第一百七十二章 PCE11?(求訂閱、求推薦票)
下午一點(diǎn)半左右,陳婉清她們陸陸續(xù)續(xù)的回到材一216。
許秋覺得中午的事情還是有必要和她們講一聲的,尤其是學(xué)姐和吳菲菲,她們兩個(gè)也是使用勻膠機(jī)的主力成員,于是他便說道:
“龔老師那邊快遞過來的加熱式勻膠機(jī),今天上午到了材一,我剛才把它從門房取回來,然后直接放到旋涂手套箱里面了。”
“已經(jīng)裝好了嗎?”吳菲菲問道。
“裝好了。”
“手套箱沒有漏氣吧?”
“雖然遇到了一些小麻煩,但是已經(jīng)解決,我最后檢查過手套箱的氣密性,沒有漏氣。”
“那原來的勻膠機(jī)呢?”
“噢,我把它裝在箱子中,放在實(shí)驗(yàn)室的角落里了。”許秋耐心的解釋道。
“那就好。”吳菲菲終于滿意的點(diǎn)了點(diǎn)頭。
吳菲菲化身為問題寶寶,許秋倒不是很奇怪,畢竟她是旋涂手套箱的負(fù)責(zé)人,要是出了問題難逃魏老師的制裁。
“新儀器的加熱功能好用嗎?”陳婉清接話道,她最近打算研究不同處理溫度下的P4T體系有效層薄膜,這儀器對她來說還是蠻重要的。
“不清楚,我只負(fù)責(zé)了安裝,”許秋指了指實(shí)驗(yàn)室方向,繼續(xù)說道:“加熱功能我交給韓嘉瑩進(jìn)行嘗試了。”
“好呀,我去看看。”
學(xué)姐離開后不久,吳菲菲突然問道:“你說有機(jī)用的熱旋涂法,能不能復(fù)制在鈣鈦礦體系中呢?”
許秋不假思索道:“我覺得至少可以試一試嘛,反正現(xiàn)在儀器已經(jīng)到了,試一試總沒錯(cuò)的。”
隨即,他思索片刻,問道:“你現(xiàn)在有看到過相關(guān)的熱旋涂文章報(bào)道嗎?”
吳菲菲搖搖頭道:“現(xiàn)階段還沒有看到過這樣的工作,大家主要在做新的鈣鈦礦材料,通過調(diào)控分子結(jié)構(gòu),偶爾也會有添加劑、后處理這類的工作。”
許秋摸了摸下巴,分析道:“我估計(jì)是因?yàn)殁}鈦礦光伏是這兩年剛剛興起的領(lǐng)域,可供研究的方向太多,或許等到大方向研究的差不多了,像有機(jī)光伏現(xiàn)在的情況,研究者們就會另辟蹊徑,找一些細(xì)分的研究方向,當(dāng)然也不排除有人試過熱旋涂,然后發(fā)現(xiàn)針對現(xiàn)有的鈣鈦礦體系,熱涂法并不是一個(gè)好方法。”
“沒想到你的思路很清晰嘛,”吳菲菲眼睛一亮,笑著說道:“看來有空我們也可以多討論討論,從你這邊收獲一些建議。”
“我也只能給出一些不成熟的建議罷了。”許秋忙擺擺手,謙虛道:
“你可是發(fā)過EES這樣頂刊的,還需要來找我討論嘛。”
“我那篇EES是綜述文章,能發(fā)表運(yùn)氣成分居多,主要是大佬們都在忙著沖效率,寫綜述的人不多,就被我撿了個(gè)漏。”吳菲菲道:
“綜述的含金量,與具體的實(shí)驗(yàn)工作相比可差遠(yuǎn)了,對了,你之前不是投一篇AM嗎,現(xiàn)在情況怎么樣啦。”
“投稿快兩個(gè)月了,但目前還沒有收到消息,”許秋有些郁悶道:
“魏老師上周查過賬號后臺,說是文章在送審中,他還給編輯發(fā)郵件催了一下,也不知道現(xiàn)在情況如何。”
“估計(jì)是有審稿人的審稿速度比較慢吧,”吳菲菲安慰道:
“好事多磨嘛,說不定明天就能收到消息,文章就直接接受了呢。”
“借你吉言嘍。”
……
休息了一會兒,許秋前往實(shí)驗(yàn)室。
本來這周他給韓嘉瑩安排了四個(gè)實(shí)驗(yàn),但到目前為止她只完成了兩個(gè).
而現(xiàn)在她又有了新任務(wù),一方面,要摸索基于加熱式勻膠機(jī)的最優(yōu)實(shí)驗(yàn)條件,另一方面,還要制備周六的光源樣品。
顯然,她沒空再幫他做實(shí)驗(yàn)了。
沒辦法,只好親自上場。
途徑手套箱的時(shí)候,許秋看到學(xué)妹在手套箱內(nèi)部操作,學(xué)姐在旁邊觀望。
他便走了過去,站在兩人之間,隨意問道:“新儀器用起來怎么樣?”
“這儀器實(shí)在是太給力啦,”韓嘉瑩欣喜道:
“我試著涂了十幾片玻璃片,到目前為止涂膜的成功率……你猜有多少?”
看她著樣子,也不用保守估計(jì)了,肯定是沒有失敗,許秋淡定道:
“100%吧。”
“bingo,師兄懂我啊。”韓嘉瑩開心道:“全部成功了。”
“不錯(cuò),不錯(cuò),那儀器溫度控制方面呢?”許秋問道。
“控溫很穩(wěn)定,旋涂過程中溫度的上下偏差值在……”韓嘉瑩想了想道:“正負(fù)3攝氏度以內(nèi)。”
“不僅如此,得到的薄膜質(zhì)量都不錯(cuò),涂出來的薄膜中央也不會像之前出現(xiàn)一個(gè)大圓了。”陳婉清也笑著補(bǔ)充了一句。
“那就好。”許秋點(diǎn)了點(diǎn)頭,這些都算是預(yù)料之中的結(jié)果。
了解基本情況后,他也沒有急著走,又留下來看了一會兒學(xué)妹的實(shí)驗(yàn)操作。
在一旁的加熱攪拌臺上,溶液的加熱溫度是100攝氏度,另一旁旋涂儀器的設(shè)定溫度同樣是100攝氏度,轉(zhuǎn)速設(shè)定為.m.,旋轉(zhuǎn)時(shí)間為35秒。
開始實(shí)驗(yàn)。
韓嘉瑩先夾取一片干凈的玻璃片,用氮?dú)鈽尨当砻?秒左右后,將其放在吸臺正中央;
然后擰開加熱攪拌臺上的溶液瓶蓋;
接著按下勻膠機(jī)開啟按鈕,在平臺開始旋轉(zhuǎn)大約3秒后,迅速用移液槍吸取20微升溶液,將溶液噴到高速旋轉(zhuǎn)的基片上;
完成后把移液槍頭擠到專用的垃圾桶內(nèi)丟棄;
最后旋緊溶液瓶蓋。
整個(gè)過程行云流水。
“不愧是我?guī)С鰜淼耐降馨 !痹S秋脫口而出道。
剛說完,他就感覺有些尷尬,怎么一不小心把內(nèi)心的想法給說出來了。
陳婉清倒是沒有說話,只是似笑非笑的盯著他看。
韓嘉瑩白了他一眼,配合道:“是是是,都是師兄教的好。”
只是,這嫌棄的語氣……
看來此地不宜久留啊。
許秋囑咐了幾句后,果斷開溜,跑到了隔壁的蒸鍍手套箱。
今天他要做的實(shí)驗(yàn)也有不少,要補(bǔ)充測試四個(gè)體系的數(shù)據(jù)。
……
經(jīng)過這樣一個(gè)小插曲后,韓嘉瑩停下了手中基于玻璃片的旋涂實(shí)驗(yàn)。
這臺新儀器她已經(jīng)基本摸清了。
目前看來,它能讓真·熱旋涂法的操作難度下降非常多,差不多降至了普通的噴涂法。
當(dāng)然,新方法能否替代原來的操作方法,具體效果如何,還需要器件測試結(jié)果來驗(yàn)證,這也是許秋交給她的任務(wù)。
韓嘉瑩看了看旁邊的學(xué)姐,主動(dòng)說道:“我等下要用新儀器做一批器件,學(xué)姐有沒有要做的體系?”
“唔……”陳婉清想了想,說道:“還是做幾片吧,溶液在我的樂扣盒里,標(biāo)注分別為和P73P,日期應(yīng)該是12月5號左右,應(yīng)該還剩下一些。”
P37P這三個(gè)體系的溶液,是基于她的三元共軛共聚物體系與的共混溶液,P37表示給體材料中兩種A單元的摩爾比例,]BM。
這是簡化版本的標(biāo)注形式。
因?yàn)樽顑?yōu)條件已經(jīng)摸索出來了,所以像溶劑、濃度、D/A比例這些條件是固定的,可以省略,只需要標(biāo)出材料和日期即可。
畢竟裝溶液的小棕瓶,瓶身是通體棕色的,用記號筆寫上去的字很難分辨,而能下筆的瓶蓋直徑又只有1厘米左右,空間也不多。
與其寫一堆密密麻麻的小字,倒不如大氣一些,把主要內(nèi)容標(biāo)出來。
學(xué)姐的樂扣盒放在手套箱最里面的架子上,韓嘉瑩很努力的向那個(gè)方向伸手,但還是夠不到。
沒辦法,她的手短,而且手套箱的縱深有一米多。
好在這種情況也不是第一次遇到,她拿起一把長約30厘米的鑷子,夾住樂扣盒的一端,將其取了下來。
為了保證溶液瓶不側(cè)翻,整個(gè)過程都非常的平穩(wěn)。
隨后,她掰開樂扣盒旁邊的四個(gè)鎖扣,從學(xué)姐的溶液盒中找到了三瓶目標(biāo)溶液,檢查了一下,均有200微升以上的溶液,且內(nèi)壁無明顯固體物質(zhì)殘留。
實(shí)驗(yàn)室配制的有機(jī)溶液中,如果初始溶液體積為1毫升,那么200微升就是一個(gè)重要的閾值。
當(dāng)剩余溶液量低于200微升這個(gè)數(shù)值,溶液通常會被棄用,除非是用來做一些不太重要的實(shí)驗(yàn)表征。
因?yàn)榇藭r(shí)溶液的濃度,相較于初始配制時(shí)會有非常大的偏差,偏差值通常超過20%。
韓嘉瑩將三瓶溶液轉(zhuǎn)移至加熱攪拌臺上的樣品鐵托中,隨后問道:“只要做這三個(gè)體系嗎?”
“嗯嗯,”陳婉清點(diǎn)了點(diǎn)頭,補(bǔ)充道:“其實(shí)主要是嘗試性質(zhì)的,我的體系之前用過熱旋涂,但并沒有什么效果。”
“那旋涂條件呢?”韓嘉瑩一邊問,一邊把樂扣盒扣好,重新用長鑷子夾起,將其放回原處。
“條件還是按之前的吧,我找找看……”說完,陳婉清的目光,在手套箱邊緣處的一排便簽紙中游動(dòng)。
這些便簽紙,被貼在不影響手套箱正常使用的位置上,通常寫著實(shí)驗(yàn)條件、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)備忘等內(nèi)容。
便簽用起來還是比較方便的,在不需要的時(shí)候直接撕下即可。
不過,在實(shí)驗(yàn)室建立初期的時(shí)候,田晴為了實(shí)驗(yàn)方便,直接用黑色記號筆在手套箱的玻璃上寫寫劃劃。
后來她被陳婉清、吳菲菲兩個(gè)手套箱負(fù)責(zé)人聯(lián)合制止,田晴也深刻認(rèn)識到了自己的錯(cuò)誤,用丙酮把字跡都擦掉了。
再后來,就都統(tǒng)一用便簽紙來記錄信息了。
幾秒鐘后,陳婉清指向一處便簽,說道:
“就是這個(gè),條件是轉(zhuǎn)速2500……,對了,你一共打算做多少片?”陳婉清道。
“上午我已經(jīng)做好了24片氧化鋅基片,今天都用掉吧。”韓嘉瑩道。
“那分給我六片怎么樣?”陳婉清試探道:
“三片用之前的最優(yōu)條件做對照,三片用100攝氏度熱涂。”
“沒問題。”韓嘉瑩又掃了一眼便簽內(nèi)容,同時(shí)記住了便簽紙的位置。
“那你先做器件吧,等你做完我再過來,辛苦你啦。”陳婉清道,本來她今天也是有實(shí)驗(yàn)的,但還是把手套箱讓給了韓嘉瑩,畢竟做器件的流程長,優(yōu)先度更高一些。
“好的。”韓嘉瑩點(diǎn)了點(diǎn)頭。
待陳婉清離開,她突然說道:“師兄,你要做什么體系?”
許秋剛把一片器件裝在樣品托內(nèi),正準(zhǔn)備測試CELIV,而學(xué)姐學(xué)妹兩人的對話,他只聽了個(gè)開頭,后面就專注實(shí)驗(yàn)了。
在聽到“師兄”這個(gè)關(guān)鍵詞后,他愣了一下,很快反應(yīng)過來,回了一句:“讓我先想想。”
他的體系已經(jīng)被證實(shí)了熱旋涂法有效,那么初步嘗試的策略,應(yīng)該是直接選擇最優(yōu)的材料,對其進(jìn)行精細(xì)調(diào)控。
如果器件性能能夠進(jìn)一步提升,再推及至其他體系也不遲,還可以把最終結(jié)果更新在他投稿AM的那篇文章上去。
許秋很快下定決心,說道:
“我只做一個(gè)體系就好,[的,溶液你應(yīng)該知道在哪里,條件的話你看著來吧。”
“讓我看著來,”韓嘉瑩小聲嘀咕著:“師兄這么相信我嘛……”
“你說什么?”
“沒什么,師兄安心實(shí)驗(yàn)吧,這邊就交給我。”
……
整個(gè)下午,許秋忙于自己的實(shí)驗(yàn),只偶爾和韓嘉瑩閑聊了幾句,不過都是與具體實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)無關(guān)的。
大方向已經(jīng)指明了,具體細(xì)節(jié)交給她來補(bǔ)充,問題應(yīng)該不大,畢竟學(xué)妹的科研水平還是令人放心的,他感覺自己的身份越來越像是一個(gè)導(dǎo)師了。
晚上八點(diǎn)左右,韓嘉瑩的器件蒸鍍完畢。
雖然許秋對她具體的實(shí)驗(yàn)過程沒怎么關(guān)心,但對于實(shí)驗(yàn)結(jié)果,他還是非常在意的,于是便湊到了她的旁邊。
實(shí)驗(yàn)室里,除了許秋他們兩人在準(zhǔn)備測試外,陳婉清也在做實(shí)驗(yàn)。
不過,她在另一邊旋涂手套箱里,研究著新儀器,她對下午做的那三個(gè)體系的熱旋涂器件,并沒有抱太大的希望。
她的注意力完全集中在新的研究工作上,也就是基于許秋P4T材料的細(xì)分工作,考察不同處理溫度對結(jié)晶性能的影響。
課題組晚上一般人都比較齊,因?yàn)檠芯可恼n程很少安排在晚上,學(xué)校里的活動(dòng)也是在白天居多。
外面的辦公室中,田晴在努力碼字寫文章,因?yàn)樗芡狭耍豪蠋熥蛱旖o她下了最后通牒,這周她的文章必須寫好、改好、投掉。
吳菲菲在閱讀剛剛出爐的十幾篇鈣鈦礦相關(guān)的文獻(xiàn),她本來打算做實(shí)驗(yàn)的,試一試新儀器,但手套箱今天一整天都被有機(jī)三人組占領(lǐng)了,她也就沒有和他們爭。
段云則在處理熱電數(shù)據(jù),這幾天都是笑容滿面的,實(shí)驗(yàn)工作似乎很順利,看樣子很快要弄出一篇文章來了。
雖然他的設(shè)備搭建花費(fèi)了近半年,但在設(shè)備在搭好后,他的科研工作似乎進(jìn)了快車道。
磨刀不誤砍柴工這句俗語還是有一定道理的。
韓嘉瑩用鑷子把基片從樣品支架上取下,整齊的放入兩個(gè)培養(yǎng)皿中裝好。
一共有24片基片,有效層薄膜大多涂覆完整,只有一兩片看起來略有瑕疵。
器件上面的電極明晃晃、亮閃閃的。
常用的金屬電極有金、銀、鋁三種。
魏老師實(shí)驗(yàn)室里一般默認(rèn)用的鋁電極,一方面是因?yàn)楸阋耍硪环矫嬉彩且驗(yàn)樗男阅懿凰悴睢?br />
這次的電極銀光閃閃的,用的肯定不是金,而銀和鋁電極外觀比較相近,倒是不太好分辨。
許秋通過直覺判斷,銀電極的概率更大些,便問了一句:“這次蒸的是銀電極?”
“沒錯(cuò),我沿用了師兄做出最高效率器件時(shí)的條件。”韓嘉瑩點(diǎn)點(diǎn)頭道:“對了,我們先測哪片呢?”
“我都不知道你具體都做了什么條件的……”許秋無奈道。
“那我隨便挑一片吧。”韓嘉瑩道。
說完,她手持鑷子,在培養(yǎng)皿上方晃來晃去,似乎在尋找合適的目標(biāo)。
幾秒鐘后,她挑準(zhǔn)了一片基片,從側(cè)面翹起一個(gè)角,然后夾了起來,說道:“就這片吧。”
“好啊。”許秋沒什么意見。
他看了一眼基片背面的側(cè)邊,標(biāo)注有“,2.5K”。
沒猜錯(cuò)的話,應(yīng)該指的是110攝氏度熱旋涂,2500轉(zhuǎn),這似乎是他體系曾經(jīng)的最優(yōu)條件。
最近一個(gè)多月,都是學(xué)妹在幫他做實(shí)驗(yàn),他已經(jīng)很久沒有親自做器件,具體的實(shí)驗(yàn)條件都有些記不清楚了。
連接好基片和測試儀器后,韓嘉瑩點(diǎn)擊電腦軟件的“測試”按鈕。
“滴”的一聲,源表數(shù)顯屏幕上的數(shù)值開始閃動(dòng)。
這是這一批次的首個(gè)器件,許秋還是很在意其性能的,他緊盯著源表上的示數(shù)。
雖然器件的亮態(tài)J-V曲線,以及具體的光電參數(shù),要等測試完畢后才能在電腦上顯示,但是通過源表的實(shí)時(shí)讀數(shù),可以大致估算出器件的短路電流密度。
他注意到,當(dāng)電壓值為0的時(shí)候,電流數(shù)值為1.65……毫安,因?yàn)閿?shù)字是連續(xù)變化的,所以他只記住了前三位數(shù)字。
許秋心算了一番,電池的有效面積為0.09平方厘米,那么短路電流密度大致在18-19毫安每平方厘米。
這個(gè)數(shù)值在有機(jī)光伏領(lǐng)域中,已經(jīng)不算低了,如果開路電壓在0.9伏特左右,填充因子在0.60左右,那么器件的光電轉(zhuǎn)換效率就接近10%了。
又過了幾秒鐘,測試結(jié)束。
電腦自動(dòng)繪制出J-V曲線,并顯示了各項(xiàng)光電性能參數(shù)。
韓嘉瑩一直盯著電腦屏幕,看到上面的數(shù)據(jù)后,她激動(dòng)道:
“超過10%了,效率有%呢。”
“不錯(cuò),開門紅啊。”許秋笑道。
他倒沒有像學(xué)妹那么激動(dòng),一方面是他提前推斷出了結(jié)果,另一方面這個(gè)效率雖高,但也并沒有突破他之前的紀(jì)錄。
學(xué)妹的聲音也驚動(dòng)了陳婉清,她轉(zhuǎn)過頭看了看,朝許秋說道:“超過10%了?是你的體系吧。”
“是我的,現(xiàn)在說明用新儀器涂出來的薄膜不比之前的差,至少重復(fù)出了10%的結(jié)果。”許秋道。
“不錯(cuò),繼續(xù)加油。”學(xué)姐鼓勵(lì)了一句,便轉(zhuǎn)身繼續(xù)她的實(shí)驗(yàn)。
“我們也繼續(xù)吧。”許秋拍了拍韓嘉瑩的肩膀。
“嗯~”
很快,她便測完了第一片器件上全部的六個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn),效率最高值%,最低值%。
“師兄,數(shù)據(jù)的波動(dòng)似乎比之前小了很多。”韓嘉瑩道。
“我也注意到了這個(gè)情況,就是不知道是不是特例。”許秋道:“再測一片同轉(zhuǎn)速下100攝氏度,這個(gè)條件有做吧。”
“有的。”韓嘉瑩把測試完畢的基片反面朝下,放回原來的培養(yǎng)皿,然后取來標(biāo)有“,2.5K”的基片。
幾分鐘后,測試完畢。
這次的最高值是%,最低值是%。
“看來,數(shù)據(jù)波動(dòng)確實(shí)是變小了,而且效率的絕對數(shù)值,都和我之前的最高效率值差不多了。”許秋道:
“這回測同轉(zhuǎn)速下90攝氏度的。”
“好的。”學(xué)妹快速替換基片、測試。
最高值%,最低值%。
韓嘉瑩思考片刻,問道:
“效率降低了,要換回100攝氏度的體系,測3000轉(zhuǎn)速嗎?”
“可以。”
“提高了,%!”
“還有更高轉(zhuǎn)速的嗎?”
“還有3500轉(zhuǎn)的。”韓嘉瑩這次直接找到了對應(yīng)的基片,開始測試。
許秋心中盤算,到目前為止,他的體系都已經(jīng)出現(xiàn)三種溫度條件,三種轉(zhuǎn)速條件了。
他又掃了眼培養(yǎng)皿中的基片,大多數(shù)都是標(biāo)注“XQ”的,便好奇問道:“我的體系你做了多少樣品?”
“師兄的有16片,陳婉清學(xué)姐的6片,我的2片。”韓嘉瑩說完,又迅速補(bǔ)充道:
“別多想,我只是想用你的體系作為參照,找到規(guī)律,然后搬運(yùn)到我的體系中,畢竟你的效率高嘛。”
“行吧,姑且信你。”許秋道。
那應(yīng)該是各自四種條件,轉(zhuǎn)速從2000到.m.,溫度從攝氏度。
不多時(shí),韓嘉瑩測試完畢。
“這片最高有%,”她先是一喜,隨后輕嘆道:“可惜沒有更高轉(zhuǎn)速的了。”
“下次有機(jī)會再做一批就是了,”許秋鼓勵(lì)道:“突破11%還是非常有可能的。”
從現(xiàn)有的結(jié)果來看,在100攝氏度條件下,效率隨著轉(zhuǎn)速的提高而提高,而且還沒有出現(xiàn)拐點(diǎn)。
那么繼續(xù)提高轉(zhuǎn)速到.m.以上,就有希望獲得更高的效率。
從%,只差0.08%,問題應(yīng)該不大。
……
看到了效率突破11%的希望后,許秋心思也活絡(luò)了起來。
現(xiàn)在有機(jī)光伏領(lǐng)域中作為基準(zhǔn)的PTB7-TH給體材料,它的別名是PCE10。
因?yàn)樗鞘状螆?bào)道的,效率超過10%的體系。
之后,經(jīng)過五六年的發(fā)展,國際上大量的研究人員,不斷優(yōu)化PTB7-TH體系的器件制備方法、傳輸層材料和電極材料的選擇,發(fā)表了上百篇相關(guān)論文,將其最高效率提高至12%。
但到目前為止,除了PTB7-TH體系外,其他報(bào)道出來的效率超過10%的有機(jī)光伏材料,還沒有一種效率能夠超過11%的。
那么,如果許秋的P2FBT4T-2OD材料在首次發(fā)表時(shí),效率就能達(dá)到11%,他就有資格將這種材料命名為PCE11。
現(xiàn)在,距離這個(gè)目標(biāo),只差一步之遙。
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