钙钛矿太阳能电池（PSC）教程 - 第 F 部分：接触
钙钛矿太阳能电池需要电学接触用于加偏置与电流收集。 在 OghmaNano 中，接触在 Contact editor 中设置，可通过 Contacts 按钮打开 （见 ??）。 编辑器窗口 （??） 允许你定义接触位置与电学性质，例如偏置类型、多数载流子以及边界条件。
Contact editor 中的列
- Name — 标签（例如 “Au anode”、“TiO₂ cathode”）；仅用于清晰标识。
- Top/Bottom — 接触在堆叠中的放置位置。 在 n–i–p 器件中，底部为电子选择性阴极（FTO/TiO₂），顶部为空穴选择性阳极（Spiro-OMeTAD/Au）。 在 2D 几何中，也支持 left/right 方向。
- Applied voltage — 加偏置模式：
- Ground：固定为 0 V（参考）。
- Constant bias：固定为所选电压。
- Change：扫描或扰动端子（用于 JV、阻抗、瞬态）。
- Charge density / Fermi offset — 定义界面处的多数载流子密度。 较高的数值产生欧姆、选择性接触；较低的数值模拟阻挡接触，常导致 S 形 JV 曲线。
- Majority carrier — 选择接触导通 electrons 还是 holes。 在 MAPbI₃ n–i–p 器件中：bottom/TiO₂ 抽取电子，top/Spiro–Au 抽取空穴。 反转的 p–i–n 器件则相反。
- Physical model — 接触边界条件：
- Ohmic：高效的多数载流子抽取/注入（默认）。
- Schottky：势垒限制输运，用于研究阻挡与 VOC 损失。
提示：对于 JV 扫描，将一个端子标记为 Change，另一个保持在 0 V。 为了研究 钙钛矿接触损失，尝试降低多数载流子密度或切换到肖特基模型。 这通常会产生 S 形 JV 曲线并降低 VOC，从而揭示不理想接触的作用。
显示建议答案
降低多数载流子密度会削弱接触选择性并增加电阻。 结果是抽取变差，并偏离理想欧姆行为：
- VOC：由于界面处复合增强而常常下降。
- FF：明显降低，在 JV 曲线中产生 S 形或滚降。
- JSC：起初较稳定，但若抽取强烈受限则可能下降。
- PCE：主要通过 FF 与 VOC 损失而降低。
从物理上看，这相当于从能级对齐良好、选择性强的接触转变为电阻更大的接触—— 这是钙钛矿太阳能电池中的一种常见失效模式。
📝 检查你的理解（第 F 部分 – 接触）
- 在 Contact editor 中，哪些字段分别设置（a）用于 JV 扫描的驱动端子以及（b）参考端子？
- 解释 Ground、Constant bias 与 Change 的区别。何时使用每一种？
- Majority carrier 设置的作用是什么？对于非反转的 MAPbI₃ 器件应如何配置？
- 描述 Ohmic 与 Schottky 接触模型的实际差异。它们各自可能如何影响 VOC？
- 在 ohmic 接触中降低多数电荷密度会如何影响 JV 曲线（JSC、VOC、FF）？这在模拟哪种物理效应？
- 如果 JV 扫描中只有一个接触设为 Change，另一个应设为什么？为什么？
- 在标准（非反转）MAPbI₃ 电池中，哪个接触收集电子、哪个收集空穴？如果配置错误，会如何在 JV 中体现？