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Editor di JV (editor per la simulazione a regime stazionario)Editor di JV (editor per la simulazione a regime stazionario)

1. Dati di input1. Dati di input

Se si fa clic sull’icona dell’editor JV nella barra degli strumenti degli editor di simulazione (??), si aprirà la finestra dell’editor JV (??). L’editor JV viene utilizzato per configurare le simulazioni di corrente-tensione in condizioni di regime stazionario. Applica una rampa di tensione che parte da una tensione iniziale definita e arriva a una tensione finale, indipendentemente dal fatto che il dispositivo sia una cella solare, un OFET o un’altra struttura.Se si fa clic sull’icona dell’editor JV nella barra degli strumenti degli editor di simulazione (??), si aprirà la finestra dell’editor JV (??). L’editor JV viene utilizzato per configurare le simulazioni di corrente-tensione in condizioni di regime stazionario. Applica una rampa di tensione che parte da una tensione iniziale definita e arriva a una tensione finale, indipendentemente dal fatto che il dispositivo sia una cella solare, un OFET o un’altra struttura.

Simulation editors ribbon with the JV editor icon highlighted.
È possibile aprire l’editor JV dalla barra multifunzione degli editor di simulazione.È possibile aprire l’editor JV dalla barra multifunzione degli editor di simulazione.

È possibile impostare la tensione di partenza, la tensione di arresto e l’incremento. Il moltiplicatore dell’incremento di tensione JV modifica l’incremento dopo ogni passo. Il valore predefinito è 1,0 (nessuna variazione). Impostando questo moltiplicatore leggermente al di sopra di 1,0, è possibile ridurre il numero di passi e accelerare la simulazione, ma valori molto superiori a 1,05 potrebbero causare problemi di convergenza.È possibile impostare la tensione di partenza, la tensione di arresto e l’incremento. Il moltiplicatore dell’incremento di tensione JV modifica l’incremento dopo ogni passo. Il valore predefinito è 1,0 (nessuna variazione). Impostando questo moltiplicatore leggermente al di sopra di 1,0, è possibile ridurre il numero di passi e accelerare la simulazione, ma valori molto superiori a 1,05 potrebbero causare problemi di convergenza.

JV editor window with fields for start/stop voltage, step, step multiplier, external voltage as stop, and output controls.
Finestra dell’editor JV per la configurazione delle simulazioni di corrente-tensione in condizioni di regime stazionario.Finestra dell’editor JV per la configurazione delle simulazioni di corrente-tensione in condizioni di regime stazionario.
ParametroParametro DescrizioneDescrizione
Start voltageStart voltageValore iniziale della pendenza della rampa di tensione (V).Valore iniziale della pendenza della rampa di tensione (V).
Stop voltageStop voltageValore finale della deriva della rampa di tensione (V).Valore finale della deriva della rampa di tensione (V).
Voltage stepVoltage stepVariazione tra i successivi punti di polarizzazione (V).Variazione tra i successivi punti di polarizzazione (V).
JV voltage step multiplierJV voltage step multiplierDopo ogni punto, la dimensione del passo viene modificata in base al valore corrente. Valori superiori a 1 aumentano il passo man mano che procede la scansione (utile per intervalli ampi); valori molto elevati potrebbero influire sulla convergenza.Dopo ogni punto, la dimensione del passo viene modificata in base al valore corrente. Valori superiori a 1 aumentano il passo man mano che procede la scansione (utile per intervalli ampi); valori molto elevati potrebbero influire sulla convergenza.
Use external voltage as stopUse external voltage as stopDefinisce il criterio di arresto. Quando l’opzione è attiva, utilizza la tensione del dispositivo esterno (dopo la resistenza in serie/parallelo). Quando l’opzione è disattivata, utilizza la tensione del diodo interno.Definisce il criterio di arresto. Quando l’opzione è attiva, utilizza la tensione del dispositivo esterno (dopo la resistenza in serie/parallelo). Quando l’opzione è disattivata, utilizza la tensione del diodo interno.
Maximum current densityMaximum current densityInterrompe la scansione quando la densità di corrente raggiunge questa soglia (A·m−2).Interrompe la scansione quando la densità di corrente raggiunge questa soglia (A·m−2).
Single pointSingle pointCalcola un singolo punto di funzionamento anziché eseguire una scansione completa della curva caratteristica.Calcola un singolo punto di funzionamento anziché eseguire una scansione completa della curva caratteristica.
JV curve photon generation efficiencyJV curve photon generation efficiencyFattore di moltiplicazione applicato alla velocità di generazione ottica; può tenere conto della ricombinazione geminata.Fattore di moltiplicazione applicato alla velocità di generazione ottica; può tenere conto della ricombinazione geminata.
Charge carrier generation modelCharge carrier generation modelSeleziona il metodo di calcolo ottico (ad esempio, metodo della matrice di trasferimento, tracciamento dei raggi).Seleziona il metodo di calcolo ottico (ad esempio, metodo della matrice di trasferimento, tracciamento dei raggi).
Smooth the EQE spectraSmooth the EQE spectraApplica una funzione di smussamento alla curva EQE prima dell’utilizzo (impiegata in alcune simulazioni di OFET bidimensionali).Applica una funzione di smussamento alla curva EQE prima dell’utilizzo (impiegata in alcune simulazioni di OFET bidimensionali).
Output verbosity to diskOutput verbosity to diskGestisce la scrittura dei dati relativi agli snapshot (bande, portanti, frequenze di generazione). È possibile scegliere di non scrivere nulla, di scrivere solo i risultati principali, di scrivere tutto o di scrivere tutto a intervalli regolari.Gestisce la scrittura dei dati relativi agli snapshot (bande, portanti, frequenze di generazione). È possibile scegliere di non scrivere nulla, di scrivere solo i risultati principali, di scrivere tutto o di scrivere tutto a intervalli regolari.
Dump trap distributionDump trap distributionScrive su disco il profilo della densità degli stati della trappola.Scrive su disco il profilo della densità degli stati della trappola.
Save parameter sweepsSave parameter sweepsSalva i valori riassuntivi (media della ricombinazione, densità dei portatori di carica, portatori intrappolati) nella directory sweep.Salva i valori riassuntivi (media della ricombinazione, densità dei portatori di carica, portatori intrappolati) nella directory sweep.

2. Risultati ottenuti2. Risultati ottenuti

File di simulazioneFile di simulazione

Files produced by the JV simulation
Nome del fileNome del file DescrizioneDescrizione Note.Note.
charge.datcharge.dat Densità di carica in funzione della tensione.Densità di carica in funzione della tensione.
jv.datjv.dat Curva corrente-tensioneCurva corrente-tensione
k.csvk.csv Costante di ricombinazione kCostante di ricombinazione k
sim_info.datsim_info.dat Riepilogo della simulazione (valori calcolati di \(V_{oc}\), \(J_{sc}\), ecc.); consultare §4.1.4.Riepilogo della simulazione (valori calcolati di \(V_{oc}\), \(J_{sc}\), ecc.); consultare §4.1.4.

Directory di simulazioneDirectory di simulazione

Directories written by the JV simulation
Elenco/RubricaElenco/Rubrica DescrizioneDescrizione Note.Note.
snapshots/snapshots/ Dati che variano in base alla posizione, rilevati per ogni fase della simulazione, relativi ai parametri chiave del dispositivo (ad esempio, banda di conduzione, banda di valenza, potenziale, densità dei portatori di carica, tassi di generazione e ricombinazione).Dati che variano in base alla posizione, rilevati per ogni fase della simulazione, relativi ai parametri chiave del dispositivo (ad esempio, banda di conduzione, banda di valenza, potenziale, densità dei portatori di carica, tassi di generazione e ricombinazione).
sweep/sweep/ Parametri integrati nello spazio (calcolati come media su tutti i dispositivi) in funzione del passo di simulazione (ad esempio, tasso di ricombinazione totale/medio, densità media dei portatori di carica, densità dei portatori di carica intrappolati).Parametri integrati nello spazio (calcolati come media su tutti i dispositivi) in funzione del passo di simulazione (ad esempio, tasso di ricombinazione totale/medio, densità media dei portatori di carica, densità dei portatori di carica intrappolati).

È possibile attivare queste funzioni di output modificando il livello di dettaglio dell’output su disco (e, nel caso di metriche aggregate, abilitando l’opzione di salvataggio dei risultati delle diverse configurazioni) nell’editor di simulazione.È possibile attivare queste funzioni di output modificando il livello di dettaglio dell’output su disco (e, nel caso di metriche aggregate, abilitando l’opzione di salvataggio dei risultati delle diverse configurazioni) nell’editor di simulazione.

sim_info.datsim_info.dat

Questo è un file JSON che contiene tutte le principali metriche di simulazione, come \(J_{sc}\), \(V_{oc}\), e di seguito è riportato un esempio del file sim_info.dat:Questo è un file JSON che contiene tutte le principali metriche di simulazione, come \(J_{sc}\), \(V_{oc}\), e di seguito è riportato un esempio del file sim_info.dat:

SimboloSimbolo Token JSONToken JSON SignificatoSignificato UnitàUnità Equazione.Equazione. RiferimentoRiferimento
\(FF\)\(FF\) ffff Fattore di riempimentoFattore di riempimento auau
\(PCE\)\(PCE\) pcepce Efficienza della conversione di potenzaEfficienza della conversione di potenza %%
\(P_{max}\)\(P_{max}\) P massimoP massimo Potenza al punto di massima efficienza.Potenza al punto di massima efficienza. WW
\(V_{oc}\)\(V_{oc}\) V_ocV_oc Tensione a circuito apertoTensione a circuito aperto VV
\(voc_{R}\)\(voc_{R}\) voc_Rvoc_R Tasso di ricombinazione in corrispondenza di \(P_{max}\)Tasso di ricombinazione in corrispondenza di \(P_{max}\)
\(jv_{voc}\)\(jv_{voc}\) jv_vocjv_voc I dati di JV indicano \(V_{oc}\).I dati di JV indicano \(V_{oc}\).
\(jv_{pmax}\)\(jv_{pmax}\) jv_pmaxjv_pmax I dati di JV indicano \(P_{max}\).I dati di JV indicano \(P_{max}\).
\(voc_{nt}\)\(voc_{nt}\) voc_ntvoc_nt Densità di elettroni intrappolati in corrispondenza di \(V_{oc}\).Densità di elettroni intrappolati in corrispondenza di \(V_{oc}\). m\(^{-3}\)m\(^{-3}\)
\(voc_{pt}\)\(voc_{pt}\) voc_ptvoc_pt Densità dei difetti a forma di cavità nella zona \(V_{oc}\)Densità dei difetti a forma di cavità nella zona \(V_{oc}\) m\(^{-3}\)m\(^{-3}\)
\(voc_{nf}\)\(voc_{nf}\) voc_nfvoc_nf Densità di elettroni liberi in corrispondenza di \(V_{oc}\)Densità di elettroni liberi in corrispondenza di \(V_{oc}\) m\(^{-3}\)m\(^{-3}\)
\(voc_{pf}\)\(voc_{pf}\) voc_pfvoc_pf Concentrazione di vuoti libera in corrispondenza di \(V_{oc}\)Concentrazione di vuoti libera in corrispondenza di \(V_{oc}\) m\(^{-3}\)m\(^{-3}\)
\(J_{sc}\)\(J_{sc}\) J_scJ_sc Densità di corrente di cortocircuitoDensità di corrente di cortocircuito A m\(^{-2}\)A m\(^{-2}\)
\(jv_{jsc}\)\(jv_{jsc}\) jv_jscjv_jsc Densità di carica media in corrispondenza di \(J_{sc}\)Densità di carica media in corrispondenza di \(J_{sc}\) m\(^{-3}\)m\(^{-3}\)
\(jv_{vbi}\)\(jv_{vbi}\) jv_vbijv_vbi Tensione integrataTensione integrata VV
\(jv_{gen}\)\(jv_{gen}\) jv_genjv_gen Tasso medio di generazioneTasso medio di generazione
\(voc_{np}\)\(voc_{np}\) voc_npvoc_np Prodotto della densità dei portatori di carica in corrispondenza di \(V_{oc}\).Prodotto della densità dei portatori di carica in corrispondenza di \(V_{oc}\).
\(j_{pmax}\)\(j_{pmax}\) j_pmaxj_pmax Corrente in \(P_{max}\)Corrente in \(P_{max}\) A m\(^{-2}\)A m\(^{-2}\)
\(v_{pmax}\)\(v_{pmax}\) v_pmaxv_pmax Tensione al punto \(P_{max}\)Tensione al punto \(P_{max}\) VV
SimboloSimbolo Token JSONToken JSON SignificatoSignificato UnitàUnità Equazione.Equazione. RiferimentoRiferimento
\(\mu_{jsc}\)\(\mu_{jsc}\) mu_jscmu_jsc Mobilità media in corrispondenza di \(J_{sc}\)Mobilità media in corrispondenza di \(J_{sc}\) m\(^2\) V\(^{-1}\) s\(^{-1}\)m\(^2\) V\(^{-1}\) s\(^{-1}\)
\(\mu^{geom}_{jsc}\)\(\mu^{geom}_{jsc}\) mu_geom_jscmu_geom_jsc Media geometrica della mobilità in corrispondenza di \(J_{sc}\)Media geometrica della mobilità in corrispondenza di \(J_{sc}\) m\(^2\) V\(^{-1}\) s\(^{-1}\)m\(^2\) V\(^{-1}\) s\(^{-1}\)
\(\mu^{geom\_micro}_{jsc}\)\(\mu^{geom\_micro}_{jsc}\) mu_geom_micro_jscmu_geom_micro_jsc Media geometrica della mobilità micro a \(J_{sc}\).Media geometrica della mobilità micro a \(J_{sc}\). m\(^2\) V\(^{-1}\) s\(^{-1}\)m\(^2\) V\(^{-1}\) s\(^{-1}\)
\(\mu_{voc}\)\(\mu_{voc}\) mu_vocmu_voc Mobilità media in corrispondenza di \(V_{oc}\)Mobilità media in corrispondenza di \(V_{oc}\) m\(^2\) V\(^{-1}\) s\(^{-1}\)m\(^2\) V\(^{-1}\) s\(^{-1}\)
\(\mu^{geom}_{voc}\)\(\mu^{geom}_{voc}\) mu_geom_vocmu_geom_voc Media geometrica della mobilità in corrispondenza di \(V_{oc}\)Media geometrica della mobilità in corrispondenza di \(V_{oc}\) m\(^2\) V\(^{-1}\) s\(^{-1}\)m\(^2\) V\(^{-1}\) s\(^{-1}\) \(\sqrt{\langle\mu_e\rangle \langle\mu_h\rangle}\)\(\sqrt{\langle\mu_e\rangle \langle\mu_h\rangle}\)
\(\mu^{geom\_avg}_{voc}\)\(\mu^{geom\_avg}_{voc}\) mu_geom_micro_vocmu_geom_micro_voc Media geometrica della mobilità micro a \(V_{oc}\).Media geometrica della mobilità micro a \(V_{oc}\). m\(^2\) V\(^{-1}\) s\(^{-1}\)m\(^2\) V\(^{-1}\) s\(^{-1}\) \(\langle\sqrt{\mu_e \mu_h}\rangle\)\(\langle\sqrt{\mu_e \mu_h}\rangle\)
\(\mu^e_{pmax}\)\(\mu^e_{pmax}\) mu_e_pmaxmu_e_pmax Mobilità media degli elettroni in corrispondenza di \(P_{max}\)Mobilità media degli elettroni in corrispondenza di \(P_{max}\) m\(^2\) V\(^{-1}\) s\(^{-1}\)m\(^2\) V\(^{-1}\) s\(^{-1}\)
\(\mu^h_{pmax}\)\(\mu^h_{pmax}\) mu_h_pmaxmu_h_pmax Mobilità media delle cariche nel punto \(P_{max}\)Mobilità media delle cariche nel punto \(P_{max}\) m\(^2\) V\(^{-1}\) s\(^{-1}\)m\(^2\) V\(^{-1}\) s\(^{-1}\)
\(\mu^{geom}_{pmax}\)\(\mu^{geom}_{pmax}\) mu_geom_pmaxmu_geom_pmax Media geometrica della mobilità in corrispondenza di \(P_{max}\)Media geometrica della mobilità in corrispondenza di \(P_{max}\) m\(^2\) V\(^{-1}\) s\(^{-1}\)m\(^2\) V\(^{-1}\) s\(^{-1}\) \(\sqrt{\langle\mu_e\rangle \langle\mu_h\rangle}\)\(\sqrt{\langle\mu_e\rangle \langle\mu_h\rangle}\)
\(\mu^{geom\_micro}_{pmax}\)\(\mu^{geom\_micro}_{pmax}\) mu_geom_micro_pmaxmu_geom_micro_pmax Media geometrica della mobilità micro a \(P_{max}\).Media geometrica della mobilità micro a \(P_{max}\). m\(^2\) V\(^{-1}\) s\(^{-1}\)m\(^2\) V\(^{-1}\) s\(^{-1}\) \(\langle\sqrt{\mu_e \mu_h}\rangle\)\(\langle\sqrt{\mu_e \mu_h}\rangle\)
\(\mu_{pmax}\)\(\mu_{pmax}\) mu_pmaxmu_pmax Mobilità media in corrispondenza di \(P_{max}\)Mobilità media in corrispondenza di \(P_{max}\) m\(^2\) V\(^{-1}\) s\(^{-1}\)m\(^2\) V\(^{-1}\) s\(^{-1}\)
SimboloSimbolo Token JSONToken JSON SignificatoSignificato UnitàUnità Equazione.Equazione. RiferimentoRiferimento
\(\tau_{voc}\)\(\tau_{voc}\) tau_voctau_voc Tempo di ricombinazione in \(V_{oc}\)Tempo di ricombinazione in \(V_{oc}\) ss \(R=(n-n_0)/\tau\)\(R=(n-n_0)/\tau\)
\(\tau_{pmax}\)\(\tau_{pmax}\) tau_pmaxtau_pmax Tempo di ricombinazione in \(P_{max}\)Tempo di ricombinazione in \(P_{max}\) ss \(R=(n-n_0)/\tau\)\(R=(n-n_0)/\tau\)
\(\tau^{all}_{voc}\)\(\tau^{all}_{voc}\) tau_tutti_voctau_tutti_voc Tempo di ricombinazione (tutti i vettori) in corrispondenza di \(V_{oc}\)Tempo di ricombinazione (tutti i vettori) in corrispondenza di \(V_{oc}\) ss \(R=n/\tau\)\(R=n/\tau\)
\(\tau^{all}_{pmax}\)\(\tau^{all}_{pmax}\) tau_pmax_totaletau_pmax_totale Tempo di ricombinazione (tutti i vettori) in corrispondenza di \(P_{max}\)Tempo di ricombinazione (tutti i vettori) in corrispondenza di \(P_{max}\) ss \(R=n/\tau\)\(R=n/\tau\)
\(\theta_{srh}\)\(\theta_{srh}\) theta_srhtheta_srh \(\theta_{SRH}\) Coefficiente di raccolta a \(P_{max}\)\(\theta_{SRH}\) Coefficiente di raccolta a \(P_{max}\) auau p. 100, 5.2ap. 100, 5.2a