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幾十億年來，植物一直在使用一種綠色色素來捕獲陽光，將其轉化為電子流，並將能量儲存在大型有機分子（也稱為食物）的化學鍵中。鑑於這種成功的歷史，瑞士洛桑聯邦理工學院的化學家邁克爾·格雷策爾和他的同事們在著手構建更好的太陽能電池時，轉向了一種形狀和顏色都與葉綠素相似的化合物。
格雷策爾的研究可能是可以發電的有色窗戶的先驅——這一進步可能導致整棟建築物發電，而不僅僅是屋頂。在11月4日出版的《科學》雜誌上發表的一篇論文中，格雷策爾和他的同事概述了他們為使這種染料敏化太陽能電池在市場上更普及而採取的兩大步驟：他們提高了效率並降低了電池的成本。
染料敏化太陽能電池，因其能夠吸收陽光的彩色分子而得名，其製造成本可能比其他型別的電池更低。但研究人員和製造商 раньше 在染料中使用了稀有且昂貴的金屬釕，並且在格雷策爾 1991 年發明的電池中僅實現了低電壓。格雷策爾的團隊發現，一種含鋅化合物，是被稱為卟啉的一類分子的一部分，例如葉綠素或使血液呈紅色的血紅蛋白中的含鐵血紅素，可以更好地吸收陽光。與另一種染料結合使用，並與用於傳導電子的鈷基液體結合使用，新型電池既便宜又高效。
事實上，新型電池可以將吸收的可見光譜中略高於 12% 的陽光轉化為電流，並且電壓高於以前的同類電池。研究人員表示，透過調整染料以幫助它們吸收紅外光，他們可能會實現 15% 的效率。這更接近於由高純度矽製成的太陽能電池，後者可以轉換大約 20% 的入射陽光。
研究團隊在發給大眾科學的電子郵件中表示：“[其]主要優點是重量輕、柔韌性好，以及透明度和用於建築整合光伏玻璃面板的多色選項”（想想：窗戶中也有發電功能的彩色玻璃）。“新型電池的最終生產成本將大大低於傳統裝置。”
然而，還有其他競爭者爭奪內置於建築物本身的光伏裝置的角色。塑膠太陽能電池或有機光伏電池不需要任何液體（此電池中用於傳導電子的鈷基液體需要高揮發性溶劑），並且可以使用現有機器輕鬆製造。布魯克海文國家實驗室的環境工程師 Vasilis Fthenakis 和 Annick Anctil 在一封發給大眾科學的電子郵件中寫道，這種有機光伏電池“更穩定，可能更容易製造”，他們沒有參與這項研究。
然而，染料敏化電池的優勢在於效率。塑膠電池和染料敏化電池通常都依賴相同的分子來吸收光，但是，一旦吸收了光子，與競爭對手不同，染料敏化電池幾乎可以將所有光子轉化為電能。此外，這種太陽能電池在弱光下工作得更好——就像植物在陰天散射的光線或森林的陰影中茁壯成長一樣——在這些條件下，它們可以比其他光伏器件更有效地吸收更多的入射陽光。這意味著染料敏化設計可能會在陽光不太強烈的地方和時間找到用途。斯坦福大學的材料科學家邁克爾·麥克吉說：“它們在中午可能表現不佳，但它們在一天中早些時候和晚些時候可以表現更好。因此，效能差距可能沒有看起來那麼大。”
互動製作：Krista Fuentes。歐柏林學院光伏陣列照片由 Robb Williamson 提供