本來,許秋還打算和學姐來一場深入的交流,關于“非富勒烯衍生物”方向。
卻沒想到她只是有一個初步的概念。
這還討論個*哦。
此情此景,很像是當初她提出將鈣鈦礦材料,融入有機光伏體系中一樣。
那時候,她也是只提了一個概念,后面的內容都是許秋來開發出來的。
不過,一向咸魚的學姐,居然肯從二區灌水的舒適區中走出來,也是一件幸事。
倒也不能為此去打擊人家。
還是沉默以對吧。
……
許秋將學姐提出的幾點文章已經修改完畢后,去實驗室里找韓嘉瑩。
此時,她正在測試器件,從旁邊基片堆疊的狀況來看,應該快要測完了。
一般在器件測試前,都會比較在意基片表面的保護,一片片的都要正面向上,整齊碼好。
但對于測完的基片,尤其是效率很低的,擺放起來就會隨意很多,因為可能再過不久,它們就要被回收了。
有機光伏領域,主要的實驗工作還是材料的合成,以及器件的制備與條件優化,這兩者的變數比較大。
至于其他的表征方面,實驗操作相對固定,只要不出現重大的失誤,那么測出來什么,基本就是什么,主要看研究者怎么去分析實驗數據。
因此,在合成完一批材料后,韓嘉瑩現在的主要工作就是制備器件、測試器件。
“如何,快測完了嗎?”許秋問道。
“快啦,我先測的是師兄的四個體系,最高效率是9.8%,沒有你之前做的高。”韓嘉瑩道:
“不過,四個體系性能變化趨勢和你得到的基本一致,都是隨著支鏈碳原子個數的增加,效率先升后降,2OD側鏈是極值點。”
“趨勢一樣就行,效率高一點低一點都沒關系的,再說了,你用的是鋁電極,而非銀電極,性能低也正常。”許秋道:
“那么,你的兩個體系P3T和P5T呢,變換了支鏈,器件性能上,有沒有什么明顯的改變。”
“P3T的體系,性能變化不大,隨著側鏈縮短,效率從6.20%到了6.42%,”韓嘉瑩道:
“但是P5T的體系,改變還是挺明顯的,隨著側鏈變長,效率從4.01%,躍升到了5.88%。”
許秋思考片刻,說道:
“這個現象還挺有意思的,看來對于P5T體系來說,側鏈改變前后,剛好是一個重要的臨界點,而P3T體系并不是。
P5T有些類似于我當初P4T的體系,后者是側鏈從2HD,變為2OD,效率大幅提升,再到2DT,效率小幅下降。”
“師兄,這個發現,是不是也能發一篇文章吶。”韓嘉瑩道。
“想多了,并不能,你呀,整天想著文章文章的,”許秋笑道:
“這個發現的分量還不夠,只是描述了一個現象,最多變為一句描述,寫在文章里面。
除非我能分析出來,造成這種現象背后的原因,那樣的話還差不多,但我現在并沒有這個能力。”
“這樣啊,”韓嘉瑩似懂非懂的點了點頭,說道:
“可我記得陳婉清學姐,她打算做P4T-2OD結晶性,隨處理溫度變化的實驗,那個不也是描述了一個現象嗎?”
“不太一樣,”許秋道:
“因為她可以結合光吸收光譜、透射電鏡、原子力顯微鏡、掠入射X射線衍射等表征手段,進行綜合分析。
換種說法,就是她能做的表征多,能講一個完整的故事出來,而我的這個發現,只是故事的一個開頭。”
“我好像明白了,看你當時說話的語氣,還以為又一篇文章到手了呢。”韓嘉瑩道。
“我只是有感而發罷了,想灌水也不是說灌就能灌的。”許秋笑道。
……
學妹繼續實驗,許秋站在她旁邊,開始分析:
目前看來,她制備器件的熟練度,已經很高了,各種儀器操作、幾種旋涂方法均已掌握。
而且基于他的體系,學妹也重復出來了9.8%的效率,他當初不用銀電極,最高值也只是9.99%,差別不大。
至于她的兩個體系,P3T、P5T,大多數能用到的已知的實驗優化手段,包括引入氟原子、調控側鏈、真·熱旋涂,都已經用的差不多了。
這就說明,這兩個體系潛力已盡。
除非再出現顛覆性的實驗優化手段,方能扭轉乾坤。
但想想也知道,并不容易。
那么,最終結果,P3T、P5T的器件效率大概率在6%-8%之間徘徊。
對應的文章檔次,大致是一到兩篇二區。
大概率能發兩篇,因為類似的分子結構幾乎沒人報道,雖說P3T、P5T兩者的結構相似了些,但畢竟是不同的結構。
如果一個效率6%、另一個效率7%,先發6%的,再發7%的,就更加合適了。
這就是自己做合成實驗的優勢所在。
因為很多組是不做合成的,那么就形成了一個門檻。
只要器件制備水平夠高,稍微改一改分子結構,得到一個差不多的結果,就能發一篇文章。
這樣看來,當初許秋選擇從P4T體系開始試水,還是蠻幸運的。
當然,也不完全是運氣使然。
那時候,他挑選材料,并不是拿個骰子擲出,點數是幾就是幾T,也是有自己考量的。
首先,許秋根據文獻報道的DFT結果,總結出了一套自己的理論:
DFT結果中,能級分布總體上比較均勻,可以保證材料的共軛性能,有利于電荷輸運,HOMO/LUMO能級分別集中分布在D/A單元上,有助于激子拆分。
這種結構的分子,大概率性能會好一些。
然后,他再用高階DFT模擬,計算了從P2T到P5T這四種分子后,仔細觀察了這些分子的HOMO/LUMO能級分布圖。
表現最好的P4T,其次是P2T,最后是P3T、P5T就差一些。
整體上,P4T的能級分布較為均勻,每個結構單元上均有分布,分子的共軛性比較好。
而且它的HOMO/LUMO能級,分別集中在D單元2T上和A單元2TBT上。
既符合他的理論,實踐上又證明了性能確實好。
許秋推斷,造成這樣的情況,或許和P4T是對稱的結構有關。
相對來講,非對稱性的P3T、P5T就差一些。
但這套理論也不是完美的。
比如P2T,同樣是對稱的結構,從HOMO/LUMO能級分布圖上來看,分子的共軛性也比較好,但性能卻是四組材料中墊底的。
這就表明,有其他理論框架外的因素,對結果造成了影響。
具體是什么影響,目前的許秋也很難分析出來。
畢竟,擁有幾百上千個原子的材料,在微觀尺度上的復雜程度,那是難以想象的。