Er moet nog veel worden geleerd over hoe lading beweegt langs de moleculen die de materiaallagen in zonnecellen vormen. Deze details zijn verborgen gebleven vanwege de uitdagingen van directe, real-time observatie van beweging van elektronen en hun gaten op grensvlakken waar twee zonnecelmaterialen elkaar ontmoeten. Met behulp van ultrasnelle extreem ultraviolette pulsen, onderzoekers keken toe hoe gaten werden geïnjecteerd in de interfacematerialen die werden aangetroffen in hybride perovskiet-zonnecellen. De uitbarstingen van extreem ultraviolet licht duurden slechts femtoseconden. De uitbarstingen maakten ultrasnelle, elementspecifieke metingen. De experimenten onthulden welke toestanden van het nikkelatoom de primaire gatacceptoren zijn.

Leren hoe lading beweegt in de materiaallagen van zonnecellen zou ontbrekende ontwerpparameters kunnen onthullen. Met deze parameters kunnen wetenschappers bepalen hoe lading zich in zonnepanelen of LED's beweegt, inclusief toekomstige ontwerpen op basis van nieuwe materialen.

Gedetailleerde kennis van realtime beweging van lading in zonnecelmaterialen zou wetenschappers en ingenieurs kunnen helpen bij het ontwerpen van betere zonnecellen. Hier, wetenschappers moeten zowel elektronen als de gaten die achterblijven beheren. specifiek, ze hebben een manier nodig om elektronengaten te verzamelen en te verplaatsen, de plekken waar elektronen zouden kunnen zijn maar niet zijn. Maar er is een probleem.

De oppervlaktetoestanden van oxidematerialen die de overdracht van gaten vergemakkelijken, zijn moeilijk te bestuderen omdat het moeilijk is om rechtstreeks tussen materiaallagen te tasten, en de laaddynamiek is extreem snel, waardoor het moeilijk is om ze in realtime te volgen. Onderzoekers bedachten een nieuwe manier om ladingstransport in gelaagde materialen te onderzoeken. Dankzij hun nieuwe aanpak konden ze in realtime kijken hoe gaten zich vormen en hoe de resulterende elektronen bewegen. en ze demonstreerden de methode door de interface gevormd met nikkeloxide bovenop ijzeroxide te karakteriseren. De methode maakt gebruik van extreem ultraviolette reflectie-absorptiespectroscopie met behulp van kleine uitbarstingen van extreem ultraviolet licht van slechts enkele femtoseconden.

De korte bursts maken realtime meting van de elektronendynamica mogelijk, en de burst-energie maakt elementspecifieke metingen in gelaagde materialen mogelijk. Ze ontdekten dat een voorbijgaand nikkelion (Ni ₃ ⁺ ) vormt zich nadat zonlicht de onderliggende ijzeroxidelaag prikkelt. Dit vertelt de onderzoekers hoe de gaten in het nikkeloxide werken. In aanvulling, het werk van het team toonde aan dat gaten in de nikkeloxidelaag worden geïnjecteerd via een proces in twee stappen, beginnend met een snelle, veldgestuurde exciton (elektron-gat-paar) dissociatie in de ijzerlaag. Met dit onderzoek, wetenschappers onthulden de chemische aard van de gatacceptortoestand in nikkeloxide. Ook, ze lieten zien hoe excitondissociatie en grensvlakgatoverdracht plaatsvinden op het grensvlak van nikkeloxide en ijzeroxide, een modelinterface.