大面积器件仿真 – 第 A 部分：建立并理解 3D 接触模型
大面积光电器件——例如柔性太阳能电池、钙钛矿组件、OLED 面板以及印刷电子——常常不是受限于有源半导体，而是受限于 电学接触。随着器件面积增大，电流必须先在透明导体中横向传输，才能到达高导电性的外部接触。由此产生的电阻损耗会显著降低效率、填充因子或亮度均匀性。
一种常见方案是将 导电聚合物或透明导体（用于局部集电）与 金属网格（用于长距离电流传输）结合。网格可以是六边形、方形、指状结构或完全自定义。通过实验设计此类接触代价高昂：光刻、印刷以及工艺优化都具有显著成本。数值仿真提供了一种在制备 之前 估算电阻、电压降与电流拥挤的方法。
在本教程中，我们只关注 接触本身。此处展示的结构并非完整太阳能电池或 LED；相反，它是一个可复用的接触模型，可放置在 任何 器件之上。后续教程将展示如何将这些接触与完整的光电堆叠集成。在这里，我们的目标是理解电流如何在接触中流动，以及损耗出现的位置。
步骤 1：创建新的大面积接触仿真
在 OghmaNano 主窗口中，点击 新建仿真。在仿真库中，如 ?? 所示，双击 大面积 3D 器件模型。这将打开一系列预定义的大面积结构（??）。双击 大面积六边形接触。
步骤 2：检查接触结构
主仿真窗口现在会打开（??）。该结构表示一个 独立的电学接触。它尚未连接到光伏或发光器件；相反，它对接触层内部的电流流动进行建模。
你可以通过拖动星空背景来旋转视图。关键特征包括：
- 金属网格（红色）——高导电网络（此处为六边形），用于长距离电流传输。
- 导电聚合物（绿色）——较低电导率的层（此处为 PEDOT:PSS），用于局部集电并将电流馈入网格。
- 提取条（黄色）——最终将电流从器件中引出的外部电极。
尽管该示例使用六边形网格与 PEDOT:PSS，但两者都不是本质要求。你可以将网格替换为任意几何结构，并将聚合物替换为任何导电层。本教程的目的在于理解这些设计选择在电学上的后果。
步骤 3：层与接触定义
打开 层编辑器 查看已定义的层（??）。这里包含三层：
- 空气——用于承载顶部接触的占位层。
- 银——金属网格层。
- PEDOT:PSS——位于网格下方的导电聚合物层。
请注意，空气层标记为 Contact，而银层与聚合物层标记为 Active。在此语境中，“Active” 仅表示 OghmaNano 在这些区域求解电学方程。本示例不使用半导体 drift–diffusion 物理。
打开 Contacts 编辑器（??）。定义了两个接触：一个保持在 0 V 的顶接触，以及一个在后续仿真中将被扫描电压的底接触。接触宽度定义了电流注入或提取的物理区域。
步骤 4：构建 3D 电路表示
由于这是一个大面积金属与聚合物结构，求解完整的半导体 drift–diffusion 方程既不必要也低效。相反，OghmaNano 将该模型视为由基尔霍夫电流与电压定律支配的 3D 电阻网络。每个小体积元对应一个电阻，整个结构作为一个大型电路求解。
切换到 电路图 选项卡，并点击左下角的回收图标。这将生成如下所示的 3D 电路表示。
在该视图中，每条连接对应一个电阻，每个绿色节点代表一个电路节点。蓝色节点表示从结构中提取电流的位置。先前看到的黄色提取条定义了哪些区域作为电学出口。翻转结构可以看到底表面也包含提取节点，对应于底部接触。
到此为止，仿真几何与电路表示已完整定义。在教程的下一部分中，我们将施加电压、运行求解器，并量化接触中的电阻损耗与电压降。
👉 下一步： 继续阅读 第 B 部分，运行仿真并分析电流流动与电压损耗。