Mycket återstår att lära om hur laddning rör sig längs molekylerna som utgör materiallagren i solceller. Dessa detaljer har förblivit dolda på grund av utmaningarna med direkt, realtidsobservation av elektronernas rörelse och deras hål vid gränssnitt där två solcellsmaterial möts. Med ultrahöga extrema ultravioletta pulser, forskare såg hur hål injicerades över gränssnittsmaterialen som finns i hybridperovskitsolceller. Utbrott av extremt ultraviolett ljus varade bara femtosekunder. Utbrott möjliggjorde ultrasnabb, elementspecifika mätningar. Experimenten avslöjade vilka tillstånd i nickelatomen som är de primära hålacceptorerna.

Att lära sig hur laddning rör sig i materiallagren i solceller kan avslöja saknade designparametrar. Dessa parametrar kan låta forskare styra hur laddning rör sig inuti solpaneler eller lysdioder, inklusive framtida konstruktioner baserade på nya material.

Detaljerad kunskap om laddning i realtid i solcellsmaterial kan hjälpa forskare och ingenjörer att designa bättre solceller. Här, forskare måste hantera både elektroner och de hål som finns kvar. Specifikt, de behöver ett sätt att samla och flytta elektronhål, de platser där elektroner kan vara men inte är. Men det är ett problem.

Yttillstånden för oxidmaterial som underlättar hålöverföring är svåra att studera eftersom det är svårt att sondera direkt mellan lager av material, och laddningsdynamiken är extremt snabb, vilket gör det svårt att följa dem i realtid. Forskare utarbetade ett nytt sätt att undersöka laddtransport inom skiktade material. Deras nya tillvägagångssätt låter dem se i realtid hur hål bildas och hur de resulterande elektronerna rör sig, och de demonstrerade metoden genom att karakterisera gränssnittet som bildades med nickeloxid ovanpå järnoxid. Metoden använder extrem ultraviolett reflektionsabsorptionsspektroskopi med små skurar av extremt ultraviolett ljus endast med några få femtosekunder.

De korta utbrotten möjliggör realtidsmätning av elektrondynamik, och burst-energin möjliggör elementspecifika mätningar inom skiktade material. De fann att en övergående nickeljon (Ni ₃ ⁺ ) bildas efter solljus upphetsar det underliggande järnoxidskiktet. Detta berättar för forskarna hur hålen i nickeloxiden fungerar. Dessutom, teamets arbete visade att hål injiceras i nickeloxidskiktet via en tvåstegsprocess som börjar med en snabb, fältdriven exciton (elektronhålspar) dissociation i järnskiktet. Med denna forskning, forskare avslöjade den kemiska karaktären hos hålacceptortillståndet i nickeloxid. Också, de visade hur excitondissociation och gränssnittshålöverföring sker vid gränssnittet mellan nickeloxid och järnoxid, ett modellgränssnitt.