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Die Natur hat Elektrizität erzeugende Solarzellen in grünen Pflanzen für die Photosynthese entwickelt. Sie mussten aus leicht verfügbaren Materialien bestehen, die bei Umgebungstemperatur herzustellen sind. Kinetische Solarzellen erfüllen diese Kriterien.
Kinetische Solarzellen funktionieren nicht wie Silizium-Solarzellen, die einen thermodynamischen Potentialgradienten (ein elektrisches Feld im p/n-Übergang) aufrechterhalten müssen, um Ladungen zu trennen und Strom zu erzeugen. Sie setzen Moleküle und Materialien ein, die den Strom gleichrichten, sodass die Elektronen nur in eine Richtung fließen können. Bereits vor über zwei Milliarden Jahren hat die Natur eine solche Strategie bei der Photosynthese umgesetzt. Farbstoffsolarzellen, wie z.B. Polymersolarzellen, funktionieren im Wesentlichen nach diesem Prinzip. Ich habe den Mechanismus solcher Zellen vom fundamentalen Prinzip der kleinsten Wirkung abgeleitet (Ref. 426).
Die Formel zeigt, dass die Energieausbeute solcher Solarzellen umso größer ist, je effektiver die Gleichrichtung des Elektronenflusses funktioniert. Es besteht ein großes Potential für die weitere Entwicklungen in biomimetischer Richtung.