Editor JV (Editor de simulación en estado estacionario)

1. Entradas

Si hace clic en el icono del editor JV en la cinta de editores de simulación (??), se abrirá la ventana del editor JV (??). El editor JV se utiliza para configurar simulaciones de corriente–voltaje en estado estacionario. Aplica una rampa de voltaje desde un voltaje inicial definido hasta un voltaje final, independientemente de si el dispositivo es una célula solar, un OFET u otra estructura.

Cinta de editores de simulación con el icono del editor JV resaltado. — Apertura del editor JV desde la cinta de editores de simulación.

Puede establecer el voltaje inicial, el voltaje final y el tamaño de paso. El multiplicador del paso de voltaje JV escala el tamaño de paso después de cada incremento. El valor predeterminado es 1.0 (sin crecimiento). Establecer este multiplicador ligeramente por encima de 1.0 puede reducir el número de pasos y acelerar la simulación, pero valores mucho mayores que 1.05 pueden causar problemas de convergencia.

Ventana del editor JV con campos para voltaje inicial/final, paso, multiplicador de paso, voltaje externo como final y controles de salida. — Ventana del editor JV para configurar simulaciones de corriente–voltaje en estado estacionario.

Parámetro	Descripción
`Start voltage`	Polarización inicial de la rampa de voltaje (V).
`Stop voltage`	Polarización final de la rampa de voltaje (V).
`Voltage step`	Incremento entre puntos sucesivos de polarización (V).
`JV voltage step multiplier`	Escala el tamaño de paso después de cada punto. Los valores > 1 aumentan el paso a medida que avanza el barrido (útil para intervalos grandes); valores muy grandes pueden afectar a la convergencia.
`Use external voltage as stop`	Elige el criterio de parada. Cuando está On, usa el voltaje externo del dispositivo (tras la resistencia serie/shunt). Cuando está Off, usa el voltaje interno del diodo.
`Maximum current density`	Termina el barrido cuando la densidad de corriente alcanza este umbral (A·m⁻²).
`Single point`	Calcula un único punto de operación en lugar de un barrido JV completo.
`JV curve photon generation efficiency`	Multiplicador aplicado a la tasa de generación óptica; puede tener en cuenta la recombinación geminada.
`Charge carrier generation model`	Selecciona el solucionador óptico (p. ej., Transfer Matrix, Ray Tracing).
`Smooth the EQE spectra`	Aplica suavizado a la EQE antes de su uso (se utiliza en determinadas simulaciones OFET 2D).
`Output verbosity to disk`	Controla la escritura de snapshots (bandas, portadores, tasas de generación). No escribir nada, solo resultados clave, todo, o todo cada n-ésimo paso.
`Dump trap distribution`	Escribe en disco el perfil de densidad de estados de trampas.
`Save parameter sweeps`	Guarda métricas de resumen (recombinación media, densidades de portadores, portadores atrapados) en el directorio `sweep`.

2. Salidas

Archivos de simulación

Archivos producidos por la simulación JV
Nombre del archivo	Descripción	Notas
`charge.dat`	Densidad de carga frente a voltaje
`jv.dat`	Curva corriente–voltaje
`k.csv`	Constante de recombinación k
`sim_info.dat`	Resumen de simulación (\(V_{oc}\), \(J_{sc}\), etc. calculados); véase §4.1.4

Directorios de simulación

Directorios escritos por la simulación JV
Directorio	Descripción	Notas
`snapshots/`	Datos dependientes de la posición por paso de simulación para parámetros clave del dispositivo (p. ej., banda de conducción, banda de valencia, potencial, densidades de portadores, tasas de generación y recombinación).
`sweep/`	Métricas integradas espacialmente (promediadas en el dispositivo) en función del paso de simulación (p. ej., tasa total/media de recombinación, densidad media de portadores, densidad de portadores atrapados).

Estas salidas pueden habilitarse ajustando Output verbosity to disk (y, para métricas agregadas, habilitando Save parameter sweeps) en el editor de simulación.

sim_info.dat

Este es un archivo json que contiene todas las métricas clave de simulación, como \(J_{sc}\), \(V_{oc}\), y a continuación se proporciona un ejemplo de archivo sim_info.dat:

Símbolo	Token JSON	Significado	Unidades
\(FF\)	ff	Factor de forma	au
\(PCE\)	pce	Eficiencia de conversión de potencia	%
\(P_{max}\)	P_max	Potencia en el punto de máxima potencia	W
\(V_{oc}\)	V_oc	Voltaje de circuito abierto	V
\(voc_{R}\)	voc_R	Tasa de recombinación en \(P_{max}\)
\(jv_{voc}\)	jv_voc	Punto de datos JV en \(V_{oc}\)
\(jv_{pmax}\)	jv_pmax	Punto de datos JV en \(P_{max}\)
\(voc_{nt}\)	voc_nt	Densidad de electrones atrapados en \(V_{oc}\)	m\(^{-3}\)
\(voc_{pt}\)	voc_pt	Densidad de huecos atrapados en \(V_{oc}\)	m\(^{-3}\)
\(voc_{nf}\)	voc_nf	Densidad de electrones libres en \(V_{oc}\)	m\(^{-3}\)
\(voc_{pf}\)	voc_pf	Densidad de huecos libres en \(V_{oc}\)	m\(^{-3}\)
\(J_{sc}\)	J_sc	Densidad de corriente de cortocircuito	A m\(^{-2}\)
\(jv_{jsc}\)	jv_jsc	Densidad de carga media en \(J_{sc}\)	m\(^{-3}\)
\(jv_{vbi}\)	jv_vbi	Voltaje incorporado	V
\(jv_{gen}\)	jv_gen	Tasa media de generación
\(voc_{np}\)	voc_np	Producto de densidad de portadores en \(V_{oc}\)
\(j_{pmax}\)	j_pmax	Corriente en \(P_{max}\)	A m\(^{-2}\)
\(v_{pmax}\)	v_pmax	Voltaje en \(P_{max}\)	V

Símbolo	Token JSON	Significado	Unidades	Ec.
\(\mu_{jsc}\)	mu_jsc	Movilidad media en \(J_{sc}\)	m\(^2\) V\(^{-1}\) s\(^{-1}\)
\(\mu^{geom}_{jsc}\)	mu_geom_jsc	Movilidad media geométrica en \(J_{sc}\)	m\(^2\) V\(^{-1}\) s\(^{-1}\)
\(\mu^{geom\_micro}_{jsc}\)	mu_geom_micro_jsc	Movilidad media geométrica micro en \(J_{sc}\)	m\(^2\) V\(^{-1}\) s\(^{-1}\)
\(\mu_{voc}\)	mu_voc	Movilidad media en \(V_{oc}\)	m\(^2\) V\(^{-1}\) s\(^{-1}\)
\(\mu^{geom}_{voc}\)	mu_geom_voc	Movilidad media geométrica en \(V_{oc}\)	m\(^2\) V\(^{-1}\) s\(^{-1}\)	\(\sqrt{\langle\mu_e\rangle \langle\mu_h\rangle}\)
\(\mu^{geom\_avg}_{voc}\)	mu_geom_micro_voc	Movilidad media geométrica micro en \(V_{oc}\)	m\(^2\) V\(^{-1}\) s\(^{-1}\)	\(\langle\sqrt{\mu_e \mu_h}\rangle\)
\(\mu^e_{pmax}\)	mu_e_pmax	Movilidad media de electrones en \(P_{max}\)	m\(^2\) V\(^{-1}\) s\(^{-1}\)
\(\mu^h_{pmax}\)	mu_h_pmax	Movilidad media de huecos en \(P_{max}\)	m\(^2\) V\(^{-1}\) s\(^{-1}\)
\(\mu^{geom}_{pmax}\)	mu_geom_pmax	Movilidad media geométrica en \(P_{max}\)	m\(^2\) V\(^{-1}\) s\(^{-1}\)	\(\sqrt{\langle\mu_e\rangle \langle\mu_h\rangle}\)
\(\mu^{geom\_micro}_{pmax}\)	mu_geom_micro_pmax	Movilidad media geométrica micro en \(P_{max}\)	m\(^2\) V\(^{-1}\) s\(^{-1}\)	\(\langle\sqrt{\mu_e \mu_h}\rangle\)
\(\mu_{pmax}\)	mu_pmax	Movilidad media en \(P_{max}\)	m\(^2\) V\(^{-1}\) s\(^{-1}\)

Símbolo	Token JSON	Significado	Unidades	Ec.	Ref
\(\tau_{voc}\)	tau_voc	Tiempo de recombinación en \(V_{oc}\)	s	\(R=(n-n_0)/\tau\)
\(\tau_{pmax}\)	tau_pmax	Tiempo de recombinación en \(P_{max}\)	s	\(R=(n-n_0)/\tau\)
\(\tau^{all}_{voc}\)	tau_all_voc	Tiempo de recombinación (todos los portadores) en \(V_{oc}\)	s	\(R=n/\tau\)
\(\tau^{all}_{pmax}\)	tau_all_pmax	Tiempo de recombinación (todos los portadores) en \(P_{max}\)	s	\(R=n/\tau\)
\(\theta_{srh}\)	theta_srh	\(\theta_{SRH}\) Coeficiente de colección en \(P_{max}\)	au		p.100 5.2a