从以叶绿素为主的捕光系统到光反应中心，再加上10种辅助因子(如锰、铁、镁等)的共同作用，光合作用这个复杂且精巧的系统，把光转化成电，再转化为固定状态化学能，一气呵成。
利用光合作用造电池
近些年，科学家们开始尝试利用光合作用原理研制电池。比如将植物里的叶绿素提取出来，放到人工制备的膜里，光照时就会产生电。这就是叶绿素电池。
2004年，有报道说美国科学家已利用菠菜提取的蛋白质造出了叶绿素电池。他们从菠菜中分离出能够捕捉光的蛋白质，并且把它们放入两层导电材料之间。当有光照射到这个微型装置的时候，电流就产生了。
但是，这些蛋白质分子非常脆弱，当其被从天然环境中移走之后，常常无法继续工作。所以科学家把它们混合在一种叫做缩氨酸表面活性剂的很像肥皂的分子中。这些保护分子在这些产生能量的蛋白质周围形成一层保护膜，使其就像仍在植物环境之中。
蛋白质被放置在薄薄的金片上，附上一层导电的金属，顶层是导电的有机材料。当光照射在这个“假三明治”上，蛋白质就会释放电子，传到下一层的金属层形成电流。
专注于太阳能开发的美国加州理工学院的刘易斯教授指出，“我们希望设计出与绿叶光合作用尽可能相似的过程。”言下之意，就是要实现收集太阳光的功能，但其结构又要尽量简化。
2006年，澳大利亚悉尼大学的马克斯.克鲁斯雷教授科研组制造出了一个形状像足球的合成叶绿素分子，是一个由碳、氢、氮合成的高度分岔的纳米聚合体。粘附其上的是人工合成的色素卟啉(促成叶绿素进行光合作用必不可少的元素，位于镁离子的中心)。利用合成叶绿素，克鲁斯雷和他的科研组建造一个有机太阳能电池的雏形。希望最终能制造出比现有太阳能电池更有效的电池。因为绿叶能有效地将30%-40%的光能转变成电能。
克鲁斯雷说：“我们已经拥有了模仿光电设备或太阳能电池的主要成分。从长远来看，我们必须设法生产出一种能像薄薄的一层油漆那样，简单地涂抹在屋顶上的东西。”他表示，科研组还希望能制造出存储装置，用来代替以金属为基础的电池。
实际上，真正的叶绿素太阳能电池，因为“人造绿叶”的难度，目前仍处于研究阶段，但模仿光合作用原理的电池已经制造出来，这就是染料敏化电池。自从1991年瑞士洛桑高工(EPFL)M.Gratzel(迈克尔·格兰泽尔)教授领导的研究小组在该技术上取得突破以来，欧、美、日等发达国家已投入大量资金研发。
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