随着超快激光技术的不断发展，时间分辨光谱技术已成为研究太阳能转化与利用领域中超快时间尺度下微观光物理机制的重要工具。瞬态吸收光谱(Transient Absorption Spectroscopy, TAS)作为研究光诱导超快电子转移与载流子动力学过程的重要技术，具有揭示光生载流子产生、分离、传输及复合等关键动力学过程的独特优势。本文围绕光-化学能转换和光-电能转换，概述了TAS技术在光催化和太阳能电池两大主要太阳能转化与利用领域的应用。首先，根据光催化(侧重载流子迁移参与表面反应)与太阳能电池(强调载流子界面分离效率)对载流子的不同需求，分别从电子调控、空穴调控和表界面过程三个方面概括了促进载流子迁移利用的设计策略与研究进展。然后，特别关注了原位光谱在光-电-热等复杂应用条件下对能源转换微观过程及性能的影响机制。最后，总结了对太阳能转化与利用领域基础研究的前瞻性发展方向，为太阳能转化材料、反应、器件的理性设计与性能优化提供理论支持。

电催化硝酸盐还原(NO₃⁻RR)合成氨(NH₃)为含硝酸盐工业废水资源化处理利用一体化提供了一条理想的路径。然而，该反应涉及多电子/质子转移步骤，在质子供应不足时动力学缓慢，导致氨选择性与产率低。本研究基于“氢穿梭接力”策略，设计了一种负载于镍泡沫(NF)上的Pd-Ru双金属催化剂(Pd-Ru/NF)，发现Pd位点主导硝酸盐活化与加氢过程，而Ru位点则高效裂解水分子产生活性氢物种(H*)。二者协同构成氢传递网络，实现反应位点间的氢溢流动态匹配，从而在加速硝酸盐加氢的同时，有效抑制析氢副反应(HER)。在−1.4 V (vs. RHE)电位下，Pd-Ru/NF催化剂的氨产率高达1.77 mmol cm⁻² h⁻¹，法拉第效率(FE)为85.95%。本工作通过构建双功能位点协同的氢接力机制，为设计高效NO₃⁻RR催化剂提供了新范式。