ویرایشگر لایه
1. نمای کلی
تقریباً همه دستگاههای اپتوالکترونیکی، از جمله سلولهای خورشیدی، OLEDها و OFETها، از توالیای از لایههای ماده ساخته میشوند. در دستگاههای غیرآلی این لایهها اغلب با روشهایی مانند لایهنشانی در خلأ ساخته میشوند، در حالی که در دستگاههای آلی و هیبریدی از تکنیکهایی مانند spin coating یا چاپ استفاده میشود. در OghmaNano این ساختار لایهای در ویرایشگر لایه نمایش داده میشود، که یک رابط برای تعریف و اصلاح اپیتاکسی یک دستگاه فراهم میکند. اصطلاح اپیتاکسی از فیزیک نیمهرساناهای غیرآلی آمده است، اما در OghmaNano صرفاً به پشته مرتب لایههایی اشاره دارد که یک دستگاه را تشکیل میدهند.
2. تعریف یک لایه
ویرایشگر لایه دستگاه را بهصورت یک جدول از لایهها نمایش میدهد. هر سطر شامل موارد زیر است:
- نام لایه — برچسبی که برای شناسایی لایه استفاده میشود.
- ضخامت — ضخامت فیزیکی لایه.
- ماده نوری — ورودی پایگاهداده ماده که دادههای ضریب شکست و جذب را فراهم میکند.
- نوع لایه — اینکه لایه Contact (تماس)، Electricaly active (فعال) ، Not electricaly active (سایر) باشد
- شناسه — ستون سمت راست شامل شناسه یکتای لایه است (شناسه شیء از JSON پروژه). میتوانید این ستون را گسترش دهید تا مقدار کامل آن آشکار شود و آن را کپی کنید. هنگام نوشتن اسکریپتها یا جستجو در JSON از این شناسه استفاده کنید تا بهصورت بدون ابهام به یک لایه خاص ارجاع دهید—حتی اگر نام قابلخواندن آن برای انسان تغییر کند.
3. نوعهای لایه
هر لایه در یک دستگاه باید یک نوع لایه داشته باشد که تعیین میکند در شبیهسازی چگونه با آن رفتار شود. سه نوع ممکن وجود دارد:
- Contact — تماسهای الکتریکی را در مرزهای دستگاه تعریف میکند (معمولاً بالا و پایین). اینها بهعنوان نقاط استخراج جریان عمل میکنند و شرایط مرزی مورد استفاده حلگر الکتریکی را اعمال میکنند.
- Active — یک لایه نیمهرسانا را مشخص میکند که در آن هم الکترون و هم حفره حضور دارند، و در آن معادلات رانش–پخش و پواسون حل میشوند. این همان جایی است که انتقال بار، بازترکیب و تولید رخ میدهد.
- Other — همه لایههای باقیمانده، مانند لایههای انتقال، لایههای بافر یا کپسولهسازی را پوشش میدهد. این لایهها توسط مدل نوری و حرارتی در نظر گرفته خواهند شد اما توسط حلگر drift-diffusion در نظر گرفته نمیشوند.
این یک اشتباه رایج است که بخواهیم معادلات رانش–پخش را در همه لایههای دستگاه حل کنیم. در عمل این کار ضروری نیست: بسیاری از لایهها تکحاملی یا بسیار رسانا هستند—برای مثال، لایههای انتقال حفره (HTL) و انتقال الکترون (ETL) در دستگاههای آلی—بنابراین بازترکیب الکترون–حفره و دینامیکهای مربوط به جفت بار در آنها رخ نمیدهد. حل رانش–پخش در چنین نواحیای هزینه محاسباتی را افزایش میدهد بدون آنکه بینش فیزیکی اضافهای فراهم کند. از پرچم لایه فعال فقط زمانی استفاده کنید که کاملاً لازم باشد معادلات کوپلشده رانش–پخش و پواسون را حل کنید—برای مثال، در لایه فوتواکتیو یک سلول خورشیدی، کانال یک OFET، یا هر ناحیهای که در آن هم الکترون و هم حفره همزیستی دارند و انتقال/بازترکیب آنها باید بهصورت صریح مدل شود. لایههایی مانند HTL/ETL، بافرهای بسیار رسانا یا تماسهای فلزی معمولاً نباید بهعنوان فعال علامتگذاری شوند مگر آنکه بخواهیم اثراتی مانند منحنیهای JV با شکل S در سلولهای خورشیدی را مطالعه کنیم.