecule asemănătoare unui copac pentru a imita structura sistemelor fotosintetice naturale.
Testele au arătat că conversia luminii în energie electrică este cea mai eficientă atunci când moleculele sintetice nu sunt prea mari. Cele mai bune rezultate se obțin cu molecule a căror dimensiune este egală cu aproximativ jumătate din lungimea de undă a luminii absorbite, adică între 300 și 800 nanometri în cazul luminii vizibile.
Integrarea unor astfel de structuri în celulele solare fotovoltaice va îmbunătăți eficiența acestora. Echipa lucrează acum la realizarea de celule prototip care încorporează moleculele sintetice înainte de a se lansa în producția comercială de panouri solare în colaborare cu Universitatea Osaka din Japonia.