با وجود پيشرفت‌ در سلول‌هاي خورشيدي سيليكوني، اين سلول‌ها كه از نور خورشيد براي توليد برق بهره مي‌برند، در پايان دوره بهره‌برداري با چالش‌هاي مهمي همچون‌ بازيافت و تبديل به پسماندهاي الكترونيك مواجه هستند. ازين رو سلول‌هاي خورشيدي بيولوژيك، با الهام از فرآيندهاي طبيعي فتوسنتز در ساختارهاي گياهي ميتوانند به گونهاي طراحي شوند، كه بر اين مشكل فايق آيند. سلول‌هاي بيوسولار، داراي سيستم‌هايي بهينه شده شامل ميكروارگانيسم‌ها، الكترودهاي آند و كاتد، و غشاهاي نيمه‌تراوا هستند كه با استفاده از محلول‌هاي آنوليت و كاتوليت عمل مي‌كنند.در اين اختراع، يك سلول بيوفتوولتائيك (BPV) تك‌محفظه‌اي با كارايي توليد توان از فتوسنتز طراحي و ساخته شده است كه مي تواند علاوه بر تبديل مستقيم انرژي خورشيدي به الكتريسيته، همزمان دي‌اكسيد كربن را تثبيت كند. مشكل فني اصلي در اين حوزه، راندمان پايين انتقال الكترون از ميكروارگانيسم به الكترود است. راه حل ارائه شده در اين اختراع، استفاده از يك سيستم يكپارچه شامل ميكروارگانيسم Synechocystis sp. PCC 6803، آند نمد كربني اصلاح شده با گرافن، و يك فرمولاسيون شيميايي سه جزئي بهينه‌سازي شده است. اين فرمولاسيون شامل ريبوفلاوين (µM 47.2)، ويتامين K2 (µM 33.6) و نانوذرات اكسيد منيزيم (µM 40) مي‌باشد كه اثر زوجي اين پارامترها بر افزايش راندمان سلولو به روش سطح پاسخ (RSM) آناليز شده‌است. نتايج حاصل از اناليز عملكرد سلول ساخته شده نشان ميدهد درحاليكه نانوذرات MgO اتصال بيوفيلم به الكترود را تقويت ميكند، ويتامين K2 انتقال الكترون در غشا را تسريع ميبخشد و ريبوفلاوين به عنوان شاتل در الكتروليت عمل مي‌نمايد. همچنين نتايج تست سلول نشان مي‌دهد كه اين تركيب هم‌افزا منجر به دستيابي به چگالي توان 113.81 ميكرووات بر متر مربع با افزايش 392.7 درصدي نسبت به حالت پايه و ولتاژ مدار باز 168.19 ميلي‌ولت شده است. همچنين سيستم در يك دوره 30 روزه پايدار بوده و نرخ تثبيت دي اكسيد كربن معادل 5.71 ميلي‌مول بر ليتر در روز ميباشد. اين فناوري راهكاري نوين براي تأمين انرژي پايدار در كاربردهاي كم‌توان و مقابله با انتشار گازهاي گلخانه‌اي ارائه مي‌دهد.