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OghmaNano Multiphysics simulation platform for optoelectronic devices and photonic systems DOWNLOAD Quick Start guide

Simulation CELIV sur les cellules solaires à pérovskite : partie B.

Étape 1 : ajuster la vitesse de montée.

OghmaNano Editors ribbon with the Time domain editor highlighted.
La barre d’outils « Éditeurs » affiche l’éditeur temporel. Cliquez dessus pour ouvrir l’éditeur temporel.
Time domain experiment window showing a perovskite hysteresis JV curve configuration.
La configuration par défaut de l’expérience d’hystérésis de Perovskite est affichée lorsque l’éditeur temporel s’ouvre. Pour afficher les données CELIV, cliquez sur l’option CELIV dans la liste située à gauche.
Time domain experiment window showing the CELIV experiment with a voltage ramp from 0 V to –5 V between 10 and 17 μs.
Configuration de l’expérience CELIV. Ici, une rampe de tension est appliquée entre environ 10 µs et 17 µs, en partant de 0 V pour atteindre environ –5 V.

L’expérience CELIV repose sur l’éditeur temporel. Les simulations dans le domaine temporel sont configurées à l’aide de cet outil, auquel on peut accéder depuis la fenêtre « Éditeurs » en cliquant sur le bouton « Éditeur temporel » (??). Le premier onglet présente le balayage J–V par défaut dans le domaine temporel, utilisé pour simuler l’hystérésis dans les dispositifs à pérovskite (??). Dans cette configuration, la tension commence à 0 V, puis diminue jusqu’à une polarisation négative, puis augmente jusqu’à une polarisation positive, ce qui constitue une configuration standard pour les simulations d’hystérésis J–V dans le domaine temporel. Cependant, pour CELIV, nous ne sommes pas intéressés par le balayage d’hystérésis, mais plutôt par la phase transitoire d’extraction. En cliquant sur l’onglet CELIV, vous pouvez passer à la configuration de l’expérience CELIV (??). Ici, la simulation est configurée avec une pré-polarisation initiale de +0,6 V, suivie d’un balayage linéaire jusqu’à –5 V, puis d’un retour brusque à la tension de départ. L’expérience est également définie dans des conditions d’obscurité (sans illumination). Notez que les noms des onglets dans l’éditeur temporel sont entièrement modifiables, vous pouvez donc les renommer selon vos besoins. Les paramètres du programme de tension peuvent être modifiés directement à l’aide du tableau situé en bas de la fenêtre.

OghmaNano Simulation type ribbon showing the Perovskite and CELIV icons, which correspond to the time-domain editor modes.
Le ruban de type « Simulation ». On y voit les icônes « Perovskite » et « CELIV », qui correspondent aux modes d’édition dans le domaine temporel. La sélection de « CELIV » lance une simulation transitoire CELIV, tandis que la sélection de « Perovskite » lance une analyse J–V dans le domaine temporel, utilisée pour les simulations d’hystérésis.

À partir de la fenêtre principale d’OghmaNano, accédez à l’onglet « Type de simulation » (??). Vous verrez deux icônes associées à l’éditeur temporel : « Analyse de Perovskite » et « Analyse CELIV ». Ces icônes sont directement liées aux formes d’onde définies précédemment dans l’éditeur temporel. Si le bouton CELIV est sélectionné, le solveur exécutera une simulation transitoire CELIV ; si le bouton Perovskite est actif, le solveur effectuera plutôt une analyse J–V dans le domaine temporel, comme cela a été démontré précédemment. Il est important de noter que ces analyses de tension sont toujours appliquées au contact actif défini dans l’éditeur de contact. Le même principe s’applique à tout type de dispositif (par exemple, les transistors OFET, les diodes électroluminescentes OLED ou les diodes). À titre d’exercice, retournez à l’éditeur temporel, sous l’onglet CELIV, et modifiez la tension de fin de –5 V à –6 V. Ensuite, relancez la simulation et examinez comment la simulation transitoire est modifiée. Les exercices supplémentaires décrits ci-dessous vous aideront à approfondir votre compréhension de l’analyse CELIV.

📝 Essayez par vous-même :

✅ Résultats attendus
  • Tension d’arrêt : une tension d’arrêt plus négative augmente le champ d’extraction, ce qui entraîne une légère augmentation et un affinement du pic.
  • Longueur de la rampe : une variation plus lente (rampe plus longue) décale le pic vers des moments ultérieurs et l’élargit ; une variation plus rapide fait apparaître le pic plus tôt et le rétrécit.
  • Mobilité : une mobilité plus faible retarde l’apparition du pic (ce qui augmente la valeur de tmax), tandis qu’une mobilité plus élevée fait apparaître le pic plus tôt. Cela découle directement de l’équation de CELIV.
  • Intensité lumineuse : une augmentation de l’intensité lumineuse accroît l’amplitude maximale, car davantage de porteurs sont générés. Une diminution de l’intensité lumineuse réduit l’amplitude maximale, et à une intensité lumineuse très faible, il peut être difficile de distinguer le signal d’extraction de la ligne de base de la capacité.

Ces tendances sont conformes à la théorie de CELIV et offrent un moyen de valider à la fois les paramètres de votre simulation et votre intuition physique.

👉 Prochaines étapes :