インピーダンス分光法による太陽水分解のための多層フォトカソードにおける半導体接合のオペランド分析

要約 電気化学インピーダンス分光法（EIS）は光エレクトロニクスデバイスの調査における強力な手法ですが、多層水分解電極に適した現実的な等価回路（EC）モデルは、その複雑な性質からほとんど報告されていません。本研究では、光電気化学水分解のための多層フォトカソードを調査するためのEIS法の有用性を示しています。TiO 2 でコーティングされたSb 2 Se 3 フォトカソードのEISデータを分析することで、再結合プロセス、キャリア寿命、ドーピング密度、フラットバンドポテンシャルなどの構成半導体や界面に関する情報をオペランド条件下で得ることができます。電解液への電荷移動時間もEISデータから抽出され、過渡的光電流減衰測定によって確認されます。さらに、この方法は金属酸化物（Cu 2 O）や結晶Siなど、異なるクラスの光吸収体を持つ他のフォトカソードにも成功裏に適用され、実際の運用条件下でのデバイス特性を比較します。Siフォトカソードにおける光生成キャリアの寿命は、Sb 2 Se 3およびCu 2 O フォトカソードのそれよりもはるかに高いことが示されています。本研究で提示されたEIS分析法が、広範な光電合成や光発電デバイスにおける制限要因を発見するための強力なルーチン特性評価技術となると考えられています。”},{