有机太阳能电池（OPV）教程——第 F 部分：电极

电极

每个器件都需要电极——它们用于施加电压并收集电流。 在 OghmaNano 中，电极通过 电极编辑器 进行配置，可在主窗口中 点击 Contacts 按钮打开（见 ??）。 这将打开如 ?? 所示的编辑器窗口，在此可设置 几何位置（位于器件哪一侧）以及电学属性（偏置、多数载流子、模型）。

电极编辑器中的列

• 名称 — 电极的描述性标签（对仿真无物理影响）。
• 顶部/底部 — 电极在器件堆叠中的物理位置。对于 2D 几何， 也支持左/右放置（后续介绍）。
• 施加电压 — 选择该电极在仿真中的驱动方式：
  • 接地：将电极强制设为 0 V（参考端）。
  • 恒定偏置：将电极保持在指定的固定电压。
  • 变化：将该电极标记为扫描/扰动端（用于 JV 扫描或阻抗谱/时域研究中的驱动端）。
  进行 JV 扫描时，应恰有一个电极设置为 变化；另一个电极通常通过 接地 或 恒定偏置 = 0 V 保持在 0 V。
• 电荷密度 / 费米能级偏移 — 设定电极处的多数载流子密度，从而决定 局部费米能级偏移以及电极“好坏”（选择性/欧姆性）。经验法则是， 更高的多数载流子密度通常对应更低电阻、更具选择性的电极。
• 多数载流子 — 选择电极主要传导 电子 还是 空穴。对于非反转的 P3HT:PCBM 器件，阳极（如 ITO/PEDOT:PSS，本例中为顶部） 为空穴选择性，而阴极（如 Ca/Al，底部）为电子选择性。
• 物理模型 — 电极处的传输边界条件：
  • 欧姆（推荐起始设置）：假定对所选多数载流子具有高效的注入/收集。
  • 肖特基：包含势垒限制的传输；用于研究阻挡电极与 V_OC 损失。

提示： 进行 JV 扫描时，将一个电极设为 变化，并将另一个保持在 0 V。 在研究电极受限的 V_OC 时，可尝试降低多数载流子密度或切换为肖特基模型， 以观察非理想选择性如何降低开路电压。