ペロブスカイト太陽電池（PSC）チュートリアル パートC：デバイス構造を調べる
このセクションを始める前に、パートAおよびパートBを完了してください。
1. デバイス層を編集する
perovskites/std_perovskite) /
Spiro (200 nm) / Au (100 nm)。
光学/電気生成がその中で計算されるように、ペロブスカイトをActive層として設定します。
ペロブスカイト太陽電池は、いくつかが電荷を収集または輸送し、他が光を吸収する薄層の積層として構築されます。 OghmaNanoでは、このスタックはメインウィンドウの Device structureタブからアクセスできるLayer editorで編集します（ ??を参照）。 エディタ自体は ??に示されています。
エディタ内の各行は1つの層に対応し、Layer name、Thickness、 Optical material、およびLayer type（例えばActive、Contact、Other）の フィールドを編集できます。 このチュートリアルでは、アクティブ吸収層はstd_perovskite （文献平均化されたMAPbI₃データセット）です。
厚さは重要な設計パラメータです。非常に薄い吸収層（約50 nm）は輸送距離を最小化しますが、一部の光を取りこぼします。 より厚い膜（約400 nm）はより多くの光子を取り込みますが、キャリアが移動しなければならない距離を増やし、 収集前に再結合する可能性を高めます。したがって性能は無限に増加するのではなく中間的な厚さで最大となり、 このトレードオフはペロブスカイトデバイス設計の中心です。
3. Layer editorについてさらに詳しく
Layer editorは、シミュレータで使用されるスタックを定義する場所です。各行は1つの層であり、 各列はその層が光学的および電気的にどのように振る舞うかを制御します。
- Layer name – 人が読みやすいラベル（例：FTO、TiO₂、Perovskite、Spiro、Au）。名前は物理には影響しません。
- Thickness – 層の物理的厚さ（表に示される単位、通常はnm）。
- Optical material – 光学に使用されるn/kデータセット（データベースから選択）。これは電気モデルとは独立です。
- Layer type – ソルバーにその層をどのように扱うかを指示します：
- Active: 完全なdrift–diffusionが解かれ、キャリアが生成・再結合できます。
- Contact: 境界条件（仕事関数、再結合速度）が適用される電極です。
- Other: 受動/輸送層であり、完全な生成–再結合物理なしで光学および静電気に含まれます。
4. どの層をアクティブにすべきか？
原理的には、電子と正孔の両方を支え、かつ光生成または再結合が起こる層だけを Activeとしてマークする必要があります。 最小限のペロブスカイトセルでは、これはPerovskite 吸収層のみを意味し、輸送層（例えばTiO₂やSpiro）は通常 受動層のままにされます。FTOやAuのようなコンタクトは、電極としてのみ機能するため、 決してアクティブにはなりません。
しかし、このチュートリアルではTiO₂（電子輸送層）とSpiro（正孔輸送層） もActiveとしてマークされています。この設定により、これらの輸送層を理想化された抵抗として扱うのではなく、 キャリアがそれらの中をどのように移動するかを調べることができます。 この違いは重要です。これによりペロブスカイトにおける輸送関連損失を捉えることができる一方、 OPVチュートリアルでは通常、物理を単純化するためにこれらの層をOtherのままにしています。
一般的なルールとして、追加層をアクティブに設定するのは、その輸送特性や、 ブロッキングコンタクトやS字型JV曲線のような現象に特に興味がある場合だけにしてください。 それ以外の場合、アクティブ層の数を最小限に抑えることで、 シミュレーションは高速になり、結果も解釈しやすくなります。