小型扰动技术主要用来表征太阳能转换设备（例如用于太阳能燃料生产的光伏电池和光电化学（PEC）电池）的特性。太阳能转换材料领域中经常使用的两种主要的小扰动方法是阻抗谱（IS）和强度调制光电流谱（IMPS）。
阻抗谱（IS）包括施加较小的电压扰动并测量调制的提取电流。强度调制光电流谱（IMPS）包括将扰动应用于照明并测量调制的提取电流。
然而，从事太阳能电池表征研究的研究人员意识到，光谱响应通常不容易解释，经常会出现实验性反应，显示出与通常数量或现象不符的奇特行为。特别是在钙钛矿太阳能电池的最新结果中IS虚部的负值或负电容。
在许多论文中，虽然IMPS响应的低频值符号（Q（0）在不同条件下达到负值）的切换与光电流的符号相关，表明这种解释与实验测量结果不一致。将提出一个基于IMPS 一般特征的物理模型来解释负Q（0），这为太阳能转换设备中量子效率和电荷提取的解释提供了新的思路。
IS和IMPS的两种技术可概括为，其涉及的光电流，的一般表达式Ĵ é，从光，一个小的扰动而产生Ĵ φ，或电压，V，在任何频率作为IMPS的线性组合（Q）和IS（Z）传递函数表示为系数：
从该一般的约束，在没有调制的照明获得响应（在IS Ĵ φ = 0），否则IMPS当V=0。IS结合了电流和电压，因此，传递函数的实部与电阻有关，而虚部传达有关电容的信息。因此，IS可以区分损耗过程（电阻性）和极化过程（电容性），并且可以估算这些过程的时标。此外，低频截距对应于直流电阻：
其中，V 1和V分别是直流电压和稳态提取电流。另一方面，IMPS将提取的光电流与照明相关联，如图1a的方案所示。因此，其传递函数的实部与EQE的变化有关。
图1.（a）太阳能转换光电极中IMPS测量设置的示意图。（b）中IMPS复表示，其中Q '和- Q “是实和虚分量，分别，传递函数的Q（ω）。（c）代表性的j e – j ϕ图，表明该图中的斜率与IMPS测量的Q（0）截距直接相关。
根据这些定义表明IMPS传递函数的负值与光照下光电流的导数相关，而与光电流是正还是负无关。
到目前为止研究结果提供了一种研究PEC电池的通用光电方法，该方法可以产生有关其操作的大量信息。稳态光电流随光强度的变化可以提供有关特定重组机制的直接直觉，例如理想因子的变化，俘获效应和注入势垒。
如图1所示，在接近OCP的电压下EQE的diff值为0 B（0.25 V相对于RHE）表示光电流针对不同的光强度的不变值，表示在不同的光强度的是LSV测量将收敛到同一或非常相似的OCP值。
这可以表明在BVO 4中发生了费米能级固定（如参考文献（29）中 IS测量所建议的那样），其中施加的电势在界面处被偶极子吸收，对于晶体不足的金红石TiO 2纳米线也已观察到。
最后，对于较大的反向偏置，浅陷阱中充满了空穴，从而可以有效地提取光生空穴，并导致光强度随光电流的增加而增加。目前正在对与负EQE 差异有关的这些机制进行详细验证，但目前的观点尚不包括在内。
通过实验证明，在IMPS测量中观察到的传递函数实部的负值不是电流符号切换的结果，而是指示提取的光电流随入射光子通量强度的变化而变化。在BiVO 4光电阳极中确认了这一点，方法是确定OCP下方的区域，该区域显示出正的光电流，同时产生负的EQE diff值。