Suns–Jsc 教程：从光照强度提取光电流标度关系

引言

Suns–Jsc 是 Suns–Voc 的对应实验，但它不是跟踪开路电压， 而是记录 短路电流密度 Jsc 随光照强度（Suns）的变化。 由于在理想情况下 Jsc 与光生载流子产生率成正比， 该方法被广泛用于检查收集效率、 识别电流饱和，并揭示强光照下复合或输运瓶颈的影响。

在具有高效电荷抽取的理想器件中，Jsc 应随 Suns线性增加。 偏离线性——例如在高强度下出现亚线性增长——表明复合损失、载流子迁移率较差， 或串联电阻限制。极低强度下的超线性行为可能表明陷阱填充或光电导增益。

在实际操作中，Suns–Jsc 通过在选定范围内扫描光强（例如 0.01–10 Suns）， 同时将器件保持在短路条件下完成。 OghmaNano 将结果保存到 suns_jsc.csv，可将其绘制出来， 以揭示器件在跨越多个数量级的光照下保持收集效率的能力。 通过在 log–log 坐标上拟合斜率，可以判断标度关系是线性的（α ≈ 1）， 还是受到复合/输运效应限制。

因此，Suns–Jsc 分析是对 JV 与 Suns–Voc 测量的有用补充： 它分离了电流收集过程，并突出载流子抽取或输运何时成为限制因素。

步骤 1：新建仿真

在新建仿真窗口中双击 Perovskite cells 类别 （??）， 然后选择 Perovskite solar cell (MAPI) （??） 并将项目保存到磁盘。尽管本教程使用 MAPI 示例， Suns–Jsc 的流程适用于任何太阳能电池结构，因为它只是改变光照强度并测量相应的 Jsc。

步骤 2：选择仿真模式

保存后，将打开主仿真窗口。通过进入 Simulation type 并点击 Suns–Jsc 按钮使其呈按下状态，将求解器切换到 Suns–Jsc 模式 （??）。 在该模式下运行仿真会生成一条 Suns–Jsc 曲线。

要配置 Suns–Jsc 实验，打开 Editors 功能区并选择 Suns–Jsc （此处未显示）。这将打开配置窗口 （??）， 你可以在其中设置起始强度、终止强度（以 Suns 为单位） 以及步进乘子。步进乘子（例如 1.2）以对数方式缩放光强， 这使得在 log–log 图上检查 Jsc 标度更容易。 例如，此处的终止强度为 1.1 Suns，但在实践中可能扩展到 ~10 Suns 以测试饱和。 对于首次运行，默认值通常已经足够。

步骤 3：查看结果

配置完成后，返回主窗口并点击 Play（或按 F9）。 运行结束后，打开 Output 选项卡 （??） 并找到 suns_jsc.csv。打开该文件会生成 Suns vs. Jsc 图 （??）。

你现在已经运行了一个 Suns–Jsc 仿真并生成了典型曲线。 该曲线显示光电流随光照强度的标度关系，可直接检查收集效率与可能的饱和行为。 为了加深理解，尝试修改电学参数：陷阱、复合速率或迁移率的变化都会显著影响标度行为。