Дослідники з Технологічного інституту Карлсруе (Karlsruhe Institute of Technology, KIT), працюючи спільно з вченими з Інституту Фріца Хабера (Fritz Haber Institute), Берлін, Німеччина, та університету Аальто (Aalto University), Гельсінкі, Фінляндія, зробили досить значний крок у напрямку реалізації технологій перетворення світла в енергію, яку можна використовувати на користь людям. Спільними зусиллями вчені вивчили формування та особливості пересування так званих поляритонів на поверхні окису цинку. Ці квазічастинки переміщаються по поверхні світлочутливого матеріалу, поки не досягають граничних областей, де їх енергія перетворюється в електричну або хімічну енергію.Процеси, що перетворюють енергію світла в енергію інших видів, можуть і поступово стають основою технологій, які будуть забезпечувати людство енергією в найближчому майбутньому. Протягом мільярдів років природа використовувала подібні процеси фотосинтезу, в результаті якого за допомогою світла синтезуються вуглеводні. Такі фотохімічні процеси і явища вже вивчені досить добре, проте тонкощі процесів, що лежать в основі процесу фотоелектричного перетворення світла в електрику, знаходяться ще за гранню нашого розуміння.»Перетворення енергії фотонів, частинок світла, в електричну енергію відбувається за кілька етапів», — пояснює професор Крістоф Велль (Christof Woll), керівник інституту Institute of Functional Interfaces (IFG), — «По-перше, світло поглинається на поверхні світлочутливого матеріалу. Під впливом енергії фотонів світла,- електрони покидають свої місця, залишаючи на своєму місці електронні дірки, з якими вони тут же утворюють квазічастинки, звані поляритонами. Ці поляритони існують лише дуже короткий час, переміщаючись до кордонів матеріалу, де вони розпадаються на електрони і дірки, які продовжують переміщатися далі вже самостійно. І подальша доля цих носіїв заряду вже залежить від природи використовуваного світлочутливого матеріалу.У більшості матеріалів електронні дірки є досить нестабільними утвореннями, і всіма силами прагнуть знову об’єднатися з вільними електронами. Але утворення більш стабільного поляритона, електронно-діркової пари, дозволяє переносити енергію з поверхні світлочутливого матеріалу, поки вона не буде перетворена в електричну або хімічну енергію.В експериментах, проведених вченими KIT, був використаний окис цинку, пластина світлочутливого матеріалу, встановлена усередині унікальної експериментальної установки Infrared reflection absorption spectroscopy (IRRAS). Можливості цієї установки дозволили отримати часову роздільну здатність на рівні 100 мілісекунд при спостереженнях процесів поглинання світла, формування, переміщення і перетворень поляритонів.»Це дуже важливе відкриття, яке було зроблено в 2015 році, році, який названий Міжнародним роком світлових технологій (International Year of Light and Light-based Technologies)» — розповідає професор Велль, — «Ми сподіваємося, що наші дослідження дозволять вченим глибше зрозуміти що відбуваються в світлочутливих матеріалах процеси, на основі чого будуть створені нові високоефективні пристрої перетворення сонячної енергії в електричну».