Моделювання за допомогою CELIV для перовськитних сонячних елементів: частина B.
Крок 1: Налаштування швидкості зміни нахилу.
Експеримент CELIV базується на редакторі часової області. Моделювання в часовій області налаштовується за допомогою цього інструменту, до якого можна отримати доступ із вікна редакторів, натиснувши кнопку «Редактор часової області» (??). На першій вкладці представлено стандартну характеристику J–V у часовій області, яка використовується для моделювання гістерезису в перовськитних пристроях (??). У цій конфігурації напруга починається з 0 В, потім зменшується до від’ємного значення, а потім збільшується до додатного значення — це стандартна схема для моделювання гістерезису J–V у часовій області. Однак для експерименту CELIV нас цікавить не характеристика гістерезису, а перехідний процес. Натиснувши на вкладку CELIV, можна перейти до налаштувань експерименту CELIV (??). Тут моделювання налаштовується з початковим значенням зміщення +0,6 В, після чого відбувається лінійне зменшення до –5 В, а потім різке повернення до початкової напруги. Експеримент також проводиться в умовах відсутності освітлення. Зверніть увагу, що назви вкладок у редакторі часової області можна повністю змінювати, тому ви можете перейменовувати їх за потреби. Параметри програми напруги можна змінювати безпосередньо за допомогою таблиці внизу вікна.
З головного вікна OghmaNano перейдіть до вкладки «Тип моделювання» (??). Ви побачите дві піктограми, пов’язані з редактором часової області: «Сканування перовськіту» та «Сканування CELIV». Вони безпосередньо пов’язані з сигналами, визначеними раніше в редакторі часової області. Якщо вибрано кнопку «CELIV», вирішувач виконає перехідний процес CELIV; якщо активна кнопка «Перовськіт», вирішувач замість цього виконає сканування J–V у часовій області, як показано раніше. Важливо зазначити, що ці сканування напруги завжди застосовуються до активного контакту, визначеного в редакторі контактів. Той самий принцип застосовується до будь-якого типу пристрою (наприклад, OFET, OLED або діоди). Для виконання вправи поверніться до редактора часової області у вкладці «CELIV» і змініть кінцеву напругу з –5 В на –6 В. Потім повторно запустіть моделювання та перевірте, як змінюється перехідний процес. Наступні інструкції допоможуть вам глибше зрозуміти аналіз CELIV.
📝 Спробуйте самі:
- Відкрийте редактор часової області та перейдіть на вкладку CELIV.
- Змініть значення напруги зупинки з –5 В до –10 В.
- Повторіть моделювання та порівняйте нову перехідну характеристику CELIV з оригінальною. Як змінюється пік екстракції за часом і амплітудою?
- Відрегулюйте довжину імпульсу, щоб змінити швидкість зміни напруги – зробити її повільнішою або швидшою. Зверніть увагу на те, як це впливає на положення та ширину піку.
- У редакторі параметрів електричних характеристик зменште рухливість носіїв заряду на один порядок. Знову запустіть програму CELIV — як зменшення рухливості впливає на час, коли досягається пікове значення?
- Тепер збільште значення параметра «рухливість» (наприклад, подвоїть його) і зверніть увагу на результат. Чи відбувається зсув піку екстракції в більш ранній час, як і очікувалося?
- У візуальній смузі головного вікна збільште значення параметра «Інтенсивність світла», щоб змоделювати вищу або нижчу освітленість. Зверніть увагу, як збільшення інтенсивності впливає на висоту перехідного піку.
✅ Очікувані результати
- Напруга зупинки: збільшення від’ємної напруги зупинки посилює поле екстракції, що призводить до дещо вищого та чіткішого піку.
- Тривалість розгону: повільніший розгін (більша тривалість) зміщує пік у часі та розширює його; швидший розгін робить пік більш раннім і вузьким.
- Рухливість: нижча рухливість затримує настання максимуму (збільшує tmax), тоді як вища рухливість переносить максимум на більш ранній час. Це безпосередньо випливає з рівняння CELIV.
- Інтенсивність світла: збільшення освітленості підвищує пікову амплітуду, оскільки генерується більша кількість носіїв заряду. Зменшення освітленості пригнічує пік, а при дуже низькій інтенсивності світла сигнал може бути важко відокремити від базової лінії ємності.
Ці тенденції узгоджуються з теорією CELIV і дають змогу перевірити як налаштування вашої моделі, так і ваше розуміння фізичних процесів.
👉 Наступні кроки:
- Поверніться до посібника з моделювання перовсцитної сонячної батареї, щоб переглянути повний огляд навчального матеріалу.