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480 三星期時(shí)間,沖刺《自然》!(求訂閱)


  接下來,田晴匯報(bào)了自己的工作。

  她近期主要基于許秋投稿《科學(xué)》文章中的底電池、頂電池有效層材料,設(shè)計(jì)了若干種傳輸層組合下的有機(jī)光伏疊層器件,初步探索疊層器件的器件結(jié)構(gòu)與界面電荷復(fù)合之間的關(guān)系,目前并沒有什么進(jìn)展。

  這回田晴實(shí)驗(yàn)上進(jìn)展緩慢是可以理解的。

  因此這次的實(shí)驗(yàn)涉及到一種新的CELIV測試方法,她也是一邊學(xué)習(xí)一邊實(shí)踐的。

  理論方面的研究和解釋,主要將由芬蘭Ronald團(tuán)隊(duì)進(jìn)行。

  許秋這兩周幾乎沒有做實(shí)驗(yàn),專心碼了兩周的文章。

  之前缺少的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),NIM第三方檢測的數(shù)據(jù),已經(jīng)由莫文琳到京城送樣得到,光源數(shù)據(jù),是在上周四測好的。

  現(xiàn)在數(shù)據(jù)已經(jīng)齊全,文章也已經(jīng)撰寫完成。

  因此,在上周日的時(shí)候,兩篇文章被相繼投出。

  其中,一篇是Y2體系,投了AM。

  另一篇是Y3-Y5體系,投了EES。

  之所以這篇選擇投EES,單純是因?yàn)樵S秋好久沒有投這個(gè)期刊了,索性就去投了一篇。

  、NC這幾個(gè)材料領(lǐng)域的一區(qū)頂刊,也要雨露均沾嘛,當(dāng)然,NC就算了,有些太貴了。

  而且,從嚴(yán)格意義上來講,許秋手上并沒有EES的一作文章,倒是有一篇和學(xué)妹一起共一的EES,不過他是排在第二位作者的。

  隨后,許秋代韓嘉瑩、鄔勝男匯報(bào)了她們的部分實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

  首先,學(xué)妹合成出來了兩種給體材料,并基于這三種給體材料制備了有機(jī)光伏電池,器件性能基本重復(fù)出來了文獻(xiàn)中的結(jié)果。

  同時(shí),學(xué)妹還按照許秋的指示,對材料進(jìn)行改性,開發(fā)出了包括l等在內(nèi)的若干種給體材料。

  客觀上來講,韓嘉瑩僅花費(fèi)了大約兩周的時(shí)間,就把這些新的材料都給肝了出來,工作效率確實(shí)很高。

  究其原因,一方面,有了,再去開發(fā)l這些新材料的話,就容易許多。

  因?yàn)閮?yōu)化的位點(diǎn)都是在BDT單元上,而氟取代或者氯取代的BDT單元是有現(xiàn)成材料的,不需要重新合成,所以相當(dāng)于只用另外投一個(gè)Stille偶合反應(yīng)即可。

  另一方面,現(xiàn)在韓嘉瑩長期專攻聚合物給體材料的合成,對給體材料的合成功底已經(jīng)非常深厚,再加上應(yīng)用了可以縮短反應(yīng)時(shí)間的微波反應(yīng)器,還有徐心潔這個(gè)本科生小幫手,學(xué)妹的工作效率得以大大的提升。

  原先投一個(gè)聚合反應(yīng),從投出反應(yīng)到拿到產(chǎn)物,可能需要拖一周時(shí)間,現(xiàn)在速度快的話,最快兩天就可以搞定。

  投反應(yīng)1小時(shí),反應(yīng)時(shí)間8-12小時(shí),甲醇、丙酮、正己烷索氏提取12小時(shí),氯仿索氏提取12小時(shí),真空烘干3小時(shí),其他雜七雜八的事情花費(fèi)8-12小時(shí),共計(jì)48小時(shí)左右。

  不過,雖然材料是拿到手了,但還效率數(shù)據(jù)還沒有做全,只有一個(gè)初步摸索的結(jié)果。

  其中,L6-Cl和非Y系列受體IDIC-4F材料結(jié)合,最高效率%,已經(jīng)超過了原先的-4F的體系。

  學(xué)妹并沒有來得及將L6-Cl等給體材料與Y系列受體結(jié)合,制備器件。

  因?yàn)樵诂F(xiàn)實(shí)中做器件還是比較麻煩的,不可能像許秋那樣,直接開掛,批量化把所有體系都同步摸索一遍。

  所以研究者在模仿其他人的時(shí)候,通常會(huì)優(yōu)先找結(jié)構(gòu)類似的體系進(jìn)行嘗試,也就是所謂的控制變量法,講求一個(gè)循序漸進(jìn)。

  不然,沒有參照的話,最終效率不管是漲了還是跌了,都不好解釋。

  另外,博后學(xué)姐這兩周來,基本上也把全部的精力都投入到幫許秋合成新的系列材料上了。

  畢竟,她之前近似的從許秋這邊“白嫖”了兩篇高檔次文章,肯定是要還的,代價(jià)就是幫忙干活。

  最終,博后學(xué)姐開發(fā)出來了包括Y11-Y20等在內(nèi)的一系列Y系列受體材料,一共有十?dāng)?shù)種,每種差不多有50-100毫克的產(chǎn)量。

  和學(xué)妹類似,博后學(xué)姐也只進(jìn)行了初步的器件性能摸索。

  不過,拿到手的結(jié)果卻讓她驚了個(gè)呆。

  性能最佳的體系,效率居然有%!

  體系的性能次之,效率也有%!

  之所以性能最佳的是Y18,而非許秋模擬實(shí)驗(yàn)室中得到的Y20,可能主要是因?yàn)椴┖髮W(xué)姐的重復(fù)性實(shí)驗(yàn)不足,數(shù)據(jù)波動(dòng)性比較大。

  當(dāng)時(shí),鄔勝男看到熱騰騰剛出爐的%數(shù)據(jù),暗自慶幸,還好自己之前14%的體系沒有貪《自然》大子刊,不然估計(jì)得埋在自己的手里。

  看現(xiàn)在這個(gè)情況,二元單結(jié)體系,有接近17%的效率,一篇《自然》大子刊肯定是沒跑了,甚至還有一定的幾率,能夠再次沖擊一篇CNS。

  鄔勝男不禁感慨,許秋上篇《科學(xué)》投出去也沒過多久吧,現(xiàn)在居然就又有一個(gè)新的體系能夠達(dá)到CNS的門檻。

  為什么我就想不到這樣去優(yōu)化呢?

  為什么我想到的優(yōu)化就是“反向優(yōu)化”?

  博后學(xué)姐陷入了短暫的自我懷疑,不過她很快就調(diào)整好了心態(tài)。

  因?yàn)榘凑账龑υS秋的了解,肯定不會(huì)虧待自己的,有道是“沒有功勞,也有苦勞”。

  許秋吃肉,她喝口湯,多混幾篇AM之類的文章,也可以滿足了。

  憑本事蹭到的文章,不寒磣。

  其實(shí),魏興思之前在收到許秋實(shí)驗(yàn)想法的時(shí)候,得知許秋打算一次性合成十?dāng)?shù)種Y系列受體材料,也是有所疑慮的,擔(dān)心一下子同時(shí)開展這么多實(shí)驗(yàn),會(huì)不會(huì)“步子太大,扯到蛋”。

  畢竟,科研這東西,投入再多的人力物力,一旦方向走錯(cuò)了,最終的收益可能近乎于0。

  有人可能會(huì)說,怎么會(huì)是0呢?至少排除了一個(gè)錯(cuò)誤選項(xiàng)嘛。

  但事實(shí)上,錯(cuò)誤的選項(xiàng)可能有千千萬萬個(gè),正確的選項(xiàng)只有那么零星的幾個(gè)。

  就算排除了一個(gè)錯(cuò)誤的選項(xiàng),對于總量來說,依舊是不起眼的,因?yàn)榉帜缸銐虼蟆?br />
  不過,當(dāng)時(shí)的魏興思雖然有所疑慮,但還是堅(jiān)定的對許秋予以了支持。

  因?yàn)椴还茉趺凑f,許秋有歷史戰(zhàn)績作為支撐,所以還是值得魏興思無條件去相信的。

  現(xiàn)在,魏老師在組會(huì)看到這樣的結(jié)果,他知道自己當(dāng)初做了一個(gè)明智的選擇,笑的合不攏腿,翹著二郎腿,抖呀抖的。

  魏興思想的更加深遠(yuǎn)一些:

  按照現(xiàn)在這個(gè)走向,僅僅是初步嘗試,就已經(jīng)達(dá)到%的效率了。

  如果還能做到更高,哪怕只提升了一點(diǎn)點(diǎn),可以達(dá)到17%,也有不小的概率,能夠再中一篇CNS級別的文章。

  畢竟,現(xiàn)在這個(gè)是二元單結(jié)的體系,如果有望沖上17%的話,意義非凡。

  這表明,之后純有機(jī)疊層器件的效率可以沖到更高,就連20%這個(gè)大門檻甚至都有機(jī)會(huì)跨越!

  如果真的能上20%,有機(jī)光伏領(lǐng)域?qū)⒂瓉硪环懽儯约旱恼n題組也將成為榮耀殿堂中的最璀璨的那一位。

  因?yàn)椴徽撌怯袡C(jī)光伏、鈣鈦礦光伏,還是硅太陽能電池,光電轉(zhuǎn)換效率都是有極限的。

  根據(jù)肖特基極限理論,這個(gè)效率極限理論值大約在30%左右。

  而實(shí)際上的效率值,一般做不到理論那么高,20%出頭就已經(jīng)非常逼近極值了。

  比如,現(xiàn)在非常火熱的鈣鈦礦光伏器件,效率沖到了%左右,想要更近一步,就難以實(shí)現(xiàn)。

  這也是不少人轉(zhuǎn)而去做二維鈣鈦礦的原因,因?yàn)樵鹊牡缆窙]什么提高的空間了,而自己的課題組又不能停工不干活,那就只能創(chuàng)造新的領(lǐng)域,繼續(xù)研究(水文章)了。

  硅基太陽能電池,研究者們做了40多年,現(xiàn)在效率也是卡在了%的樣子。

  如果有機(jī)光伏能夠達(dá)到20%,其實(shí)和%的差距已經(jīng)非常小了。

  之后,要是能夠解決有機(jī)光伏成本、穩(wěn)定性等一系列問題,有機(jī)光伏未嘗不能實(shí)現(xiàn)商業(yè)化,從當(dāng)下處于統(tǒng)治地位的硅基太陽能電池中分走一部分蛋糕。

  魏興思想起了之前他和許秋的對話,包括之前投那篇《科學(xué)》,仿佛許秋在很早的時(shí)候,就已經(jīng)預(yù)知到了這一切。

  莫不是這小子可以未卜先知?

  怎么可能呢。

  魏興思很快就將這個(gè)想法移出腦海,看向許秋,微笑著開口詢問道:“這個(gè)工作接下來你打算怎么做?”

  許秋回應(yīng)道:“我打算親自優(yōu)化,然后同步把文章也開始寫起來。”

  “嗯,打算投什么期刊?”魏興思笑容不減,追問了一句,他主要是想摸一摸許秋的底,看看許秋對自己的工作有沒有信心。

  許秋隨口說道:“上一篇投的是《科學(xué)》,這篇就《自然》吧。”

  聽到許秋輕松的語氣,魏興思眉毛一挑,這是基本上有了呀,于是忙說道:“很好!你就按《自然》的模板先把文章寫起來。”

  隨后,魏興思看了看課題組的其他人,說道:“近期組里的實(shí)驗(yàn)資源優(yōu)先配給許秋,鄔勝男、莫文琳你們幾個(gè)多配合許秋做實(shí)驗(yàn),吳菲菲,你們鈣鈦礦的實(shí)驗(yàn)可以緩一緩……”

  “沒問題。”吳菲菲點(diǎn)點(diǎn)頭,內(nèi)心有些復(fù)雜,果然“一件事情,有了第一次就會(huì)有第二次”。

  現(xiàn)在雖然旋涂手套箱是有機(jī)和鈣鈦礦分開了,但蒸鍍手套箱還是只有一個(gè),如果有機(jī)團(tuán)隊(duì)仍然要保持原先一天一批器件的速度來做實(shí)驗(yàn)的話,鈣鈦礦團(tuán)隊(duì)基本上又要停工。

  不過,吳菲菲倒是沒有什么“黑暗”的想法,畢竟大局為重嘛。

  況且,雖然《自然》、《科學(xué)》不是吳菲菲自己發(fā)的,但她也算是一個(gè)見證者,許秋還是她的師弟,吳菲菲與有榮焉。

  許秋的匯報(bào),將組會(huì)帶入了一個(gè)高潮。

  高潮過后,韓嘉瑩繼續(xù)匯報(bào)。

  學(xué)妹PTQ2材料的各種表征數(shù)據(jù)已經(jīng)集齊,開始整理數(shù)據(jù),撰寫文章,目標(biāo)期刊JACS。

  這篇工作的主要亮點(diǎn)是“非鹵溶劑”,效率經(jīng)過兩周的優(yōu)化,用四氫呋喃THF加工的器件,突破了13%,在采用非鹵溶劑的文章中,效率算是最高的。

  現(xiàn)在許秋帶領(lǐng)的有機(jī)光伏團(tuán)隊(duì),在有機(jī)光伏領(lǐng)域始終處于先行者的位置上,隨隨便便拿出來的體系,都是某個(gè)細(xì)分領(lǐng)域下的最佳體系,因此想要發(fā)表一區(qū)頂刊文章的難度并不大。

  這也是科研圈的現(xiàn)狀,想要在這個(gè)圈子里發(fā)展,有沒有跟對人,選對研究方向,還有運(yùn)氣好不好可能是并列重要的,個(gè)人的努力、能力的重要性只能排在第三、第四位。

  就算是能夠連發(fā)七篇《自然》的曹某,如果換一個(gè)導(dǎo)師,換一個(gè)研究方向的話,或許還是可以出人頭地,但不一定會(huì)如現(xiàn)在這般璀璨。

  包括很多成功人士,之所以成功,其實(shí)就是一系列機(jī)緣巧合下的結(jié)果。

  要是讓他失去記憶,重返當(dāng)初,再走一遍人生路,可能不小心有一個(gè)選擇失誤,就不會(huì)有現(xiàn)在的他。

  很多時(shí)候,成功都是不可復(fù)制的。

  再比如,一些“杰青”,可能年輕的時(shí)候因?yàn)檫\(yùn)氣比較好,有了很顯赫的成果,到了老年時(shí)期,反而沒有什么拿得出手的工作了。

  這并不一定是他們劃水了,可能單純就是運(yùn)氣不好,做一個(gè)領(lǐng)域涼一個(gè)領(lǐng)域。

  科研這種靠天吃飯的行業(yè),真遇到這種邪門的事情,誰都沒有辦法。

  鄔勝男體系的兩篇文章,在補(bǔ)充了NIM和光源數(shù)據(jù)后,同樣都已經(jīng)投出。

  莫文琳這邊開展了基于Y系列受體材料的疊層器件,用Y4材料取代之前頂電池中采用的COi8DFIC材料,底電池仍然使用的是IDIC-M體系。

  最終,疊層器件效率最高達(dá)到了15.5%。

  雖然這個(gè)數(shù)值不及之前許秋投稿《科學(xué)》文章中報(bào)道的17.3%,但也算是取得了一定的突破。

  莫文琳發(fā)現(xiàn),這個(gè)體系中存在的主要問題,還是頂電池和底電池電流不匹配。

  深入挖掘的話,本質(zhì)上就是Y系列受體材料的光吸收邊在900納米左右,而理論上比較好的頂電池材料光吸收邊應(yīng)該在1050納米左右。

  現(xiàn)在能夠做到15.5%,很大程度上是靠著Y系列材料本身效率的支撐,再加上現(xiàn)在課題組對于疊層器件加工工藝的不斷優(yōu)化。

  如果想要進(jìn)一步提升器件性能,比較合適的改進(jìn)方向,就是合成超窄帶隙的Y系列受體衍生物,比如開發(fā)一種禁帶寬度1.1電子伏特左右的受體材料,讓材料的光吸收邊落在1050納米左右。

  不過,許秋現(xiàn)在并沒有時(shí)間去處理這個(gè)事情。

  他現(xiàn)在首要做的工作,是將模擬實(shí)驗(yàn)室中體系的結(jié)果給重復(fù)出來。

  根據(jù)現(xiàn)在模擬實(shí)驗(yàn)室里最新的結(jié)果,體系的效率,已經(jīng)達(dá)到了%。

  現(xiàn)實(shí)中,想要做到18%以上,還是非常有機(jī)會(huì)的。

  幾位本科生都旁聽了組會(huì),并做了一些匯報(bào),或是文獻(xiàn)匯報(bào),或是工作總結(jié)。

  雖然他們講的內(nèi)容對其他人沒有太大的用處,但是對于他們本人來說,是難得的歷練。

  許秋最開始演講匯報(bào)的能力其實(shí)也不算很好,但這兩年來一直不斷的參加組會(huì),也讓他現(xiàn)在演講匯報(bào)的能力大大的提高。

  范文堂最近主要在幫莫文琳干活,制備著疊層器件,他已經(jīng)對整套器件制備流程非常的熟悉了。

  同時(shí),許秋有時(shí)候還能夠看到范文堂在修改自己的碩士畢業(yè)論文,也是在給自己的畢業(yè)做準(zhǔn)備。

  組會(huì)結(jié)束后,魏興思把吳菲菲、鄔勝男和許秋一起喊到了江彎先材513辦公室。

  “今天,我們要把兩個(gè)基金項(xiàng)目的線上版本提交出去,然后打印出來找院系、學(xué)校審核。”魏興思說完,轉(zhuǎn)頭補(bǔ)充了一句:

  “許秋,你幫忙簡單的把一把關(guān),然后就去做實(shí)驗(yàn)吧,別耽誤你太多時(shí)間,這邊我們來搞就行了。”

  “好。”許秋點(diǎn)點(diǎn)頭,其實(shí)這兩個(gè)基金項(xiàng)目的大多數(shù)工作都已經(jīng)完成了,只差最后的投遞工作了。

  投遞的過程,和之前許秋他們投中瑞STINT合作項(xiàng)目差不多,因?yàn)閲鴥?nèi)國家級的基金,大多數(shù)都是通過國家自然科學(xué)基金委下發(fā)的,所以流程都是類似的。

  也就是需要填寫學(xué)術(shù)成果、代表作、每個(gè)人的簡歷等等一大堆的東西……

  線上申報(bào)完成后,還需要把文件打印出來,找院系、學(xué)校審核蓋章,最后再郵寄到基金委,耐心等待結(jié)果就行了。

  本來,許秋還打算今天和魏老師談一談提前畢業(yè)的事情,結(jié)果看現(xiàn)在這個(gè)樣子,估計(jì)他們會(huì)很忙。

  而且,還有吳菲菲、鄔勝男在場,也不好開口,于是他便返回實(shí)驗(yàn)室,準(zhǔn)備進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

  漂亮國MRS會(huì)議是4月1號開始,現(xiàn)在是3月7號,距離漂亮國之行還有三周左右的時(shí)間。

  許秋打算在三周之內(nèi),把這篇《自然》文章給肝出來。

  雖然聽起來有些不可思議,對于《自然》這種檔次的文章來說,三周時(shí)間著實(shí)有些短暫,但實(shí)際上也不是沒有可能。

  一方面,現(xiàn)在有機(jī)光伏的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)非常壯大,人手非常的充足。

  一共有九個(gè)人,許秋作為團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人,鄔勝男帶著殷后浪,主要做受體材料的合成,韓嘉瑩帶著徐心潔,主要做給體材料的合成,莫文琳帶著范文堂,主要做器件制備。

  最后,還有一個(gè)湊數(shù)的田晴,以及一個(gè)“身在曹營心在漢”的陳婉清,偶爾也是可以起到一定作用的。

  另一方面,現(xiàn)在許秋也算是知道了結(jié)果,去重復(fù)一遍過程,幾乎沒有什么難度,不存在漫長的試錯(cuò)過程。

  而且,現(xiàn)在最麻煩的合成材料步驟,都已經(jīng)由鄔勝男和韓嘉瑩代為完成。

  同時(shí),光源測試,許秋也提前有所準(zhǔn)備,在上周四的測試中,將幾種新材料的光源數(shù)據(jù)拿到了手。

  因此,許秋覺得三周時(shí)間,產(chǎn)出一篇《自然》文章,還是非常有機(jī)會(huì)的。

  返回實(shí)驗(yàn)室,許秋選擇了次優(yōu)的條件,在莫文琳的輔助下,制備了一批包括、等在內(nèi)的器件。

  他的要求也不高,這批只要能把效率做到17.0%以上就可以了。

  許秋打算通過三批器件,把效率推上18%,每次提升0.5%左右,這樣既不顯得突兀,又不會(huì)耽擱太多的時(shí)間。


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