آموزش سلول خورشیدی پروسکایتی (PSC) - بخش F: کنتاکت‌ها

سلول‌های خورشیدی پروسکایتی برای بایاس‌دهی و جمع‌آوری جریان به کنتاکت‌های الکتریکی نیاز دارند. در OghmaNano، کنتاکت‌ها در ویرایشگر کنتاکت تنظیم می‌شوند که از طریق دکمه Contacts باز می‌شود (نگاه کنید به ??). پنجره ویرایشگر (??) به شما اجازه می‌دهد موقعیت کنتاکت و ویژگی‌های الکتریکی مانند نوع بایاس، حامل اکثریت، و شرط مرزی را تعریف کنید.

ستون‌ها در ویرایشگر کنتاکت

• Name — یک برچسب (برای مثال “Au anode”, “TiO₂ cathode”)؛ فقط برای وضوح استفاده می‌شود.
• Top/Bottom — جای‌گذاری کنتاکت در پشته. در دستگاه‌های n–i–p، پایین کاتد انتخاب‌گر الکترون (FTO/TiO₂) و بالا آند انتخاب‌گر حفره (Spiro-OMeTAD/Au) است. در هندسه‌های 2D، جهت‌گیری‌های چپ/راست نیز پشتیبانی می‌شوند.
• Applied voltage — مد بایاس‌دهی:
  • Ground: روی 0 V ثابت است (مرجع).
  • Constant bias: روی یک ولتاژ انتخاب‌شده ثابت است.
  • Change: ترمینال جاروب‌شونده یا اغتشاش‌یافته (در JV، امپدانس، گذراها استفاده می‌شود).
  برای اسکن‌های JV، یک کنتاکت را روی Change و دیگری را روی 0 V تنظیم کنید.
• Charge density / Fermi offset — چگالی حامل اکثریت در فصل‌مشترک را تعریف می‌کند. مقادیر بالا کنتاکت‌های اهمی و انتخاب‌گر ایجاد می‌کنند؛ مقادیر پایین کنتاکت‌های مسدودکننده را شبیه‌سازی می‌کنند که اغلب باعث ایجاد منحنی‌های JV با شکل S می‌شوند.
• Majority carrier — تعیین می‌کند که کنتاکت الکترون‌ها یا حفره‌ها را هدایت کند. در دستگاه‌های MAPbI₃ از نوع n–i–p: پایین/TiO₂ الکترون‌ها را استخراج می‌کند، بالا/Spiro–Au حفره‌ها را استخراج می‌کند. در دستگاه‌های وارونه p–i–n این نقش‌ها معکوس می‌شوند.
• Physical model — شرط مرزی کنتاکت:
  • Ohmic: استخراج/تزریق کارآمد حامل اکثریت (پیش‌فرض).
  • Schottky: انتقال محدودشده به‌وسیله سد، برای مطالعه مسدودشدگی و افت‌های V_OC مفید است.

نکته: برای جاروب‌های JV، یک ترمینال را به‌صورت Change علامت بزنید و دیگری را روی 0 V نگه دارید. برای مطالعه افت‌های کنتاکت در پروسکایت، چگالی حامل اکثریت را کاهش دهید یا به مدل شاتکی تغییر دهید. این کار اغلب منحنی‌های JV با شکل S و V_OC کمتر ایجاد می‌کند و نقش کنتاکت‌های ناقص را آشکار می‌سازد.