与光捕获天线耦合的人工光合反应中心

我们分析了一个人工光合系统中能量和电子转移的理论模型。该光合系统由一个分子三联体（即具有一个给体、一个光敏单元和一个受体）与四个辅助光捕获天线色素耦合而成。从天线到人工反应中心（分子三联体）的激发能转移在此通过Förster机制描述。我们考虑了辅助光捕获色素围绕反应中心的两种不同排列方式。第一种排列允许激发能从所有周围的色素直接转移到反应中心。第二种配置通过沿一条光捕获发色团链的级联机制传递能量，其中只有一个发色团与反应中心相连。乍一看，星形配置（所有天线直接与光敏中心耦合）似乎效率更高。然而，我们表明，与基于所有天线发色团和反应中心之间直接耦合的系统相比，使用级联能量转移的人工光合系统在更宽的波长范围内吸收光子，并将其能量转化为电能的效率更高。