Hochleitfähige PEDOT:PSS transparente Lochtransportschicht mit Lösungsmittelbehandlung für Hochleistungs-Silizium/organische Hybridsolarzellen

Hintergrund

In den letzten Jahren haben silizium-organische Hybridsolarzellen große Aufmerksamkeit auf sich gezogen und profitieren von ihren Vorteilen wie dem Niedertemperatur-Spin-Coating-Verfahren, dem einfachen Bauelementaufbau und dem kostengünstigen Potenzial [1,2,3,4,5,6, 7]. Verschiedene Arten organischer Materialien, einschließlich konjugierter Polymere [1,2,3,4, 8], konjugierter kleiner Moleküle [9, 10] und Fullerenderivate [11], werden als Loch- oder Elektronentransportschichten in Hybridsolarzellen verwendet. Unter ihnen hat sich Poly(3,4-ethylendioxythiophen):Polystyrol (PEDOT:PSS), ein leitendes Polymer, das häufig als Lochtransportschicht oder metallfreie Elektrode in organischen elektronischen Geräten verwendet wird, als lobenswert als Loch erwiesen Transportschicht in Hybridsolarzellen [12,13,14,15]. Aufgrund der rasanten Entwicklung von Theorien und Techniken zu Hochleistungsmaterialien [16, 17] haben Hybridsolarzellen große Fortschritte gemacht. Im Allgemeinen wird in einem Solarbauelement auf Si/PEDOT:PSS-Heteroübergang-Basis das einfallende Licht größtenteils von Si absorbiert. Lichtinduzierte Ladungsträger werden dann unter dem eingebauten elektrischen Feld getrennt. Um Hybridsolarzellen mit hohem Leistungsumwandlungswirkungsgrad zu erhalten, wurden viele Anstrengungen unternommen, um die Lichtreflexion des Si-Substrats zu reduzieren. Daher werden nanostrukturiertes Si mit Nanodrähten [1], Nanolöchern [18], Pyramiden [19] und einigen anderen hierarchischen Strukturen [20] verwendet, um die Lichtausbeute der Hybridsolarzellen zu erhöhen. Obwohl eine erhöhte Kurzschlussstromstärke (J _SC ) aufgrund des verbesserten Lichtsammelns erhalten werden kann, kann das damit verbundene große Oberflächen/Volumen-Verhältnis von nanostrukturiertem Si einen schlechten Kontakt zwischen Si und PEDOT:PSS und dann eine ernsthafte Oberflächenrekombination in den Hybridsolarzellen verursachen. Darüber hinaus werden die Kosten bei der Herstellung komplexer Si-Nanostrukturen erhöht. Andererseits wurde berichtet, dass die Leitfähigkeit und der Kontakt zwischen PEDOT:PSS und Si durch Zugabe von organischen Hilfslösungsmitteln bzw. nichtionischen Tensiden verbessert werden konnten. Es wurde berichtet, dass eine Verbesserung der Oberflächenleitfähigkeit von PEDOT:PSS-Filmen durch Säurebehandlungen wie Ameisensäurebehandlung und Salpetersäurebehandlung erreicht werden könnte [21, 22]. Die Säurebehandlung ist jedoch für die PEDOT:PSS-Filme zu heftig und kann die Gerätestabilität beeinträchtigen. Es ist allgemein bekannt, dass eine wässrige PEDOT:PSS-Dispersion aus einer bestimmten Konzentration von PSS besteht, die zu PEDOT hinzugefügt wird. Aber das isolierende PSS, das Sulfonsäure SO₃ . enthält H-Gruppen können nachteilige Auswirkungen haben, wie beispielsweise eine geringe Leitfähigkeit und Probleme mit der Lebensdauer. Dimethylsulfoxid (DMSO) und Ethylenglykol (EG) werden häufig als Co-Solventien verwendet, um die Morphologie und Nanostruktur von PEDOT:PSS zu modifizieren, und die Leitfähigkeit konnte im Vergleich zu anderen Co-Solventien deutlich verbessert werden [23, 24]. Es ist jedoch erwähnenswert, dass, obwohl die morphologische Struktur des PEDOT:PSS-Dünnfilms durch die Zugabe von Co-Solventien modifiziert werden kann, die negativen Auswirkungen von PSS immer noch bestehen bleiben, was bedeutet, dass die Leistung der Hybridsolarzellen weiter verbessert werden könnte verbessert.

In dieser Arbeit demonstrieren wir planare Si-basierte Hybridsolarzellen mit einem verbesserten PCE durch eine einfache Nachbehandlung mit Methanol. DMSO wird als Hilfslösungsmittel verwendet, um die Leitfähigkeit des PEDOT:PSS-Dünnfilms zu verbessern; darüber hinaus könnte eine weitere Methanolbehandlung durch Spin-Coating die Leitfähigkeit weiter verbessern und die PSS-Konzentration an der Oberfläche verändern. Mit der mit Methanol behandelten Hybrid-Si/PEDOT:PSS-Solarzelle wurde ein hoher PCE von 12,22 % erreicht, der 28 % über dem der unbehandelten liegt. Die Auswirkungen der Oberflächenbehandlung mit verschiedenen Alkoholen auf die Eigenschaften der Hybridsolarzellen werden bewertet. Unsere Arbeit bietet ein besseres Verständnis der Verwendung von Lösungsmittelbehandlungen zur weiteren Verbesserung der Geräteleistung der hybriden Si/organischen Solarzellen. Unsere experimentellen Ergebnisse zeigen, dass eine wirksame Modifikation der elektrischen Eigenschaften in Si/PEDOT:PSS-Solarzellen auftritt, wenn eine Methanolbehandlung auf PEDOT:PSS-Filmen implementiert wird.

Methoden

Doppelseitig polierte n-Typ-CZ-Kristall-Si(100)-Wafer (2,6 ~ 3,5 Ω cm, 450 μm Dicke) wurden zuerst mit Aceton, Ethanol und entionisiertem Wasser durch Ultraschalleintauchen für jeweils 20 Minuten gereinigt. Anschließend wurden die Substrate in einer 80 °C warmen Piranha-Lösung (3:1 H₂ .) behandelt SO₄ /H₂ O₂ ) 30 Minuten lang gewaschen und mehrmals mit entionisiertem Wasser gewaschen. Schließlich wurden die Proben 5 Minuten lang in eine verdünnte HF-Lösung (5 %) eingetaucht, um das native Oxid zu entfernen, um H-Si-Oberflächen zu erhalten. Das gereinigte Si wurde dann in eine verdünnte HNO₃ . überführt (10 %) Lösung zur Bildung eines SiO _x Film als Passivierungsschicht [25, 26]. Hochleitfähiges PEDOT:PSS (Clevios PH1000), gleichförmig gemischt mit 5 Gew.-% DMSO und 1 Gew.-% Triton X-100 wurde auf die Oberfläche des SiO _{x . schleuderbeschichtet} -terminiertes Si-Substrat bei einer Rotationsgeschwindigkeit von 1500 U/min in Luft für 60 s. Anschließend wurden die Proben bei 140 °C für 10 Minuten unter Stickstoffatmosphäre getempert. Die Lösungsmittelbehandlung mit Methanol oder anderen Alkoholen auf PEDOT:PSS-Filmen erfolgte durch Auftropfen von 60 μL Methanol oder anderen Alkoholen auf die getrockneten PEDOT:PSS-Filme und anschließendes Schleuderbeschichten bei 2000 U/min für 60 s. Die erhaltenen Filme wurden bei 120 °C für 10 Minuten unter einer Stickstoffatmosphäre getempert. Silbergitter von 200 nm Dicke wurden durch thermisches Aufdampfen als obere Elektrode durch eine Lochmaske abgeschieden und Aluminium von 200 nm Dicke wurde auf der Rückseite abgeschieden. Der Abscheidungsprozess wird unter Hochvakuumbedingungen von etwa ~ 10 ^– 7 . durchgeführt Pa. Die Abscheidungsrate von Ag wird auf 0,2 Ȧ S ^– 1 . gesteuert für die ersten 10 nm und bei 0,5 Ȧ S ^− 1 für den Rest der Ag-Elektrode. Und für die Al-Abscheidung wird die Abscheidungsrate auf 0,3 Ȧ S ^– 1 . gesteuert für die ersten 10 nm, 1 Ȧ S ^− 1 für den Dickenbereich von 10 bis 200 nm und 5 Ȧ S ^− 1 für den restlichen Teil. Die Gerätefläche beträgt 0,3 cm ² .

Die Stromdichte-Spannung (J-V ) Die Eigenschaften der Solarzellen wurden mit einem Keithley 2400 Digital Source Meter unter simuliertem Sonnenlicht (100 mW cm ^− 2 .) bestimmt ) Beleuchtung durch eine Xenonlampe (Oriel) mit einem AM 1,5-Filter. Die Strahlungsintensität wurde durch eine Standard-Silizium-Photovoltaikvorrichtung kalibriert. Das externe Quanteneffizienzsystem (EQE) verwendet eine 300 W-Xenon-Lichtquelle mit einer Punktgröße von 1 mm × 3 mm, die mit einem Silizium-Fotodetektor kalibriert wurde. Für PEDOT:PSS-Leitfähigkeitsmessungen werden die PEDOT:PSS-Filme auf ein Glas aufgeschleudert. Die Leitfähigkeit der PEDOT:PSS-Filme wurde mit einem RST-9 4-Punkt-Sondeninstrument gemessen. Die Röntgen-Photoelektronenspektroskopie (XPS)-Spektren wurden auf einem Thermo ESCALAB 250, ausgestattet mit einer monochromatisierten Al Kα-Quelle (hν = 1486.8 eV). Die elektrochemische Impedanzspektroskopie (EIS) wurde unter Verwendung einer elektrochemischen Workstation (CHI660E) durchgeführt. EIS-Spektren werden im Frequenzbereich von 10 ^− 1 . aufgenommen –10 ⁶ Hz bei Raumtemperatur. Die Ergebnisse der EIS-Spektren werden mit dem Z . analysiert und angepasst -Software anzeigen. Die Transmissionsspektren der Filme wurden unter Verwendung eines UV-2450-Spektrophotometers mit PEDOT:PSS-Filmen, die auf einem Quarzglas aufgeschleudert wurden, gemessen. Die Oberflächentopographie und Rauheit von PEDOT:PSS-Filmen wurden durch Rasterkraftmikroskopie (AFM) in einem Digital Instruments Dimension 3100 Nanoscope IV beobachtet.

Ergebnisse und Diskussion

PEDOT:PSS/Planar-Si Hybrid-Solarzelleneigenschaften

Schema 1 zeigt die Molekülstruktur von PEDOT:PSS und die Bauelementstruktur von planaren Si/organischen Solarzellen. Abbildung 1 zeigt den Lichtstrom J-V und EQE-Spektrenkurven von Hybridsolarzellen, die mit verschiedenen Alkoholen behandelt wurden, und die Solarzellenparameter, einschließlich J _SC , V _OK , FF , und PCE, sind in Tabelle 1 zusammengefasst. Die durchschnittliche Solarzellenleistung wird basierend auf mehr als zehn Geräten berechnet. Das Kontrollgerät mit DMSO als Co-Solventien ohne Nachbehandlung zeigt ein V _OK von 0,552 V, ein J _SC von 27,09 mA cm ^− 1 , und ein FF von 63,60 %, was zu einem PCE von 9,51 % führt. Um den Effekt der Nachbehandlung auf die Geräteleistung zu untersuchen, wurden verschiedene Lösungsmittel, d. h. IPA, Ethanol und Methanol, mit zunehmender Polarität ausgewählt, um das PEDOT:PSS zu modifizieren. Die physikalischen Eigenschaften von IPA, Ethanol und Methanol sind in Tabelle 2 zusammengefasst [27].

a Molekülstruktur von PEDOT:PSS. b Gerätestruktur

a J-V Kurven unter der Beleuchtung von AM 1,5, 100 mW cm ^− 2 , und b entsprechende EQE-Spektren

Im Vergleich zu unbehandelten Geräten wird bei IPA-behandelten Geräten ein etwas höherer PCE von 9,98% erreicht, mit einem J _SC von 27,71 mA cm ^− 1 und ein FF von 64,66 %. Die mit Ethanol behandelten Geräte haben ein V _OK von 0,556 V, ein J _SC von 28,16 mA cm ^− 1 , und ein FF von 68,27 %, was zu einem höheren PCE von 10,69 % führt. Bei der Methanolbehandlung wird mit einem J . ein höchster PCE von 12,22 % erreicht _SC von 30,58 mA cm ^− 1 und ein FF von 72,01 % und damit 28 % höher als bei Steuergeräten. Offensichtlich wird die Leistung von Hybridsolarzellen mit zunehmender Polarität der verwendeten Chemikalien erhöht.

Leitfähigkeit und optoelektronische Eigenschaften von behandelten PEDOT:PSS-Filmen

Um den Einfluss der Lösungsmittelbehandlung auf die Geräteleistung von Hybridsolarzellen zu verstehen, wurde die Leitfähigkeit mit einem 4-Punkt-Sondeninstrument gemessen. Die Transmissionsspektren der Filme wurden auch unter Verwendung eines Spektrophotometers gemessen. Leitfähigkeitswerte zusammen mit den Fehlerbalken von reinen PEDOT:PSS-Filmen und nach Filmbehandlung mit verschiedenen Alkoholen sind in Abb. 2a gezeigt. Hier wurde auch die Leitfähigkeit von PEDOT:PSS-Filmen ohne DMSO als Zusatzlösungsmittel gemessen. Aus Abb. 2a ist ersichtlich, dass die durchschnittliche Leitfähigkeit drastisch von 0,3 auf 650 S cm ^– 1 . ansteigt mit DMSO als Zusatzlösungsmittel. Wie in Abb. 2a und Tabelle 2 deutlich zu erkennen ist, nimmt die Leitfähigkeit mit steigender Dielektrizitätskonstante und Polarität der Alkohole zu. Angesichts dieser Tendenz betragen die durchschnittlichen Leitfähigkeiten für PEDOT:PSS-Filme mit einer weiteren Behandlung mit IPA und Ethanol 826 und 908 S cm ^− 1 , bzw. Bei mit Methanol behandelten Filmen eine durchschnittliche Leitfähigkeit von 11 S cm ^− 1 erreicht. Er ist viel höher als der berichtete Wert [23]. Es ist bekannt, dass die Coulomb-Wechselwirkung zwischen positiv geladenem PEDOT und negativ geladenen PSS-Dotierstoffen durch polare Lösungsmittel reduziert werden könnte [28]. Eine höhere Dielektrizitätskonstante des polaren Lösungsmittels führt also während des Behandlungsprozesses zu einer stärkeren Abschirmwirkung zwischen Gegenionen und Ladungsträgern. Als Ergebnis variiert die Dicke des behandelten PEDOT:PSS mit verschiedenen Behandlungschemikalien. Abbildung 2b zeigt die Variation des Schichtwiderstands und der Transmission bei 550 nm der mit verschiedenen Alkoholen behandelten PEDOT:PSS-Filme. Wie durch das X . gezeigt -Achse von Fig. 2b betragen die Dicken 113, 99, 95 und 86 nm für unbehandelte, IPA-behandelte, mit Ethanol behandelte bzw. mit Methanol behandelte Filme. Die mit Methanol behandelten Filme zeigen einen Flächenwiderstand von 105 Ω cm ^–  2 und eine Transmission von 95 %. Mit unterschiedlichen Alkoholen behandelte Filme haben fast den gleichen Transmissionswert, was darauf hindeutet, dass die Filmbehandlung hauptsächlich die elektronischen Eigenschaften der PEDOT:PSS-Filme beeinflusst.

a Leitfähigkeiten von PEDOT:PSS-Filmen, die mit verschiedenen Chemikalien behandelt wurden. b Variation von Transmission und Schichtwiderstand für PEDOT:PSS behandelt mit verschiedenen Chemikalien

Es wurde gezeigt, dass die Reorganisation von PEDOT-Nanokristallen in den aufgeschleuderten PEDOT:PSS-Dünnschichten durch Raman-Spektroskopie identifiziert werden kann [29]. Daher führten wir Raman-Messungen durch, um den Unterschied zwischen den behandelten und unbehandelten PEDOT:PSS-Filmen zu untersuchen. Abbildung 3 zeigt die Raman-Spektren der mit verschiedenen Methoden behandelten PEDOT:PSS-Filme. In der chemischen Struktur von PEDOT gibt es zwei resonante Strukturen, nämlich Benzoide und Chinoide, wie in Schema 2 dargestellt [30]. In der Benzoidstruktur ist das C_α –C_β Bindung wird durch zwei konjugierte Elektronen gebildet, während es in der chinoiden Struktur keine konjugierten π . gibt -Elektronen auf dem C_α –C_β Bindung. Die chinoide Struktur zeigt mehr Steifigkeit als die benzoide Struktur. Die starre chinoide Struktur weist stärkere Wechselwirkungen zwischen den PEDOT-Ketten auf, was zu einer hohen Ladungsträgermobilität führt. Wie in Abb. 3 gezeigt, betragen die Verschiebungen für mit Ethanol und IPA behandelte Filme von 1429 zu 1426,8 cm ^− 1 . und 1429 bis 1425,8 cm ^− 1 bzw. im Vergleich zu unbehandelten Folien. Und der mit Methanol behandelte PEDOT:PSS-Film zeigt eine Verschiebung von 1429 zu 1422,7 cm ^− 1 im Vergleich zur unbehandelten PEDOT:PSS-Folie. Die zunehmende Raman-Verschiebung steht im Einklang mit der zunehmenden Polarität und zeigt, dass die Methanolbehandlung die meisten Konformationsänderungen von der Benzoiden- zur Chinoid-Struktur fördert [30]. Mit anderen Worten, die Methanolbehandlung ist der effektivste Weg, um die isolierende PSS-Komponente in der PEDOT:PSS-Folie zu entfernen und eine steifere Struktur und Packung der PEDOT-Ketten zu fördern, was zu einer verbesserten Leistung führt.

Raman-Spektren der unbehandelten PEDOT:PSS-Folie und der mit unterschiedlichen Chemikalien behandelten PEDOT:PSS-Folien

a Benzoid und b chinoide Strukturen existieren innerhalb von PEDOT

Um weiter zu verstehen, ob die PSS-Matrix auf der Oberfläche des PEDT:PSS-Films bis zu einem gewissen Grad nach der Lösungsmittelbehandlung entfernt wird, werden XPS-Experimente durchgeführt, um Komponentenänderungen des PEDOT:PSS-Films nach der Schleuderbeschichtungsbehandlung zu untersuchen. Abbildung 4 zeigt XPS-Spektren des S2p ​​von PEDOT:PSS-Filmen, die mit/ohne Nachbehandlung mit verschiedenen Alkoholen hergestellt wurden. Die Bande zwischen 166 und 172 eV entspricht dem Schwefelatom in PSS und die Bande zwischen 162 und 166 eV entspricht den Schwefelatomen in PEDOT [31, 32]. Das Verhältnis der Bandenflächen für PSS zu PEDOT kann verwendet werden, um die relative Zusammensetzung von PSS zu PEDOT an der Oberfläche zu berechnen. Die Zusammenfassung der Peakflächen der PSS-Menge zu der PEDOT-Menge an der Oberfläche ist in Zusatzdatei 1:Tabelle S1 aufgeführt. Der unbehandelte PEDOT:PSS-Film zeigt ein PSS/PEDOT-Verhältnis von 2,48, was der bereits akzeptierten Schlussfolgerung entspricht, dass die Oberfläche eines PEDOT:PSS-Films mehr PSS enthält als die der Masse [33]. Für mit Ethanol und IPA behandelte Filme beträgt das PSS/PEDOT-Verhältnis 1,50 und 1,87, was darauf hinweist, dass ein gewisses Ausmaß isolierendes PSS während der Lösungsmittelbehandlung abgewaschen wurde. Für die Filme mit Methanolbehandlung wird das PSS/PEDOT-Verhältnis auf 1,33 verringert. Der Trend des verringerten PSS/PEDOT-Verhältnisses stimmt mit der erhöhten elektrischen Leitfähigkeit der resultierenden PEDOT:PSS-Filme überein. Wir führten auch AFM-Studien durch, um den Einfluss der Methanolbehandlung auf die Oberflächenstruktur zu untersuchen. Durch die Höhenbilder in Zusatzdatei 1:Abbildung S1 weisen sowohl behandelte als auch unbehandelte PEDOT:PSS-Folien sehr glatte Oberflächeneigenschaften auf. In beiden Filmen konnten Nanofibrillen-ähnliche Strukturen gefunden werden, was auf den Effekt der vorherigen Zugabe von DMSO zurückgeführt werden könnte. AFM-Messungen zeigen, dass es keine deutliche Veränderung der Kettenstruktur von PEDOT:PSS gibt. Die von AFM geschätzte Oberflächenrauheit für den unbehandelten PEDOT:PSS-Film beträgt 2,08 nm und 2,38 nm für den behandelten Film.

S (2p) XPS-Spektren von unbehandelten und mit Methanol behandelten PEDOT:PSS-Filmen

Die Messung der Impedanzspektroskopie ist eine leistungsfähige Technik, um physikalische Prozesse wie Trägertransfer und Rekombination an internen Grenzflächen unter Verwendung eines geeigneten RC-Gliedes zu untersuchen [34, 35]. Mott-Schottky (MS)-Kurven wurden auch für mit Methanol behandelte und unbehandelte Hybridsolarzellen gemessen. Nach Andersons Modell wird die Kapazität durch die folgende Gleichung beschrieben [36].

wo V _bi ist die eingebaute Spannung, V _App ist die angelegte Spannung, ɛ _r ist die relative Dielektrizitätskonstante, ε ₀ die Vakuumpermittivität ist und N _A ist die Verunreinigungskonzentration des Akzeptors. Das 1/C ² -V Plots der Hybridsolarzellen sind in Zusatzdatei 1 dargestellt:Abbildung S2; der extrapolierte Achsenabschnitt in der Potenzialkoordinatenachse zeigte, dass die Methanolbehandlung keinen mehrdeutigen Einfluss auf das eingebaute Potenzial zeigt. Die im Leerlauf gemessenen Nyquist-Plots von Hybridsolarzellen sind in Abb. 5a dargestellt. Der einzige in jedem Diagramm beobachtete Halbkreis zeigt nur ein RC-Element an der Grenzfläche des Si/PEDOT:PSS-Heteroübergangs an, und das Ersatzschaltbild ist in Fig. 5b dargestellt. Gemäß dem Diffusionsreaktionsmodell [37] ist die Lichtbogenimpedanz dieser Schaltung gegeben durch

wobei Z ′und Z ″ sind die Beträge des Real- und Imaginärteils der Impedanz, und ein Minuszeichen entsteht aufgrund der kapazitiven Reaktanz, die in der Schaltung beteiligt ist. Die angepassten Kurven stimmen gut mit den experimentellen Daten überein, was darauf hindeutet, dass das Schaltungsmodell die reale Schaltung widerspiegelt. Das Widerstandselement R _PN und das Kapazitätselement C _PN werden aus den Fittingdaten geschätzt. Die Lebensdauer der Minoritätsträger (τ ) an den zugehörigen Grenzflächen von Hybridsolarzellen konnte bestimmt werden durch τ = R _PN × C _PN [38]. Die Anpassungsparameter werden in Zusatzdatei 1:Tabelle S2 verglichen. R_PN ist ein kritischer Faktor für die Geräteleistung, da ein hoher R _PN impliziert einen verringerten Trägerverlust durch Rekombination. Wie in Zusatzdatei 1:Tabelle S2 gezeigt, wird eine längere Ladungsträgerlebensdauer für mit Methanol behandelte Bauelemente (751,12 μs) als für unbehandelte Bauelemente (621,81 μs) im Leerlauf erreicht, was auf eine effektivere Elektronenblockierung bei PEDOT:PSS/ schließen lässt. Ag-Schnittstelle in mit Methanol behandelten Geräten.

a EIS (Nyquist-Plots) von unbehandelten und mit Methanol behandelten Si/PEDOT:PSS-Hybridsolarzellen unter Null-Vorspannung, experimentelle Daten werden durch Punkte dargestellt bzw. Anpassungsdaten gemäß den relevanten Modellen werden durch Linien dargestellt. b Äquivalentes Schaltungsmodell zur Anpassung an die experimentellen Daten

Schlussfolgerungen

Zusammenfassend wurde eine Nachbehandlung von PEDOT:PSS-Filmen mit polarem Lösungsmittel vorgeschlagen, um die Leistung von PEDOT:PSS/Si-Solarzellen mit Heteroübergang zu verbessern. Eine hohe Leitfähigkeit von 1105 S cm ^− 1 von PEDOT:PSS wurde durch die Methanolbehandlung als entsprechende Hybridsolarzellen mit einem besten Wirkungsgrad von 12,22% erreicht, was 28% höher im Vergleich zu denen mit unbehandelten PEDOT:PSS-Filmen ist. RAMAN- und XPS-Ergebnisse liefern starke Beweise für die Reorganisation von PEDOT-Nanokristallen und die Reduzierung der PSS-Kette entlang der Oberfläche, die gemeinsam die Leitfähigkeit und damit die Geräteleistung verbessern. Die erhöhte Leitfähigkeit kann der Umlagerung von PEDOT-Einheiten auf der Oberfläche zugeschrieben werden, da die PSS-Matrix durch Aufschleudern mit Methanol entfernt werden kann. EIS-Messungen zeigten eindeutig, dass der Ladungsrekombinationsverlust in Hybridsolarzellen mit mit Methanol behandelten PEDOT:PSS-Filmen im Vergleich zu unbehandelten Geräten reduziert ist. Wir glauben, dass solche kostengünstigen Ansätze zur Modifizierung der Oberfläche der PEDOT:PSS-Pufferschicht vielversprechende Kandidaten für die Photovoltaik-Anwendung wären.