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239 “有了!”(求訂閱)

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剛回到216,許秋就被學姐給截了下來。

“學弟,文章投掉了吧。”

“嗯,已經投了。”

“那快來幫我看看,我設計的合成路線怎麼樣?”陳婉清招了招手。

許秋越過陳婉清的身影,看了眼實驗室的方向,韓嘉瑩還在做著測試,似乎察覺到了他的目光,她轉過頭來,兩人相視一笑。

‘學妹的測試結果應該不差,那就先把學姐給安排了吧。’許秋當下做出判斷,便順著學姐的指引坐在了她的身旁。

陳婉清注意到了他們的小動作,不過沒有點破,她指著PPT,主動介紹:“這次我選擇的A單元是1,3-茚二酮。”

“又是新結構啊,”許秋隨意應和一句,簡單觀察了下A單元的分子結構,說道:“茚的話,應該就是這個五元環和六元環以稠環的形式連線的共軛結構,然後在五元環上1號和3號碳原子位有兩個碳氧雙鍵(酮),這好像和我之前說的那個思路有點像……”

“沒錯,確實受了你的啟發,這段時間我設計了好幾種結構,最後留下了這種,”陳婉清輕笑,似乎對這個結構頗為滿意,她翻了一頁PPT,說道:“這是之後的最佳化路線,看看怎麼樣?”

“確實不錯,學姐這次還真的找到一個好的結構出來。”許秋由衷讚歎了一句,隨後順應著她的思路,分析道:“在1,3-茚二酮分子結構中,五元環上的碳氧雙鍵可以引入氰基,六元苯環上有四個位置,可以引入吸電子的雜原子,比如氯、氟,也可以引入給電子的甲基,甚至引入其他各種奇奇怪怪的基團。”

“等下,五元環並六元環、引入氰基、氟原子……”許秋驚訝道:“學姐這是把我之前提的幾個意見都給包圓了啊。”

“被你發現了呀,”陳婉清笑了笑道:“歷史經驗告訴我,跟著學弟走有文章發嘛,當然要充分參考你的意見啦。”

“唔……”許秋陷入思索,似乎自從他進入課題組以後,學姐的科研道路就隨之改變了,而且他在科研領域提出的想法和思路,大方向上通常沒什麼問題,此外自己身上還有天降的神秘系統,怎麼感覺像是某種光環在起作用呢。

胡思亂想了一會兒? 許秋晃了晃腦袋? 重新把注意力轉移到學姐的PPT上,這次她的重點是A單元的合成? D單元選擇的是一些常見的商業化的結構單元? F8、BDT、IDT等等。

許秋發現上面並沒有標出A單元1,3-茚二酮的合成路徑,便好奇問道:“對了? 這個材料的合成難度怎麼樣? 從結構上來看應該不難吧。”

“不難? 可以透過鄰苯二甲酸合成,也可以直接從試劑商買到,”陳婉清頓了頓? 話鋒一轉? “不過要是想對結構進行改性的話? 就需要從初始的鄰苯二甲酸開始引入各種基團了。”

“分子結構簡單,就算從原料合成? 也不會多太多步驟? 可以很容易的把反應控制在六七步之內? 這樣可比之前C1/C4系列動輒十幾步的反應容易多了。”許秋分析了一番? 又看了一遍學姐的合成路線? 他點點頭道:“總體上我沒有意見,只是學姐打算怎麼命名呢,C5?”

“換了新體系,我打算重新開始,”陳婉清嘿嘿一笑,“這回我要從CH1開始命名。”

“行吧,你開心就好。”許秋扶額,不過轉念一想,這種命名方法確實挺實用的,像他的3D-PDI體系,現在材料的名稱非常的長,以後要不要也用X1、X2之類的試試?

……

在魏老師和學姐那邊耽擱了不少時間,等許秋到實驗室找學妹的時候,她的測試工作已經接近了尾聲。

沒等他出口詢問,韓嘉瑩就主動綻放笑容,開心道:“這次器件的效率非常高,師兄的體系最高有6.48%,我的體系也有6.21%呢~”

“器件效能這麼好呀。”許秋表面做出一副驚喜的樣子,內心卻在嘀咕著:‘效率的偏差為什麼會這麼大?’

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‘按照我之前報給她的條件,我的體系最高效率應該在7%左右,現在只有6.48%;學妹自己的體系應該在6%左右,現在是6.21%。以往幾次實驗,我按照模擬實驗室的條件在現實中重複一遍,效率的理論值和實際數值並不會差距如此之大。’

‘而且,在這次的結果中,對於幾種不同的體系,有的效能小幅下降,有的效能卻小幅提升。這顯然不是器件製備中某個通用環節出現了問題,那麼問題多半還是出在有效層的製備上。’

想到這裡,許秋突然問道:“學妹,你在旋塗有效層的時候,有沒有什麼異常情況發生?”

“異常情況,唔……”韓嘉瑩微微皺眉,思索了一會兒,隨後搖了搖頭說道:“好像沒有啊,就是正常的旋塗,得到的薄膜也是均勻、光滑的,不過加了溶劑添加劑DIO以後,薄膜的顏色會發生一些變化,師兄為什麼忽然問這個問題,是哪裡不對勁嗎?”

“那倒沒有,我最近在考慮怎麼進一步改良器件的加工條件,看看你有沒有什麼發現。”許秋隨口找了個理由應付過去,暗自思忖:

‘薄膜顏色變化,我之前也有注意到,薄膜的厚度以及顯微形貌的改變均會導致其表觀顏色發生改變,只是這種顏色的變化和器件效能之間,目前並沒有發現明顯的對應關係。’

‘也許問題不是出在旋塗步驟,而是更早的溶液配製階段,亦或者是其他什麼地方?’

‘不是沒有可能,這次器件製備全程都是學妹在負責,我忙著改綜述並沒有全程旁觀她的實驗過程。’

‘那麼這次器件效率異常的原因,多半是我和學妹實驗操作存在差異的緣故,畢竟模擬實驗室中摸索出來的實驗條件,是基於我本人操作習慣的。’

‘至少也算是得到了一個粗略的實驗結論,PDI體系對於實驗條件的敏感性很高,一模一樣的實驗條件,只是換了個人而已,結果卻大不相同。’

‘不過,理論上這批器件是學妹首次製備的,我明面上是不知道太多資訊的,因此即使現在出現異常也不能問太多,背後的原因還是要自己來探究,可現在進入模擬實驗室不太方便,還是等晚上回去再說吧。’

接下來,韓嘉瑩一邊測試,一邊和許秋聊天,很快把剩餘的幾片器件測完,並沒有更高性能的電池器件出現,結束測試後,她把五個體系中最高效能的電池器件做好標註,儲存到專用的盒子中。

出於成本控制方面的考慮,實驗室裡的ITO基片都是迴圈利用的。

不過高效率的器件不在此列,它們會暫時儲存在專門放置ITO基片的泡沫盒子裡,為了方便查詢,還會用記號筆在器件背面的邊緣處,標好測試時間,以及效率的數值。

直到文章發表過後,或是同體系有更高效率的器件誕生,才會把它們統一取出來,回爐重造。

複製好實驗資料後,許秋隨手把存放高效率器件的泡沫盒子、學妹用剩下的溶液,以及她的實驗記錄本,復制到模擬實驗室中。

隨後,兩人返回辦公室,他們把到手的資料分開,各自的體系交由各自負責,這是為了能讓兩個人都有資料可以彙報。

用IN軟體繪製好J-V曲線,再搭配上一張光電引數表格,以及一張合成路線圖,復制到模板中,組會PPT便完成了。

有不錯的效率資料支撐,製作壓力並不大。

做好組會PPT後,許秋沒有多留,招呼韓嘉瑩,兩人提前離開實驗室,大約早退了一個小時左右。

剩下的這點零散的時間其實也做不了什麼實驗,像是平常的話,許秋一般會讀一讀積攢下來的文獻,但今天他有更重要的事情要做。

回到寢室,許秋和陶焱侃了會兒大山,隨後,兩人一起去學生浴室約了個澡。

歸來後,許秋躺在床上,進入模擬實驗室,開始探究效率的偏差的原因。

為了保險,他同時開啟模擬實驗室II中保留的實驗記錄,以及學妹的實驗記錄本,首先核對從模擬實驗室中拿到的條件,與學妹實驗時的條件是否一致。

“我的體系,7%效率下對應的條件是……學妹操作時的條件是……兩者一致。”

“學妹的體系……兩者一致。”

“至少她的實驗記錄上是這麼寫的,模擬實驗室記錄也不會出錯。”

“既然這樣,那只能親自實驗來試試看了。”

“說起來,模擬實驗室I有好些日子沒有使用了,還是蠻懷念的。”

許秋嘀咕著,轉入模擬實驗室I,選擇了“理論7%,實際6.48%”的體系,用學妹剩餘的溶液,按照之前提供給學妹的條件,旋塗了三片同樣器件結構的基片,放入蒸鍍艙內蒸鍍。

開啟機械泵、分子泵,抽真空。

以他現在的許可權等級,開啟8倍加速後,手套箱瞬間高頻震動起來,如同抽風一樣,形成了一道道殘影。

好在許秋在模擬實驗室中是絕對的主宰,直接對遮蔽了聲音的感知,不然估計要被排山倒海般的“duang”“duang”聲給吵死。

不多時,蒸鍍結束,許秋得到了三枚銀光閃閃的器件。

開始測試。

6.52%、6.61%、6.47%。

這是三片電池器件的最高效率,可見重復性還是不錯的。

有這樣的結果也不意外,他剛才在旋塗過程中,完美的控制了每次操作過程,幾乎完全一致。

現在的結論就很明顯了,相對於這個條件本來對應的7%的效率,更接近於學妹的結果6.48%。

“這樣看來,應該是在溶液配製上出現了問題。”

許秋拎起綠色蓋子深棕色瓶身的玻璃小瓶,一邊旋轉著它頭上綠色的帽蓋,一邊思索。

帽蓋上有學妹留下的娟秀的字跡“X8,CF,0.4%,1:1.5,9,3.24”

這裡的X8,其實指代的就是許秋的第三代8系列3DPDI分子,全名是PDI3-BX-Se-8,之後如果寫文章的時候應該會簡化一下下,畢竟確實太長了些。

剩下的就好理解了,CF是氯仿溶劑,0.4%是DIO的體積分數,1:1.5是D/A質量比,3.24是溶液配製日期。

“如果是溶液配製上出現了問題,最大的可能性就是……”許秋突然意識到了什麼,迅速返回模擬實驗室II,調閱起完整版的實驗資料。

“保證其他實驗條件不變,光電轉換效率與DIO的體積分數的依賴關係DIO(PCE)為:0%(5.24%),0.1(6.18%),0.2%(6.33%),0.3%(6.58%),0.4%(7.01%),0.5%(6.87%),0.6%(6.75%)……”

“從0.4%到0.3%,DIO的體積分數偏差0.1%,效率就從7.01%降低至6.58%,看這個趨勢,如果是0.25%左右的DIO加入量,那麼效率值很可能在6.48%附近。”許秋分析了一番,突然打了個響指:

“心機之蛙一直摸你肚子,一定是DIO新增的時候出現了問題!”

他回憶了一下他自己實驗操作,在新增DIO時,用到的是0.5-20微升量程的移液槍,按每次配製溶液為1毫升計算的話,0.4%只有4微升,如果溶液只有幾百微升的話,DIO的加入量就更加少了。

而DIO又是粘度不低的液體,在用移液槍轉移的過程中,總會有一部分殘留在槍頭內。

理論上,移液槍頭在設計的時候,會考慮到液體殘留的情況,比如標度是10微升,可能實際吸取的是11微升,擠出的正好是10微升,有1微升殘留。

但這種設計通常是針對低粘度的流體,對於DIO這種高粘度的流體,可能吸取11微升,擠出6微升,5微升殘留,這就會導致理論和實際之間造成很大的偏差。

許秋之前幾次在現實中做器件,加DIO的時候並沒有多想,看到一次擠不完,就在擠出槍頭中的液體後,等待幾秒鐘後再擠出一次,重複多次,確保全部的DIO都加入到溶液中,然後這種做法就被模擬實驗人員學會了,用在了之後的模擬實驗中……

至於學妹實驗時的手法,許秋猜測或許和他並不相同,可能是吸取DIO後只擠出一次,從而使得她加入DIO得實際量比他加入的時候要少,導致了器件效率對應的偏移。

不論是他自己,還是學妹,量取DIO的操作手段,都有些粗糙了,誤差太大。

對於以往PCE11的體系,它們對DIO溶劑添加劑沒有需求,也就無所謂這方面的顧慮;

而現在PDI體系,對DIO的加入量非常的敏感,就不得不考慮這方面的問題。

畢竟許秋的目標是要把效率從7.4%做到8%,衝擊世界紀錄。

就需要儘量做好每一處細節。

許秋沉思許久。

“有了!”

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