太阳能技术利用太阳能电池将阳光转化为电能或可储存的燃料，在寻求化石燃料能源替代品的世界中正变得越来越流行。
点缀在当今屋顶和空地上的深蓝色太阳能电池板主要由硅组成，硅是一种经过测试的半导体材料。然而，硅光伏技术有其局限性，它从太阳光中吸收的能量中有 40% 会以热能的形式损失掉。科罗拉多州立大学的研究人员正在研究提高太阳能发电量的全新方法，并为该行业提供更多可供探索的选择。
CSU 化学家建议用一种叫做二硫化钼的天然物质而不是硅来制造太阳能电池。
研究人员使用光电化学和光谱技术的新型组合进行了实验，以证明极薄的二硫化钼薄膜表现出无与伦比的载流子特性，有朝一日可以大大提高太阳能技术。
雷切尔奥斯汀，博士 化学专业的学生和博士后研究员 Yusef Farah 进行了这项研究。Austin 在化学系副教授 Justin Sambur 和同系副教授 Amber Krummel 的实验室共同工作。Farah 作为博士生在 Krummel 的实验室工作。
研究结果发表在美国国家科学院院刊上。
Sambur 在使用纳米级材料进行太阳能转换方面的专业知识与 Krummel 在超快激光光谱学方面的知识相结合，可以更好地了解不同材料的结构和功能。
根据 Austin 的说法，Sambur 的实验室开始对硫化钼作为一种潜在的替代太阳能材料感兴趣，这是基于对其光吸收能力的初步研究，即使只有三个原子厚。
他们求助于 Krummel，他的实验室配备了尖端的超快泵浦探针瞬态吸收光谱仪，能够测量单个电子在激光脉冲刺激下的连续能量状态。
使用这种专用设备进行的实验可以显示电荷如何在系统中流动。奥斯汀用硫化钼的单原子层建造了一个光电化学电池。她和 Farah 使用泵浦探测激光器跟踪电子穿过材料时的冷却情况。
他们发现了惊人有效的光能转换。更重要的是，激光光谱学研究使他们能够证明为什么可以实现如此高效的转换。
他们发现该材料的晶体结构使其能够收集和利用所谓的热载流子的能量，这些热载流子是在暴露于足够的可见光下时迅速从基态激发的高能电子。
Austin 和 Farah 发现来自这些加热载流子的能量直接转化为光电流，而不是在他们的光电化学电池中作为热量散失。这种热载流子提取现象在标准硅太阳能电池中不存在。
该项目是与科罗拉多大学博尔德分校的 Andrés Montoya-Castillo 教授和 Thomas Sayer 博士的合作，他们贡献了理论化学和计算模型以更好地澄清和确定实验数据。
这些发现为科学家和工程师提供了一条新的调查路线，以探索未来太阳能技术的新方法。美国能源部基础能源科学办公室资助了这项研究。
