Les cellules solaires sensibilisées constituées d'un sensibilisateur moléculaire ou à l'état solide qui sert à collecter la lumière et à injecter un électron dans un substrat qui favorise leur migration sont parmi les systèmes photovoltaïques les plus étudiés à l'heure actuelle. Malgré son importance dans la détermination du potentiel d'un dispositif photovoltaïque, les méthodes actuelles de contrôle du transfert électronique interfacial restent ambiguës. Maintenant, en utilisant des impulsions continues dans l'ultraviolet profond, Des scientifiques de l'EPFL ont développé une méthode spécifique au substrat pour détecter le transfert d'électrons. L'ouvrage est publié dans le Journal de l'American Chemical Society .

Le travail a été réalisé par le laboratoire de Majed Chergui à l'EPFL, spécialisée dans la spectroscopie ultrarapide. Le groupe s'est concentré sur deux types de systèmes de conversion solaire à colorant :l'un à base de dioxyde de titane, l'autre sur les nanoparticules d'oxyde de zinc, qui appartiennent tous deux à la catégorie des substrats d'oxyde de métal de transition (TMO). Ces TMO sont caractérisés par des bandes d'absorption spécifiques, qui sont des empreintes digitales du système et sont dues à des paires neutres électron-trou, appelé un exciton.

L'équipe de l'EPFL visait à dépasser les limites des méthodes actuelles de mesure du transfert d'électrons, qui utilisent tous la lumière dans les fréquences du visible au térahertz (longueurs d'onde d'environ 400 à 30 000 nm). Cependant, cette approche est sensible aux porteurs qui restent libres dans le substrat TMO. Ils sont donc peu spécifiques au type de substrat et ne peuvent être étendus à la nouvelle génération de cellules solaires sensibilisées à l'état solide (comme celles utilisant les pérovskites comme sensibilisateurs).

Au lieu, les chercheurs de l'EPFL ont utilisé des impulsions continues dans l'ultraviolet profond (260-380 nm de longueur d'onde) pour sonder les substrats TMO dans la région de leurs transitions excitoniques et détecter le transfert d'électrons, via leur réponse. Cela ouvre une voie à l'étude des cellules sensibilisées à l'état solide, car on espère que la réponse du substrat sera distinguée de celle du sensibilisateur.