太阳光转化为燃料的前景广阔，因而钛酸锶(SrTiO3)受到了广泛的研究。但问题的焦点在于电子受光后进行工作所需的光学带隙或能量。在紫外线照射下，带隙为3.2eV。太平洋西北国家实验室的科学家把带隙置于可见光区内，使其缩短到2.3eV。而这多亏了一项新技术——这项新技术利用相同浓度的镧和铬添加剂或掺杂物制造出外延钛酸锶薄膜。外延膜是通过依次把单个分子置于晶体层的晶体表面的方法制备出的理想材料。并且可以通过添加元素来减少带隙，且同时不会造成任何不良的缺陷。
钛酸锶及其它钛氧化物可以利用可见光将水分解为氢分子和氧分子，成为性能优异的备选材料。这些材料因具有电子传导带，或可供工作的电子能级跃迁构造，以及水解所需的反应能量等优异特性而令人振奋。光学带隙的存在意味着具有最丰富太阳光谱的可见光并不够充足，而这项研究表明钛酸锶材料可以吸收可见光，这为借助此种材料进行太阳能水解创造了新机会。此外，这项研究使太阳能氧化物电池开发成为可能。
Ryan Comes博士，Scott Chambers博士和太平洋西北国家实验室和阿贡国家实验室的研究人员经过努力，开发出了一种制备外延钛酸锶薄膜的新技术。即利用氧气辅助分子束将外延Sr1-xLaxTi1-xCrxO3掺杂薄膜外延沉积在钛酸锶基板上。钛酸锶中的铬掺杂物能与光进行强烈的相互作用，从而提高钛酸锶辅助太阳能水解产生氢气的程度。同样，钛酸锶中缺少镧掺杂，就会形成氧空位，困住电子，降低性能。所以，研究人员通过调配两种掺杂元素的浓度，进而制备出没有氧空位缺陷的优良材料。
这种薄膜对多种技术进行了综合运用，包括原位X射线光电子能谱法、扫描透射电子显微术、电子能量损失能谱法、原子力显微技术以及太平洋西北国家实验室的光透射谱法。
通过与阿贡国家实验室先进光子源部的Steve Heald博士合作，该团队还利用X射线吸收精细结构测量对铬掺杂物的氧化状况和结构环境进行了探究。这些测量证实了共掺杂技术会产生完全符合预期的Cr3+氧化状态，同时也得出了令人惊讶的结果，那就是镧共掺杂物会侵占与铬离子直接相邻的晶格间隙。
首席理论家Peter Sushko博士通过密度泛函理论演算来模拟薄膜的生长过程，表明镧离子和铬离子生长期间很容易在膜表面发生扩散，直到二者在膜表面互相结合为止。这些扩散的离子在相邻的区域一同嵌入晶格，正应了所观测的实验结果。有趣的是，这种现象并不会出现于块状堆积的材料中，因为这种现象是外延生长过程中原子叠层生长所特有的。
该团队的工作仍在继续推进中，探索共掺杂技术在太阳能水解薄膜以及铁电太阳能光电板方面的应用。并且他们渴望探索其它一些可能有实用光学性质的掺杂剂组合。这些材料可能包括将两个镧离子与单个铁离子或镍离子掺杂，来稳定晶格中的离子，以便进一步减少带隙。通过开发出这些具有不同光学带隙的掺杂材料库，研究人员极有可能设计出高效吸收可见光的多界面太阳能电池。这些材料可以替代如今普遍用于太阳能电池中的那些高价有害材料。
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