광합성은 남세균, 조류 및 녹색 식물에 의해 진화된 최초의 자연 과정 중 하나로서 태양 에너지와 이산화탄 소를 환원된 탄소 화합물 형태로 저장하는 동시에 물을 산소로 산화시킨다. 오늘날 존재하는 모든 생명체의 근간인 광합성으로부터 태양 에너지를 전기 에너지로 변환하는 연구는 환경 친화적인 재생 에너지 기술로 각광받고 있다. 광합성 에너지 변환은 광-생체전기화학 전지에서 광시스템 및 광합성 유기체를 이용한 직접 전기 생성 또는 연료 생 산 등 다양한 현대 기술과의 접목을 통해 효율을 높이고 있다. 저차원 나노 물질을 활용한 광자 흡수 향상 및 전극으로 의 효율적인 광합성 전자 이동 연구나 광합성 전자전달계와 수소화효소의 결합을 통한 수소생산 연구 등 많은 발전이 있었다. 본 기고문에서는 세포 소기관 또는 전세포와 전극의 전기화학적 계면 엔지니어링 연구 및 생물학적 대사를 활용한 연료 생산 연구에 기반 하여 광합성계를 활용한 태양 에너지 변환 연구 동향에 대해 소개하고자 한다.