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电化学阻抗谱简介 (EIS) －Typical application examples in DSC and CIS solar cells 内容概要 关于EIS方法 什么是EIS方法? EIS测量有哪些特点? 哪些体系适合进行EIS测定? 如何测量得到EIS? EIS测量结果的有哪些表达形式? IS在DSC和CIS电池中的应用举例 什么是EIS? EIS：Electrochemical Impedance Spectroscopy 别名：交流阻抗(AC impedance) 定义：是一种以小振幅的正弦波电位(或电流) 为扰动信号的电化学测量方法。 EIS测量有哪些特点? 以小幅值的正弦波对称的围绕稳定电位极化，不会引起严重的瞬间浓度变化及表面变化。 由于通过交变电流是在同一电极上交替地出现阳极过程和阴极过程，即使测量信号长时间作用于电解池，也不会导致极化现象的积累性发展。（准稳态方法） 速度较快的子过程的阻抗谱出现在比较高的频率域，而速度较慢的子过程的阻抗谱则出现在比较低的频率域，可据此判断子过程的数目及其动力学特征。 哪些体系适合进行EIS测定? 因果性条件 当用一个正弦波的电位信号对电极系统进行扰动，要求电极系统只对该电位信号进行响应。 线性条件 只有当一个状态变量的变化足够小，才能将电极过程速度的变化与该状态变量的关系近似作线性处理。 稳定性条件 电极系统在受到扰动后时，其内部结构所发生的变化不大，可以在受到小幅度扰动之后又回到原先的状态。 如何测量得到EIS? 装置简图 相应的操作软件 EIS测量结果的表达形式 Y = G(?)?X G(?)为阻抗或者导纳，总称阻纳。它是一个随频率变化的矢量，用变量为f或其角频率为?的复变函数表示，可记为： G(?) ＝ G’(?) ＋jG’’(?) 若G为阻抗，则有Z(?) ＝ Z’(?) ＋jZ’’(?) 相位角?＝arctg(-Z’’/Z’) -Z’’~Z’为阻抗复平面图，也称为Nyquist图； ? ~ log f (或log ?) log|Z| ~ log f (或log ?) EIS测量结果典型示例 EIS测量结果的分析方法——等效电路 Typical example 常相位角元件Constant-Phase Element (CPE) Q 在染料敏化电池 （DSC）中的应用 用于电导测定 过程研究 电池稳定性测试 电场分布及表面态能量分布 …… 串联阻抗 (RS) Electrolyte resistance Electrode resistance Interfacial resistance between electrode and TCO Application in the measurement of conductivity 电极过程研究 A typical EIS for DSC Three semicircles in the Nyquist plot Three characteristic frequency peaks in a Bode phase angle presentation 过程研究示例 1： Nyquist 图 过程研究示例 2： Bode 图 过程研究示例 3： Nyquist 图 在 CuInS2太阳电池中的应用  Background and experimental Type transformation in CuInSe2 and CuInS2 solar cells is an important issue with far reaching consequences. p-type (Cu-rich) n-type (Cu-poor) In the present study, the presence of a p-n homojunction inside CuInS2 in a TiO2 /CuInS2 device is revealed with a detailed impedance spectroscopy and capacitance study. Techniques for the measurement of homojunction in CIS Electron-beam-induced current (EBIC) only thick type-converted CuInSe2 layers several