พืชได้รับพลังงานของพวกเขาในแบบที่แตกต่างจากวิธีที่ผู้คนได้รับพลังงาน เมื่อมนุษย์ต้องการพลังงานเขากินอาหาร เมื่อพืชต้องการพลังงานมันจะใช้กระบวนการสังเคราะห์แสงเพื่อรับคาร์บอนไดออกไซด์จากสิ่งแวดล้อมและใช้แสงอาทิตย์ในการเปลี่ยนเป็นน้ำตาลซึ่งเป็นพลังงานประเภทหนึ่งที่จำเป็นต่อการดำรงชีวิต นักวิทยาศาสตร์ทำงานเพื่อจำลองกระบวนการสังเคราะห์แสงโดยพยายามควบคุมพลังงานของดวงอาทิตย์ด้วยวิธีการใหม่ที่มีประสิทธิภาพและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมและการวิจัยการสังเคราะห์ด้วยแสงได้ผลลัพธ์ที่น่าสนใจ
ความสามารถในการผลิตการสังเคราะห์ด้วยแสงสังเคราะห์ได้รับการประกาศครั้งแรกในปี 2000 แม้ว่าการวิจัยจะอยู่ในขั้นตอนการวางแผนมาก่อน นักวิจัยอาศัยผลของ Honda-Fujishima ซึ่งถูกค้นพบในปี 2496 และใช้ไทเทเนียมไดออกไซด์เป็นโฟโตแคทาลิสต์ photocatalyst เร่งกระบวนการที่เกี่ยวข้องกับแสงและในกรณีนี้พลังงาน
เนื่องจากความสนใจด้านวิทยาศาสตร์และธุรกิจในการสังเคราะห์ด้วยแสงสังเคราะห์และความต้องการผลิตภัณฑ์ใหม่ที่มีศักยภาพที่สามารถเกิดขึ้นได้นั้นเขตข้อมูลการวิจัยแบ่งออกเป็นสองด้าน สิ่งนี้ก่อให้เกิดผลลัพธ์ที่แตกต่างกันสองอย่าง: เซลล์เคมีชนิดแสงและเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดสีย้อมไวแสง แต่ละเซลล์ทำงานบนหลักการที่แตกต่างกัน แต่พยายามที่จะได้รับผลลัพธ์ที่เหมือนกัน: พลังงานสังเคราะห์แสงเทียมที่สามารถควบคุมและเก็บไว้ใช้ในภายหลังซึ่งจะลดการพึ่งพาโลกในแหล่งพลังงานที่ไม่สามารถทดแทนได้
โฟโตเคมีเซลล์เซลล์หรือที่เรียกว่า PECs ใช้กระแสไฟฟ้าของน้ำเพื่อสร้างไฮโดรเจนและออกซิเจนในกระบวนการที่เรียกว่าอิเล็กโทรไลซิส ไฟฟ้าสามารถถูกเก็บไว้ในไฮโดรเจนซึ่งเป็น“ ตัวพาพลังงาน” และสามารถใช้พลังงานได้ในภายหลังเช่นในแบตเตอรี่ มี PEC สองประเภทหนึ่งประเภทที่ใช้พื้นผิวเซมิคอนดักเตอร์เพื่อดูดซับพลังงานแสงอาทิตย์และช่วยแยกโมเลกุลของน้ำสำหรับการใช้พลังงาน สายพันธุ์อื่น ๆ ใช้โลหะที่ละลายเพื่อดึงพลังงานแสงอาทิตย์และเริ่มกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง ตัวเร่งปฏิกิริยาโลหะที่พบมากที่สุดสำหรับปฏิกิริยาประเภทนี้คือโคบอลต์และโรเดียม นักวิจัยจากสถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ (MIT) พบว่าโลหะเหล่านี้มีประสิทธิภาพสูงสุดสำหรับงานประเภทนี้
เซลล์ชนิดอื่นที่กำลังทำการวิจัยเซลล์แสงอาทิตย์สีย้อมไวแสงบางครั้งเรียกว่าเซลล์ Gratzel หรือเซลล์ Graetzel เช่นเดียวกับ PECs เซลล์สังเคราะห์แสงสีย้อมไวแสงใช้สารกึ่งตัวนำเพื่อรวบรวมพลังงานซึ่งโดยปกติจะเป็นซิลิกอน ในเซลล์ที่ไวต่อการย้อมสีเซมิคอนดักเตอร์จะใช้ในการขนส่งพลังงานที่เก็บรวบรวมและโฟโตอิเล็กตรอนหรืออนุภาคพลังงานถูกแยกและควบคุมโดยใช้สีพิเศษ เซลล์ Gratzel ได้รับการพิจารณาว่าเป็นรูปแบบการสังเคราะห์แสงที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดที่มีอยู่ในปัจจุบันเช่นเดียวกับต้นทุนการผลิตที่คุ้มค่าที่สุด ข้อเสียส่วนใหญ่เกิดจากความกังวลเกี่ยวกับอุณหภูมิที่เกี่ยวข้องกับสีย้อมของเหลวเนื่องจากสิ่งเหล่านี้สามารถตรึงที่อุณหภูมิต่ำกว่าและหยุดการผลิตพลังงานและขยายที่อุณหภูมิสูงขึ้นและแตก
การวิจัยยังคงดำเนินการในด้านการสังเคราะห์แสงโดยเฉพาะอย่างยิ่งในการค้นหาตัวเร่งปฏิกิริยาที่ดีขึ้นและกลไกการขนส่งพลังงาน แม้ว่าจะไม่ได้เป็นรูปแบบการผลิตพลังงานที่มีประสิทธิภาพมากที่สุด แต่ก็ยังมีความสนใจอย่างมากเนื่องจากยังมีศักยภาพในการผลิตสูงต้นทุนการผลิตต่ำและผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม หากการสังเคราะห์ด้วยแสงสังเคราะห์สามารถเข้าถึงได้และเชื่อถือได้การพึ่งพาโลกในเชื้อเพลิงฟอสซิลที่ไม่สามารถทดแทนได้จะลดลงอย่างมาก
