Éditeur de calques
1. Aperçu général
La quasi-totalité des dispositifs optoélectroniques, notamment les cellules solaires, les OLED et les OFET, sont constitués d’une séquence de couches de matériaux. Dans les dispositifs inorganiques, ces couches sont souvent fabriquées à l’aide de méthodes telles que le dépôt en phase vapeur, tandis que dans les dispositifs organiques et hybrides, on utilise des techniques telles que le dépôt par rotation ou l’impression. Dans OghmaNano, cette structure en couches est représentée dans l’éditeur de couches, qui fournit une interface permettant de définir et de modifier l’épitaxie d’un dispositif. Le terme « épitaxie » est issu de la physique des semi-conducteurs inorganiques, mais dans OghmaNano, il désigne simplement l’empilement ordonné des couches qui composent un dispositif.
2. Définir une couche.
L’éditeur de calques affiche l’appareil sous forme de tableau de calques. Chaque ligne contient :
- Nom de la couche — libellé utilisé pour identifier la couche.
- Épaisseur : épaisseur physique de la couche.
- Matériau optique : il s’agit de la fiche descriptive du matériau dans la base de données, qui contient les données relatives à l’indice de réfraction et à l’absorption.
- Type de couche : indique si la couche est une couche de contact, une couche électriquement active ou une couche non électriquement active.
- ID : la colonne la plus à droite contient l’ID unique de la couche (l’identifiant de l’objet dans le fichier JSON du projet). Vous pouvez développer cette colonne pour afficher la valeur complète et la copier. Utilisez cet ID lorsque vous écrivez des scripts ou que vous effectuez une recherche dans le fichier JSON afin de faire référence de manière non ambiguë à une couche spécifique, même si son nom, tel qu’il apparaît, change.
3. Types de calques
Chaque couche d’un dispositif doit se voir attribuer un type de couche, ce qui détermine la manière dont elle est traitée dans la simulation. Il existe trois types possibles :
- Contact — désigne les points de contact électriques situés aux limites du dispositif (généralement en haut et en bas). Ils servent de points d’extraction du courant et définissent les conditions aux limites utilisées par le solveur électrique.
- Actif : désigne une couche semi-conductrice dans laquelle sont présents à la fois des électrons et des trous, et où les équations de dérive-diffusion et de Poisson sont résolues. C’est dans cette couche que se produisent le transport des charges, la recombinaison et la génération.
- Autres — englobe toutes les couches restantes, telles que les couches de transport, les couches tampons ou les couches d’encapsulation. Ces couches seront prises en compte par le modèle optique et thermique, mais pas par le solveur de diffusion-dérive.
Il est courant de vouloir résoudre les équations de dérive-diffusion dans chaque couche du dispositif, mais en pratique, cela est souvent inutile. De nombreuses couches ne contiennent qu’un seul type de porteur de charge ou sont très conductrices, comme les couches de transport de trous (HTL) et de transport d’électrons (ETL) dans les dispositifs organiques. Par conséquent, la recombinaison électron-trou et la dynamique associée des paires de charges n’y ont pas lieu. Résoudre les équations de dérive-diffusion dans ces régions augmente la charge de calcul sans apporter d’informations physiques supplémentaires. Utilisez le drapeau de couche active uniquement lorsque vous devez absolument résoudre les équations de dérive-diffusion et de Poisson couplées, par exemple dans la couche photoactive d’une cellule solaire, le canal d’un transistor organique à effet de champ (OFET) ou toute autre région où les électrons et les trous coexistent et où leur transport/recombinaison doit être modélisé explicitement. Les couches telles que les HTL/ETL, les couches tampons très conductrices ou les contacts métalliques ne doivent généralement pas être marquées comme actives, sauf si l’on souhaite étudier des effets tels que les courbes de courant-tension en forme de S dans les cellules solaires.