Thực vật đã phát triển quá trình quang hợp trong hàng triệu năm để chuyển đổi nước, carbon dioxide (CO2), năng lượng ánh sáng Mặt trời thành sinh khối thực vật và các loại thực phẩm mà chúng ta ăn hằng ngày. Tuy nhiên quá trình này rất kém hiệu quả, với khoảng 1% năng lượng ánh sáng Mặt trời được cây sử dụng.