太阳能微生物燃料电池(SMFC)是基于非半导体的系统，通过使用密封于燃料电池中的微生物消耗反应物来产生电力，其反应物(葡萄糖和氧)则由另一组微生物通过光合作用固定二氧化碳和水在燃料电池内部再生。这种相互依赖的共生关系，使得电池可以在日光下长时间发电，长达几千小时，而不需补充微生物燃料电池反应物。

据外国媒体报道，NRL生物分子科学和工程中心已经获得了美国关于完全由太阳能和微生物驱动的自组装、自修复且独立的微生物光电化学太阳能电池的专利。生物/分子科学与工程中心研究化学家Lenny Tender博士表示，自然光合系统，如树木和藻类由于自我修复，从而高度耐用;团队将光合生物与自组装和自我维持的微生物燃料电池(BMFC)结合起来，以实现耐用的光电化学太阳能电池。

BMFC通过下侧水中的氧(氧化剂)氧化存在于沉积物孔隙的有机物质(燃料)产生电力，并且通过外部电路连接到位于上侧水中的阴极，其中，阳极由海洋沉积物组成。与开放的基于海洋的BMFC发电机不同，SMFC设备不需要来自沉积物和海水的持续流动来保持发电，而是循环利用封装在单元内的有机物质来再生反应物。

当二氧化碳积聚和上侧水中的氧气消耗时，在较浅的沿海环境中获得的微生物得以加速繁殖，这些生物使用太阳能将电极产品转化为葡萄糖和氧气，这可以在电极反应中被重新利用。

SMFC将能量储存与电力输出相结合，当阳光充足时，光合作用将导致燃料和氧化剂的产生，其中一些可以立即用于产生电力，而当没有太阳时，剩余部分积累用于以后使用。这一理想过程，无需电容器或电池存储设备。

SMFC可以串联组成电堆以增加电压，并且可以为当前使用常规光伏电源的任何设备供电。但是，还需进一步解决限制因素以完成商业化。