In der Natur produzieren Pflanzen Kohlenhydrate und Sauerstoff aus Wasser und Kohlendioxid durch Sonnenlicht.
Das künstliche Blatt dagegen produziert Wasserstoff aus Wasser durch Sonnenlicht und ist aus mehreren Schichten aufgebaut. Dabei werden zunächst Elektronen durch Lichtenergie aus der Photoanode angeregt, sodass diese zur Kathode wandern. Die Abwesenheit dieser Elektronen regt die Bindungselektronen des Wasserstoffs im Wasser an, sich abzuspalten, sodass das gesamte Wassermolekül in Sauerstoff, Protonen und Elektronen zerfällt. Die Protonen wandern durch die Membran zur Kathode, wo sie sich mit Elektronen zu Wasserstoff verbinden. Der Sauerstoffmoleküle entstehen dagegen an der Anode.
Durch ihren simplen Aufbau kann diese Solarzelle überall nur mit Wasser und Sonnenlicht Wasserstoff erzeugen. Da kein Strom für Elektrolyse verwendet werden muss, ist der so erzeugte Wasserstoff zusätzlich sehr günstig.
