有机光伏器件建模用本体异质结形貌的高效生成

动力学蒙特卡洛 (KMC) 模拟此前已被用于建模和理解本体异质结 (BHJ) 有机光伏器件中的广泛行为，从基本机制到完整的器件性能。此类建模技术的一个特别独特且有价值的方面是能够明确实现这些器件中存在的双连续纳米结构形貌模型。为此，一种基于 Ising 模型的创建 BHJ 形貌的方法已变得普遍。然而，该技术计算成本高昂，且尚未发表对该方法的详细表征。在此，我们对该方法进行了彻底的表征，并描述了如何高效生成受控的模型 BHJ 形貌。我们展示了相互作用能如何影响互联域的曲折度以及 KMC 模拟中最终的电荷传输行为。我们还演示了如何在不对最终形貌产生不利影响的情况下，将计算时间大幅减少几个数量级。最后，我们提出了生成模型形貌的标准条件，并引入了一种新的开源软件工具。这些对 Ising 方法的改进为未来 BHJ 有机光伏器件的模拟和建模提供了坚实的基础，这将导致对形貌特征与器件性能之间重要联系的更深入理解。