КПД даже самых дорогих многослойных фотоэлементов, используемых в солнечных батареях, пока не превышает 44%. Однако этот показатель можно значительно повысить, применив для передачи энергии фотона достижения квантовой механики. При решении данной проблемы научная группа во главе с Сетом Ллойдом (Seth Lloyd) из Массачусетского технологического института (США) решила использовать ДНК-содержащие вирусы.

Согласно задумке разработчиков, фотоэлементы будут поглощать солнечный свет, как это уже делают растения. В ходе эксперимента научная группа генетически модифицировала обычные вирусы таким образом, чтобы облегчить распространение экситонов вдоль двойной спирали ДНК.

Экситон представляет собой квазичастицу, состоящую из пары электрон – дырка (дырка – носитель положительного заряда в полупроводнике, представляющая собой не заполненное электроном место). Когда в солнечных батареях пропадают фотоны, там массово возникают экситоны, именно с их помощью энергия света преобразуется в электричество.

Измененные ДНК вирусов были расположены таким образом, что образовали что-то вроде микромостов между хромофорами – группами атомов, отвечающими за окраску того или иного вещества. Попадающие в них фотоны и порождают экситоны. Но будучи небольшими по размерам, хромофоры не передают экситоны на значительные расстояния или делают это с колоссальными потерями.

Благодаря организации ''вирусных мостов'' на базе модифицированного ДНК разработчикам удалось добиться более чем двукратного роста скорости распространения экситонов в экспериментальной установке. Максимальная дальность их путешествия в хромофорной сети также увеличилась примерно на 68%.

Сет Ллойд и его коллеги пытаются найти оптимальное решение по интеграции вирусной ДНК в солнечные батареи массового производства. Вышеописанный эксперимент является лишь подтверждением принципиальной возможности увеличения эффективности преобразования света в электричество с помощью генетически модифицированных вирусов. Это доказывает, что искусственным солнечным батареям, по крайней мере в теории, доступны квантовые механизмы, повышающие эффективность фотосинтеза в растениях.