TiO2 / Sb2S3 / P3HT平面ハイブリッド太陽電池におけるSb2S3厚さ関連の光電流および光電子プロセス

要約

この作業では、Sb ₂での光子吸収、内部電場、輸送経路、および相対速度論の関係を包括的に理解します。 S ₃ 光起電性能が調査されました。 TiO ₂のn-i-p平面構造 / Sb ₂ S ₃ / P3HTヘテロ接合ハイブリッド太陽電池を実施し、照明深度、内部電場、ドリフト速度、電荷の運動エネルギー、光生成電子、Sb2の正孔濃度に関連する表面電位などの光子間プロセスを実行しました。 S ₃ 、電荷輸送時間、および界面電荷再結合寿命を研究して、デバイスの光電流を支配する重要な要因を明らかにした。暗い J–V 曲線、ケルビンプローブフォース顕微鏡、および強度変調光電流/光起電力ダイナミクスは、Sb ₂の場合、内部電場が光電流に影響を与える主な要因であることを示しています。 S ₃ 厚さは穴の拡散長さよりも薄いです。ただし、Sb ₂ S ₃ 厚さは、Sb ₂の下部領域である正孔拡散長よりも大きい S ₃ P3HTに拡散できない正孔の場合、光電流に影響を与える主要な要因になります。 Sb ₂の下部領域 S ₃ 穴収集用のレイヤーも V に影響を与える可能性があります _oc デバイスの。 Sb ₂の場合、P3HTの穴のコレクションが減少します。 S ₃ 厚さは正孔拡散長よりも大きいため、 V が低い場合、電子と正孔の擬フェルミ準位の差が大きくなります。 _oc 。

はじめに

Sb ₂ S ₃ 1.7 eVの適度なバンドギャップと1.8×10 ⁵ の吸収係数により、固体薄膜太陽電池にますます利用されています。 cm ^-1 [1、2]。 Sb ₂ S ₃ 薄膜は、スプレー熱分解[3]、電着[4]、化学堆積[5]、熱真空蒸発技術[6]などのさまざまな方法で作成できます。 Sb ₂で S ₃ ベースの光起電力デバイスである光電変換効率（PCE）は、技術とデバイス設計の改善により5.7〜7.5％に達しました[1、2、7、8、9、10]。ただし、ソリッドステートデバイスの現在の効率は、色素増感太陽電池[11]やペロブスカイト太陽電池[12]などの他の光起電力デバイスと比較して依然として低いままです。現在、ほとんどの研究は通常、固体デバイスでより良いオプトエレクトロニクス性能を得るための最良の技術を見つけることに焦点を合わせています[7、8、9、10、13、14、15]。この点で、Sb ₂の光電子プロセスを研究することが不可欠です。 S ₃ デバイスの設計と最適化をガイドするためのベースの太陽電池。これには、吸収、内部電場、輸送経路のバランス、およびSb ₂の相対速度論の包括的な理解が含まれます。 S ₃ Sb ₂の最適化を導くために重要な光起電力性能 S ₃ ベースのハイブリッド太陽電池。この作業では、従来のTiO ₂ / Sb ₂ S ₃ / poly（3-hexylthiophene-2,5-diyl（P3HT）n-i-pデバイス構造を使用して、さまざまな厚さのSb ₂の電荷キャリアの生成と解離の動的プロセスを研究しました。 S ₃ 。

Sb ₂の厚さが異なることは明らかです S ₃ TiO ₂ / Sb ₂ S ₃ / P3HT n-i-p太陽電池は、（i）光子の収集量を変化させる可能性があります。これは、光子によって生成される電子/正孔の濃度に影響を与えます。（ii）Sb ₂全体の内部電界の大きさ S ₃ 光子によって生成された電子/正孔ドリフトに影響を与える層。（iii）それぞれの電極までの電子/正孔輸送距離。（iv）電子/正孔の再結合[16、17]。ただし、Sb ₂の理由 S ₃ ニップ構造の厚さに依存する性能は依然としてあいまいであり、これは単にバルク抵抗、光子吸収、電荷キャリアの生成/再結合、および内部電界の問題に起因している[16、17、18、19、20、21]。、しかし、厚さに依存する光子パラメータの詳細で定量化された分析はまだ明確ではありません。 J の変化についての洞察を得るため _sc および V _oc Sb ₂に S ₃ 厚さ、TiO ₂ / Sb ₂ S ₃ / P3HT n-i-p太陽電池が製造され（図1）、Sb ₂の厚さ S ₃ この研究では、異なる光電流をもたらす関連する光子生成電子および正孔輸送プロセスを研究しました。さらに、動的強度変調光電流/光起電力スペクトル（IMPS / IMVS）とケルビンプローブフォース顕微鏡（KPFM）の特性評価を導入して、光子から電子へのプロセスを研究し、さまざまな厚さのSb <でデバイスの性能を左右する重要な要因を調査しました。 sub> 2 S ₃ 太陽電池。

メソッド

試薬

エッチングされたFTOコーティングされたガラス基板は、中国のHuanan Xiangcheng Co.、Ltd。から購入しました。 SbCl ₃ （99％）、Na ₂ S ₂ O ₃ （99％）、およびチタンジイソプロポキシド（イソプロピルアルコール中75％）は、Adamas-betaから購入しました。 P3HTは中国の西安ポリマー社に注文され、Ag（99.999％）はアルファに注文されました。

デバイス製造

基板は、石鹸水、アセトン、イソプロパノールでそれぞれ60分間超音波処理した後、UVオゾンで30分間処理しました。コンパクトなTiO ₂の薄層（エタノール中の0.15 Mチタンジイソプロポキシド）を4500rpmで60秒間スピンコーティングした後、125°Cで5分間、450°Cで30分間アニーリングしました。 Sb ₂の堆積 S ₃ TiO ₂の上に薄層は、化学浴堆積（CBD）法[5、10、22]によって実行されました。 SbCl ₃を含むアセトン溶液（0.3 M）をNa ₂に滴下した。 S ₂ O ₃ （0.28 M）氷浴（〜5°C）で攪拌しながら。 FTO基板はTiO ₂の薄層で覆われていましたその後、水溶液の色がオレンジ色に変わったら、水溶液に逆さまに懸濁しました。 CBDプロセスの1時間、1.5時間、2時間、および3時間後、滑らかで均一なアモルファスSb ₂ S ₃ 層はTiO ₂上に堆積されましたコーティングされたFTO基板、およびサンプルを脱イオン水で完全にすすぎ、N ₂で乾燥させました。フロー。基板をグローブボックス（O ₂）でさらに30分間アニーリングしました。：0.1 ppm、H ₂ O：0.1 ppm）N ₂の下で雰囲気。 n-i-pヘテロ接合の製造は、グローブボックス（O ₂）内のSb2S3の上にP3HT（15 mg / mL）フィルムをスピンキャスティング（1500rpmで60s）することで完了しました。：0.1 ppm、H ₂ O：0.1 ppm）N ₂の下で雰囲気。最後に、MoO ₃ （10 nm）およびAg（100 nm）電極は、シャドウマスクを介した蒸着によって堆積されました。

機器と特性評価

フィルムのX線回折（XRD）パターンは、MXP18AHF X線回折計でCuKα照射（λ）を使用して記録されました。 =1.54056Å）。走査型電子顕微鏡（SEM）測定は、電界放出型走査電子顕微鏡（ZEISS、GeminiSEM 300）で実行されました。 ShimadzuUV-2600分光光度計で吸収スペクトルを記録しました。電流密度-電圧（ J – V ）特性は、100 mW / cm ² の強度でAM1.5照明下で測定されました。 94023A Oriel Sol3Aソーラーシミュレーター（Newport Stratford、Inc。）を使用します。 450 Wキセノンランプからの光強度は、標準的な結晶シリコン太陽電池で校正されました。 J–V 曲線は、Oriel I–Vテストステーション（Keithley 2400 Source Meter、Newport）を使用して収集されました。太陽電池の外部量子効率（EQE）スペクトルは、QE / IPCE測定キット（Zolix Instruments Co.、Ltd。）を使用して、300〜900nmのスペクトル範囲で測定しました。強度変調光電流スペクトル（IMPS）および強度変調光起電力スペクトル（IMVS）は、電気化学ワークステーション（IviumStat.h、オランダ）を使用して、バックグラウンド強度28.8 mW / cm ² の周囲条件下で測定されました。 10％の小さな正弦波摂動深度を持つ白色発光ダイオードから。ケルビンプローブフォース顕微鏡（KPFM）は、表面電位（SP）をマッピングするためにMAC IIIコントローラー（3つのロックインアンプを含む）を備えたAgilent SPM5500原子間力顕微鏡によって実行されました。

結果と考察

Sb ₂の堆積と特性評価 S ₃ / TiO ₂ 映画

FE-SEM画像（図2a）は、Sb ₂の厚さが異なることを明確に示しています。 S ₃ フィルムはTiO ₂に堆積されます異なるCBD時間 t の層コーティングされたガラス基板（1.0 h、1.5 h、2.0 h、3.0 h）。均一なSb ₂ S ₃ 層はCBD技術によって首尾よく得られました。 Sb ₂の平均厚さ S ₃ 断面FE-SEM画像から推定されたフィルムは、CBD時間の関数として図2bにプロットされています。平均厚さ d Sb ₂の S ₃ フィルムは t とともに直線的に増加します（図2b）。 CBD時間を1から3hに変更することにより、平均厚さは96から373nmにほぼ直線的に増加しました。 Sb ₂のXRDパターン S ₃ Sb ₂の厚さが異なるフィルム S ₃ FTOガラス上のフィルムを図3に示します。測定されたXRDスペクトルは、斜方晶系Sb ₂にインデックス付けされています。 S ₃ （JCPDS PCPDFWIN＃42-1393）[23]。

図4に示すように、TiO ₂ サンプルは、TiO ₂のバンドギャップ吸収に対応する386nm（3.21 eV）での吸収開始を示します。 [24]。堆積したままのすべてのTiO ₂ / Sb ₂ S ₃ t が異なるレイヤー CBDのは約で吸収端を示します。 750 nm [25]。 Sb ₂の吸収強度 S ₃ TiO ₂ 表面は明らかに3h> 2 h> 1.5 h> 1hの順序です。この結果は、Sb ₂ S ₃ CBDが長くなるとフィルムは徐々に厚くなります t 、これもSEMの結果と一致します。

太陽電池

J - V 厚さの異なる太陽電池の特性 d （つまり、CBD t ）を図5aで比較します。表1は、これらのデバイスの全体的な光起電力性能を示しています。厚みを増す d （つまり、CBD時間 t ）デバイスのパフォーマンスに大きく影響します。 PCEは d として増加します 96から175nmに増加します（つまり、 t 1.0から1.5h）に増加し、その後減少します。特に d の後に大幅に減少します。> 280 nm（つまり、 t > 2 h）。最適なSb ₂ S ₃ 175 nmの厚さは、デバイスの効率を比較することで決定できます。この時点で、最大PCEは1.65％、 J _sc 6.64 mA cm ⁻² 、 V _oc 0.61 Vの、そして40.81％のFFを達成することができます。この結果は、他のレポート[16、26]に匹敵します。 Liu etal。ハイブリッドZnO / Sb ₂を研究 S ₃ / P3HTn-i-pセルとSb ₂ S ₃ 熱蒸発による3つの異なる厚さ（50、100、および350 nm）の層は、100nmの厚さのSb ₂で最高のPCE（〜2％）を達成します。 S ₃ [12]。 Kamruzzaman etal。調査したTiO ₂ / Sb ₂ S ₃ / P3HTn-i-pセルとSb ₂ S ₃ 熱蒸発法による45〜120 nmの厚さ、および吸収体Sb ₂ S ₃ 正孔輸送層Ｐ３ＨＴは、大気条件下でアニールされた。彼らの研究では、100〜120 nmの厚さは1.8〜1.94％のより良い電力変換効率を示しました[26]。明らかに、Sb ₂の厚さ S ₃ 実際、Sb ₂のさまざまな堆積戦略によっても、デバイスのパフォーマンスに大きく影響します。 S ₃ フィルムまたはアニーリング条件。

<図>

チャージトランスポート

デバイス J _sc Sb ₂の増加とともに著しく増加します S ₃ 厚さ d 96から175nmに変化し、 d として減少します。増加します（図5および表1）。デバイス J _sc Sb ₂に大きく依存しています S ₃ 厚さ d。電荷キャリアの生成と解離は、光電流生成の重要なプロセスです。まず、可視光がTiO ₂を通過します可視光ウィンドウの特性により層が形成され（図4）、TiO ₂から吸収され始めます。 / Sb ₂ S ₃ インターフェース。 Sb ₂ S ₃ 高い吸収係数であることが証明されていますα 約10 ⁵ cm ^-1 可視領域で[27]。ここでは、αを使用します =10 ⁵ cm ^-1 Sb ₂の場合 S ₃ 。厚さに依存する照明の深さは、ランベルトベールの法則 I に従って図6に示されています。（ x ）=私 ₀ e ^-ax 、 I ₀ は入射光子束と I （ x ）はSb ₂の光子束です S ₃ 。明らかに、Sb ₂の場合、入射光子を完全に吸収することはできません。 S ₃ 厚さは100nmまたは200nmです（図6b）。 d 吸収された光子の関連する比率（N _a ）/入射フォトン（N _i ）は、影付きの領域の面積を座標で積分することで計算できます。図6b（図7bも参照）に示すように、N _a / N _i d の場合は61％です =96nmおよびN _a / N _i d の場合、82％に拡張されます =175nm。さらに21％の光子が吸収されると、 J が増加する可能性があると考えられます。 _sc 5.50から6.64mA / cm ² 。 d のとき 280 nmに増加し、余分な11％の光子が吸収され、N _a / N _i はさらに93％に強化されています。これは、より多くの光子がさらに吸収され、より多くの電子を生成する可能性があることを示しています。ただし、デバイス J _sc 5.06 mA / cm ² に減少これは d の場合よりも低くなります =96nm。 d のとき N _aである373nmに増加します / N _i は100％に近く、デバイスは J _sc 2.64 mA / cm ² に急激に減少します。したがって、 J に影響を与える要因は吸収だけではありません。 _sc 。

J–V の半対数プロット暗闇の中での太陽電池の曲線は、通常、3つの異なるレジームを示します：（ i）漏れが支配的な電流の線形増加、（ii）拡散が支配的な電流の指数関数的増加、および（iii）空間電荷が制限された電流の2次増加。内蔵電圧（ V _in ）通常、暗い曲線が2次の振る舞いをたどり始めるターニングポイントで推定できます（図7a）。 V の依存関係 _in 、 J _sc 、 N _a / N _i 、 E _ke 、および E _kh CBDで t 図7bに示されています。 d のとき N が96から175nmに増加しました _a / N _i 強化された34.44％;ただし、 J _sc 20.72％しか増加していません。これは、 J を制限する別の要因があることを意味します。 _sc インクリメント。これは、Sb ₂全体の内部電界の減少が原因である可能性があると推測されています。 S ₃ 光子によって生成された電子/正孔ドリフトを弱めた層[16]。したがって、内部電界 E を計算しました。 _in Sb ₂を越える S ₃ E の関係に基づく _in = V _in / d （表2）。さらに、電子のドリフト速度 v _e と穴 v _e 、電子の運動エネルギー E _ke 、および穴 E _kh 内部電界下 E _in も計算されました（表2および図7b）。 d のときは96nm、 E _ke は296.56meV、 E _kh 53.25meVです。 d のとき E が175nmに増加しました _ke 95.29meVおよび E に大幅に減少します _kh 17.12 meVに減少しました。これは、周囲温度での熱エネルギー（ E ）よりも低くなっています。 _kt 、26 meV）。この結果は、Sb ₂の場合、内部電界が正孔ドリフトにほとんど影響を与えないことを示しています。 S ₃ 厚さは175nm以上です。明らかに、減少した E _ke および E _kh より厚いSb ₂ S ₃ J の増分を制限する理由である必要があります _sc 。さらに増加する d 175〜280 nm、 N _a / N _i 13.84％に拡張。ただし、 J _sc 減少します。これは、 E の減少が原因である可能性があります _ke E に近い _kt （ d =280 nm）が、 E よりはるかに低い _kh （ d =373 nm）、これは E を意味します _in d の場合、徐々に電子ドリフトにほとんど影響を与えませんこの作業で観察された> 280nm。したがって、 E _in デクリメント関連の電子ドリフトが J の原因である可能性があります _sc d 時の削減 175から280nmに増加しました。ただし、 d E である373nmに増加しました _in 電子と正孔のドリフトにはほとんど影響しませんが、 J _sc まだ大幅に減少しており、これは E _in J に影響を与える唯一の要因でもありません _sc 。

<図>

KPFMを使用して、Sb ₂の光生成電子と正孔濃度に関連する表面電位（SP）を特性評価しました。 S ₃ / P3HT。 KPFM測定用のサンプルは、P3HT前駆体溶液をFTO / TiO ₂の一部にドロップキャストすることによって準備されました。 / Sb ₂ S ₃ フィルム表面（図8）。 Sb ₂として S ₃ 厚さは96から373nmに増加し、Sb ₂の上部のSP S ₃ 徐々に小さくなります。つまり、Sb ₂のフェルミ準位です。 S ₃ 表面が低くなります[28]。これは、上面に拡散する可能性のある電子が徐々に減少していることを示しており、より厚いSb ₂には光生成電子の劣った領域があることを示しています。 S ₃ 図6に示すようにフィルム。P3HTパーツのSPも調べました。 P3HTのSPの変化は、Sb ₂の変化とは異なります。 S ₃ 。 Sb ₂の場合、P3HTは光によって励起されて励起子を生成し、電子と正孔に分離する可能性があります[29、30]。 S ₃ 非常に薄い（<200 nm）。 Sb ₂の場合 S ₃ ほとんどの光子がSb ₂によって吸収されるため、厚くなると、P3HTは正孔輸送層としてのみ機能します。 S ₃ （図3）。したがって、Sb ₂の厚さの場合 S ₃ が280nm未満の場合、P3HTは光励起される可能性があり、その結果、Sb ₂としてP3HTのフェルミ準位が徐々に低下します。 S ₃ 厚さは徐々に増加します（光励起子の減少）。 280 nmの場合、光励起子がなく、P3HTが正孔輸送層として機能して正孔を収集するため、P3HTのSPは急速に低下します。 Sb ₂として S ₃ 厚さは、正孔輸送長よりもはるかに大きい373 nmに増加し、正孔収集も急速に低下し、P3HTのフェルミ準位が再び上昇します。さらに、P3HTのSPの変化は、Sb ₂の変化よりもはるかに大きくなります。 S ₃ d の場合 =373 nm。これは、正孔の収集が電子の収集よりも悪いため、 J が大幅に減少する可能性があることを意味します。 _sc 。

さらに、IMPSとIMVSは、色素増感太陽電池[31]とペロブスカイト太陽電池[32]の強力な動的光電気化学法として、この研究の電荷輸送ダイナミクスを研究するために適用されました。 IMPS / IMVSは、短絡/開回路状態での背景光強度に重ね合わされた小さな正弦波光摂動に対する光電流/光起電力応答を測定します[31、32、33]。測定されたIMPSまたはIMVS応答は、歪んだ半円の形をした複素平面の第4象限に表示されます（図10a、b）。時定数τ 頻度によって定義されます（ f min）IMPSまたはIMVS応答の最小虚数成分は、通過時間τの評価です。 _IMPS 短絡状態または電子寿命τの下で電子が収集電極に到達するため _IMVS 開回路条件下での界面電荷再結合に関連します。関係τによると =（2π f ）^-1 [31,32,33,34,35]、τ _IMPS およびτ _IMVS デバイス内で計算されました（表1）。増加したτ _IMPS 変更されていないτに対して、収集電極への電荷の輸送経路が長いことを示唆しています _IMVS 同じ界面電荷再結合を推測します[33]。界面電荷収集効率η _c 通常、ηと見なされます _c =1- τ _IMPS / τ _IMVS [31,32,33,34,35]。明らかに、τの輸送時間は長くなります _IMPS τの短い界面電荷再結合寿命 _IMVS 電荷収集が悪化し、その逆も同様です。この研究では、τ _IMPS Sb ₂が厚いほど増加します S ₃ τ _IMVS 変更されていません。したがって、界面電荷収集効率η _c Sb ₂が厚くなると減少します S ₃ 、および J の変更 _sc 異なる厚さのSb ₂ S ₃ 太陽電池は、電荷の再結合ではなく、輸送経路と電荷収集効率によって引き起こされる必要があります。

Sb ₂の増加 S ₃ 厚さは、光電流を高める可能性のあるより多くの光子を吸収する可能性があります。ただし、より厚いSb ₂ S ₃ 層、ほとんどの電子と正孔はTiO ₂の近くで生成されます指数関数的な光子吸収による側面（図10c）。したがって、ほとんどの電子の輸送経路はほとんど同じです。ただし、ほとんどの正孔は、より厚いSb ₂の電子よりも長い経路で拡散する必要があります。 S ₃ より長いτによって示される層 _IMPS 図10d。厚さが正孔拡散長を超える場合、Sb ₂の下部領域 S ₃ 非効率的な正孔の生成と輸送は、光電流を減少させ、 J を弱めるでしょう。 _sc およびEQE。 Sb ₂での正孔拡散長 S ₃ 約180nmです[18]。 Sb ₂の厚さの場合 S ₃ 穴の拡散長を超えると、穴の収集性能が低下します。これは、長波の吸収係数が短波よりもはるかに低いため、EQEスペクトル（図5b）によっても応答され、長波の照明深度が長くなります（図9）[35]。長いバンドからの光生成されたホールは、Sb ₂でより均一に分布する可能性があります S ₃ 短帯域からのものよりも（短帯域からの光生成された正孔はTiO ₂に近づく可能性がありますサイド）、長いバンドからの穴のより効率的な収集をもたらします。したがって、長波長部のEQEは、Sb ₂の短波長部ほど大きく低下することはありませんでした。 S ₃ 厚さ373nm（図5b）。

図10dに示すように、τが小さいことは容易に理解できます。 _IMPS より薄いSb ₂を伴う S ₃ （すなわち、より短い電荷輸送経路）;ただし、τ _IMVS Sb ₂の場合、主に同じままです S ₃ この実験では、厚さが96から373 nmに増加しました。これは、 J の直接的な依存性がないことを意味します。 _sc および V _oc τ _IMVS （すなわち、界面再結合）Sb ₂の場合 S ₃ 厚みが変化します。 V はよく知られています _oc TiO ₂ / Sb ₂ S ₃ / P3HT太陽電池は通常、TiO ₂内の電子の擬フェルミ準位の差によって決定されます。そしてP3HTの穴[36]。 Sb ₂の厚さの場合、P3HTでは穴の集まりが減少するため S ₃ 正孔拡散長よりも大きい場合、 V が低い場合、電子と正孔の擬フェルミ準位の差が大きくなります。 _oc 。さらに、より厚いSb ₂ S ₃ 直列抵抗が高くなり、電荷収集効率が低下します。これらの不利な要因により、厚いSb ₂ではFFが低くなる可能性があります。 S ₃ デバイス。

ただし、平面TiO ₂の効率 / Sb ₂ S ₃ / P3HT n-i-p太陽電池は非常に低く、デバイスの効率をさらに向上させる方法が課題です。しかし、私たちの結果は、さらにいくつかの改善を行うことができることを示しています。たとえば、いくつかの異なる電子輸送層または正孔輸送層を使用することによってビルトイン電界を強化すると、電荷の輸送と収集を強化することができます。さらに、正孔拡散能力をどのように改善するかを検討する必要があります。多分いくつかの導電性添加剤が役立つでしょう。さらに、界面エンジニアは、電荷移動と解離を改善するためにも重要です。最後になりましたが、この論文で表現された方法は、他の比較的高効率の太陽電池（有機太陽電池、ペロブスカイト太陽電池など）の参考になるかもしれません。

結論

この論文では、TiO ₂における光電流変化のメカニズム / Sb ₂ S ₃ Sb ₂の厚さが異なる/ P3HTn-i-p太陽電池 S ₃ 研究されました。厚さが正孔輸送長よりも小さい場合、吸収と内部電場が光電流に影響を与える主な要因です。厚さが穴の輸送長よりも大きい場合、Sb ₂の下部領域 S ₃ 非効率的な正孔の生成と輸送が光電流の減少の主な理由です。結果は、デバイスが電流密度（ J ）を短絡することを示しました _sc ）Sb ₂の場合、光子吸収が強化されると増加します。 S ₃ 厚さは穴の輸送長さよりも薄いです。ただし、Sb ₂ S ₃ 厚さが穴の輸送長よりも大きい、デバイス J _sc 吸収がさらに増加すると、急激に減少します。内部電界の減少に関連する電子ドリフトは、 J の減少につながる可能性があります _sc Sb ₂の厚さの場合 S ₃ 穴の輸送長さよりも短いです。ただし、Sb ₂の厚さの場合 S ₃ 正孔輸送長よりも大きいため、内部電場は電子と正孔のドリフトにほとんど影響を与えませんが、 J _sc まだ大幅に減少しました。 KPFMおよびIMPS / IMVSの特性評価は、より厚いSb ₂に光生成電子の劣った領域があることを示しました。 S ₃ 映画。 Sb ₂の下部領域 S ₃ Sb ₂のときにP3HTに拡散する可能性のある穴を減らすため S ₃ 厚さが正孔拡散長よりも大きいため、 J が明らかに減少します。 _sc 。さらに、Sb ₂の厚さが増すと、P3HTの穴の集まりが減少します。 S ₃ V を低くすると、電子と正孔の擬フェルミ準位の差が大きくなります。 _oc 。