直接从太阳直接获取能量的生物发电站中最小的构件是微型反应堆，周围是收集器，这些收集器捕获光子并将其转发到中心。组件的结构和相互作用之间的紧密关联提高了生产率，国际研究人员团队正在使用该策略来提高太阳能技术的效率。弗兰德里克-纽伦堡大学(FAU)的物理化学I主席正在该领域进行研究，最新结果已发表在《自然化学》杂志上。
绿色植物，藻类和一些细菌利用阳光转化能量。叶绿素中的色素吸收电磁辐射，从而诱发电子发生化学反应。这些反应发生在复杂的蛋白质结构的核中，被专家称为光系统I和II。这些光系统中发生的过程是由催化剂按一定顺序诱发的。第一步，氧气从水中释放出来。以下反应制备了不需要进一步能源的碳水化合物的生产。
光系统的反应中心被分组为固结复合物的吸光颜料包围。这些天线增加了光线照射和扩展可用波长光谱的可用面积，这是实现良好能量平衡的两个先决条件。每个反应堆堆芯都被大约30个天线包围。科学家进行的实验离复制自然的复杂性还很远。通常，可以达到的最佳比例为1：1：一种吸光分子与一种用于氧化水的催化剂结合在一起。
由Dirk Guldi教授及其前雇员Konstantin Dirian博士领导的一组研究人员希望通过基于光系统II中结构与功能之间的相关性的合成模块来革新太阳能技术。在新开发的系统中，吸光晶体(例如已经用于LED，晶体管和太阳能电池的吸光晶体)围绕着水氧化催化剂层成六边形蜂窝状网络，中间有四个钌金属原子。当以相当简化的方式示出时，由具有共同的长轴的两个部件组成的紧凑，稳定的单元让人想起圆柱形电池。在自组装化学过程中，此类“微型电站”会产生二维板条。就像蛋糕中的层
这并不是自然光系统中理想布置的完全精确再现，但是原理是相同的。具有蜂窝状形状的五个大分子具有捕获光的能力，在每个反应堆堆芯周围形成了一个外皮，这表明这些小型发电站在收集太阳能方面非常有效且成功。它们的效率超过40%，损失极小。也可以使用植物反射的来自光谱绿色部分的波长。这些研究结果使人们希望太阳能技术有一天能够像自然界一样有效地利用太阳的能量。