生成率分析組

FDTD模擬中必須添加三個(gè)生成率分析對象，以記錄和分析綠色和藍(lán)色子像素中的吸收功率。您將注意到有三個(gè)生成率對象：一個(gè)僅位于藍(lán)色通道下，一個(gè)僅在綠色通道下，另一個(gè)覆蓋兩者。對于CHARGE模擬，我們確實(shí)只需要生成對象覆蓋藍(lán)色和綠色通道下的兩個(gè)區(qū)域的結(jié)果，但我們保留了其他兩個(gè)分析組，以便在以后的計(jì)算中使用每個(gè)通道的Jsc輸出結(jié)果。生成率分析組將：

平均y方向上的生成率，

重復(fù)x方向上的生成率（因?yàn)楣鈱W(xué)模擬是周期性的），

保存可導(dǎo)入CHARGE模擬的生成率文件。

分析組的選項(xiàng)卡設(shè)定如下所示：

入射角掃描

在cis_QE.fsp文件中的掃描任務(wù)設(shè)置為掃過7個(gè)角度點(diǎn)（0度到35度），對于每個(gè)角度，光源偏振角都設(shè)置為0度和90度，總共14次模擬。每種情況下，生成率輸出為.mat文件。由于我們需要非相干光結(jié)果，所以我們將兩個(gè)偏振角模擬的結(jié)果相加。分析組返回乘以系數(shù)0.5的生成率以修正結(jié)果，因此當(dāng)我們將兩個(gè)極化結(jié)果相加時(shí)，我們將得到非相干源的平均生成率。

角度響應(yīng)示例可參考：https://optics.ansys.com/hc/en-us/articles/360042358574

生成速率和光學(xué)效率

在FDTD項(xiàng)目文件中，使用以下腳本行，使用上述示例中解釋的方法繪制光學(xué)效率。該腳本還將保存藍(lán)色像素下生成的電流，以便在CHARGE中進(jìn)行進(jìn)一步計(jì)算。

使用FDTD中的光學(xué)模擬計(jì)算光學(xué)效率(圖示藍(lán)線)。綠色像素中吸收的比例表示吸收光中的光譜串?dāng)_(圖示綠線)。腳本也計(jì)算了藍(lán)色像素下生成的電流以及功率，以進(jìn)行進(jìn)一步的后期處理。

在CHARGE模擬中，對象樹中添加了一個(gè)生成組，其中包含所有角度的導(dǎo)入生成率數(shù)據(jù)和每個(gè)角度的兩個(gè)極化。使用腳本文件cis_QE.lsf，為每個(gè)角度設(shè)置模擬，并啟用相應(yīng)的生成率數(shù)據(jù)。導(dǎo)入生成率數(shù)據(jù)現(xiàn)在將擴(kuò)展到四個(gè)子像素（GBGB），表示該橫截面中的平均生成率。注意，每個(gè)角度都有兩個(gè)極化，結(jié)果是兩個(gè)極化的總和，因?yàn)閷?dǎo)入生成對象是相加的。CHARGE模擬在DC穩(wěn)態(tài)下執(zhí)行，其中像素被偏置在其重置狀態(tài)（TX門開啟，RST門開啟）。這將使像素狀態(tài)保持在照明開始時(shí)（或?qū)τ诔掷m(xù)照明的傳感器，在初始電荷積分點(diǎn)）預(yù)期的條件下。對于弱照明系統(tǒng)，這將提供對電串?dāng)_的準(zhǔn)確估計(jì)，同時(shí)極小化仿真復(fù)雜性。用戶參數(shù)“vdd”在模型中定義，可用于同時(shí)設(shè)置所有觸點(diǎn)的直流偏壓。例如下述腳本將向像素中的所有柵極和FD觸點(diǎn)施加3.3V偏置。

內(nèi)部/外部量子效率和串?dāng)_

運(yùn)行cis_QE.lsf。對于每個(gè)模擬，設(shè)置都是網(wǎng)狀的，并且還有一個(gè)“初始化”步驟。初始化將用于為求解器生成良好的初始猜測，這將需要大量的模擬時(shí)間。模擬完成后，腳本的其余部分返回從每個(gè)顏色通道收集的電流，并確定串?dāng)_比例。該值表示為來自綠色和藍(lán)色通道的總電流的比例。注意，電流小于用FDTD計(jì)算的理想值：兩者的比率是內(nèi)部量子效率（IQE）。結(jié)果繪制為光源角度的函數(shù)。