Sensibiliserade solceller som består av en molekylär eller solid-state sensibilisator som tjänar till att samla ljus och injicera en elektron i ett substrat som gynnar deras migration är bland de mest studerade solcellssystem för närvarande. Trots dess betydelse för att bestämma potentialen hos en solcellsanordning, nuvarande metoder för att övervaka gränsytelektronöverföringen förblir tvetydiga. Nu, använder djupa ultravioletta kontinuumpulser, EPFL-forskare har utvecklat en substratspecifik metod för att detektera elektronöverföring. Verket publiceras i Journal of the American Chemical Society .

Arbetet utfördes av Majed Cherguis labb vid EPFL, som är specialiserad på ultrasnabb spektroskopi. Gruppen fokuserade på två typer av färgsensibiliserade solomvandlingssystem:ett baserat på titandioxid, den andra på zinkoxidnanopartiklar, som båda tillhör kategorin övergångsmetalloxid (TMO)-substrat. Dessa TMO kännetecknas av specifika absorptionsband, som är systemets fingeravtryck och beror på neutrala elektron-hålpar, kallas exciton.

EPFL-teamet syftade till att övervinna begränsningarna hos nuvarande metoder för att mäta elektronöverföring, som alla använder ljus i de synliga-till-terahertz-frekvenser (våglängder runt 400 – 30000 nm). Dock, detta tillvägagångssätt är känsligt för bärare som förblir fria i TMO-substratet. De är därför ospecifika för typen av substrat och kan inte utvidgas till den nya generationen av solid-state-sensibiliserade solceller (som de som använder perovskiter som sensibilisatorer).

Istället, forskarna vid EPFL använde djup-ultravioletta (260-380 nm våglängd) kontinuumpulser för att undersöka TMO-substraten i området för deras excitoniska övergångar och detektera elektronöverföring, via deras svar. Detta öppnar en väg till studiet av sensibiliserade celler i fast tillstånd, eftersom det finns hopp om att substratets respons kommer att särskiljas från sensibilisatorns.