Фотоэлектрохимические элементы используют полупроводниковые электроды для того, чтобы напрямую преобразовывать солнечную энергию в химическое топливо. Полупроводниковые переходы имеют критическое значения для этих устройств, а динамика носителей заряда — разделение и рекомбинация зарядов в таких переходах — представляют главный фактор, определяющий производительность фотоэлектрохимической ячейки.

Оказавшуюся очень трудоемкой задачу измерения потока зарядов через электродные интерфейсы удалось успешно решить сотрудникам лаборатории NREL (National Renewable Energy Laboratory). Они сконструировали быстродействующий датчик-зонд, использующий для определения динамики носителей принцип равновесия электрохимического потенциала в полупроводниковом переходе.

Мониторинг электрических полей, связанных с интерфейсным переносом заряда, осуществлялся с помощью инновационной техники спектроскопии. Эти поля индуцируются потоком зарядов и создают колебательную модуляцию отражательной способности исследуемого интерфейса. Это позволяет детектировать поля экспериментально, посредством эффекта Франца-Келдыша.

Таким образом можно регистрировать не только интенсивность, но и динамику перемещения зарядов через поверхность раздела двух материалов. Участники эксперимента применили свой метод для изучения механизма реакций производства топлива, протекающих на интерфейсе GaInP₂/TiO₂.