Sheets zijn zeer efficiënte zonnecellen die tot 40% van het ontvangen licht kunnen omzetten in chemische energie, wat veel efficiënter is dan conventionele zonnecellen op siliciumbasis die een efficiëntie hebben van ongeveer 15%.
In de eerste fase van fotosynthese wordt zonlicht geabsorbeerd en omgezet in opgeslagen chemische energie in de vorm van adenosinetrifosfaat (ATP) moleculen. Deze reacties vinden plaats op het niveau van chlorofylmoleculen die zich in de membranen van thylakoïden bevinden, in de chloroplasten van plantencellen.
Onderzoekers van de Universiteit van Sydney in Australië hebben moleculen van het chlorofyltype gesynthetiseerd die licht in elektrische energie kunnen omzetten, dat wil zeggen om de eerste fase van fotosynthese te reproduceren. De moleculaire structuur van natuurlijk chlorofyl bestaat uit een stikstofhoudende porfyrinering met een magnesiumion in het midden. Synthetische replica's hebben meer dan honderd porfyrines gegroepeerd rond een boommolecuul om de structuur van natuurlijke fotosynthetische systemen na te bootsen.
Tests hebben aangetoond dat de omzetting van licht in elektrische energie efficiënter verloopt als de synthetische moleculen niet te groot zijn. De beste resultaten worden verkregen met moleculen waarvan de grootte ongeveer de helft is van de golflengte van het geabsorbeerde licht, dat wil zeggen tussen 300 en 800 nanometer in het geval van zichtbaar licht.
De integratie van dergelijke structuren in fotovoltaïsche zonnecellen zal hun efficiëntie verbeteren. Het team werkt nu aan het maken van prototypes van cellen waarin de synthetische moleculen zijn verwerkt, voordat het begint met de commerciële productie van zonnepanelen in samenwerking met Osaka University in Japan.