許秋基于PCE10:IEICO4F和PCE10:FNIC4F兩個基準近紅外體系,制備了一系列不同厚度的金(1納米)/銀(1020納米)薄層金屬電極。
最終器件結果還不錯,這種雙層薄層電極的結構,器件效率普遍比原來單層薄層電極的結構高大約0.51。
其中,一個比較關鍵的節點是1納米金,15納米銀的雙層電極結構。
此時,PCE10:IEICO4F體系的器件效率,最高可達10.25,可見光平均透過率(AVT)可達32,另外一個體系的兩項數值也分別達到了9.73和34。
AVT只有30,看似很低,其實在基于薄層金屬電極的半透明器件中已經非常不錯了。
就拿總厚度16納米的金屬薄層電極來說,它本身就可以吸收近4050的可見光。
這也意味著,哪怕有效層是空的,AVT最多也只有5060。
換算下來,30的AVT,有效層本身的AVT可能會達到60以上。
對于這兩個體系,許秋打算把它們合并起來發一篇文章,這樣既有工作量,又有亮點.
亮點包括“同時實現了效率超過10,AVT破30的成就”、“開發出雙層結構的薄層電極”、“首個非富勒烯體系的半透明器件”。
當然,這個工作想打破壁壘往上投并不是很容易,因為一來沒有新材料被開發出來,二來效率也不是破新高的那種,只是打破了一個細分領域的記錄。
不過,水一篇AM還是很有機會的。
許秋盤算了一下自己手里的文章,五篇一區,一篇年底出了分區就會成為一區的文章,還有兩篇在投的一區,再算上眼下這個體系,加起來一共九篇一區。
還差一篇就能湊齊十篇一區,完成系統進階任務了。
許秋思索片刻,靈機一動,想到了一個思路。
那就是和藍河那邊合作,用刮涂的方法制備柔性、半透明、多彩、全溶液加工的有機光伏器件。
這樣制備出來的器件,幾乎集齊了有機光伏所有的“優點”,就差大尺寸、卷對卷制備了,噱頭可謂十足。
這樣操作下來,只要效率不拉胯,能達到7、8左右,一篇AM基本上妥妥的。
第一步,選定受體材料。
既然兩種近紅外受體IEICO4F和FN4F都用過了,那么就用學姐另外一個IEICO4Cl材料。
這個材料性能與IEICO4F相當,同樣是一種優秀的近紅外非富勒烯受體材料,最高器件效率也是接近12的。
第二步,選定給體材料。
想要實現多彩的器件,受體已經被固定了,那么就只能從給體的角度做文章。
許秋打算選擇三種不同禁帶寬度的給體材料,最終選定了H43、J2和PCE10,禁帶寬度分別在2.0、1.8、1.6左右。
說實話,體系是選出來了,但光看材料名稱,許秋也無法知道旋涂出來的薄膜到底是什么顏色的。
于是,他便配了個溶液,親手旋涂,嘗試了一下。
結果表明,以IEICO4Cl為受體,H43、J2、PCE10為給體的體系,薄膜顏色分別對應于紫色,藍色以及藍綠色。
知道結果反推過程就比較容易。
許秋查了下數據,紫光、藍靛光、綠光對應的光波長范圍分別在350455納米,455492納米和492577納米。
而H43、J2、PCE10的主要光吸收范圍,分別是450650納米,500700納米,550750納米,IEICO4Cl則覆蓋了6501000納米的光。
最終剩余未吸收的光的波長范圍分別是300450納米、300500納米、300550納米,剛好對應紫色,藍色以及藍綠色。
由于這些薄膜是半透明的,薄膜透過什么光,就顯示什么顏色。
那么三種薄膜分別對應紫色,藍色以及藍綠色也就可以解釋了。
具體的摸索工作,許秋交由了模擬實驗室III進行,不過他暫時不抱有太大的希望,因為之前復制的刮涂機器還是個玩具性質的概念機。
他打算抽時間去藍河那邊看看他們有沒有什么最新的進展,然后把新機器復制進來。
確立了兩個工作的方向后,許秋其實很想再找一個半透明器件的研究工作,作為儲備的一篇AM文章。
這也算是未雨綢繆。
雖然到目前為止許秋沒有被拒稿的經歷,但說不準那天運氣不好,走夜路就撞到了小可愛,遭遇要各種故意針對的審稿人,這也很難說。
現在算起來是有十篇一區,最后發現少了一篇不就尷尬了。
不過,他內心想了很多思路,都沒有太過滿意的想法,因為半透明器件這邊能挖掘的點也不多,之前的兩個思路都快把亮點給挖掘干凈了。
而沒亮點的話,AM文章也不是那么好水的,除非自己合成新材料,或者借用鄔勝男的幾種新結構,但這樣的話,工作的周期就會很長。
至于隨意弄一些亮點出來搞幾篇小文章,許秋現在暫時不考慮。
他已經把自己發文章的下限提高到了AM、JACS、Angew、EES、AEM、NC這個級別,也就是一區頂刊。
這個門檻比魏興思的門檻還要高,魏老師組里基本都是二區以上的文章,只有段云發了組里唯一的一篇三區文章,RSCAdv.。
畢竟許秋是學生的身份,一作的文章都要自己動筆一個字一個字的碼出來,而魏興思只需要改文章掛通訊就好,消耗的精力差別很大。
因此,許秋要是把精力花在寫二區的文章上,就不是很劃算,像二區文章,直接蹭課題組里其他人的二作就好了,這樣也可以增加自己文章的數量。
而且,當文章數量達到一定程度時,別人就會更加關注你發了多少AM、JACS頂刊,文章被引用的情況,代表作有哪些。
就比如以許秋現在的成果,科研影響力是10,那么再撈上三五篇二區一作,可能科研影響力會提高到10.1,沒太大的意義。
最終,許秋決定還是先把手頭這兩個工作完成好。
眼下的工作是最重要的,做科研一定不能拖拖拉拉,不然同行就會教你做人。
現在還沒有出現基于非富勒烯受體的半透明器件,不代表沒有人正在做,說不定哪個同行就悄咪咪的搞著呢。
有句話怎么說的來著。
我要悄悄的拔尖,然后驚艷所有人。
誰也不好說,哪里就會冒出來一個名不見經傳的課題組,突然產出一堆成果。
就比如許秋和魏興思,之前在有機光伏這個領域里就是無名之輩,而最近兩人都已經上了國內各大有機光伏課題組的名單了,被同行們盯上了。
許秋之前只是個本科生,魏興思回國前,在漂亮國NREL當小老板,雖然發了幾篇AM,但是做的是PDI衍生物,比較小眾,效率也不高,人也不是很出名。
其實,假如魏興思再晚幾年回國的話,就以他之前的成果,估計都不一定能評上“青千”,也不一定進的了魔都綜合大學。
可能最多只能進入一個普通的重本,然后簽一個類似于國外助理教授六年非升即走的協議。
這些年來,“青千”的標準是越來越嚴格,魏興思是第二批青千引入的,也就是2012年,當時國家缺人,定的標準就比較低。
就比如今年“青千”回國的那一批,有好幾個人都是十幾篇JACS,甚至還有人有CNS一作,含金量都非常高。
如果過幾年,可能“青千”的下限都是十幾篇AM、JACS文章了。
不得不說,學術圈是越來越卷,從上卷到下。
說回許秋,他現在做半透明器件是有很大先行優勢的。
不過,這種優勢會隨著時間慢慢消退,如果他不能一直持續領跑,就可能被其他人彎道超車。
就比如,現在就已經有不少同行開始搞ITIC的研究了,遲早也會把目標放到其他衍生體系中。
當然,轉行也是需要時間的,除了龔遠江和魏興思互通有無外,其他人的轉行速度不會太快。
一方面,其他研究者從傳統富勒烯體系轉到非富勒烯體系的時候,為了求穩,不可能一下子邁很大的步子。
大概率會先挑選一些基準體系,比如許秋的ITIC、徐正宏的IDTBR,而不會一上來就搞IT4F之類的衍生物。
另一方面,很多課題組不會自己合成材料,而是從光電材料公司購買,比如現在深城那家光電公司,他們就已經開始售賣ITIC、IDTBR材料,但其他類型的ITIC衍生物,市面上暫時還沒有公司出售。
這是因為光電材料公司也知道“研究者們在轉行時,會先從基準體系開始做”,所以合成出來的基準材料,肯定有市場。
而且,像ITIC這樣的基準材料,大概率會火很長一段時間,就類似于P3HT、C60這些初代的有機光伏給體、受體,都用了十多年了,現在依然在用,哪怕后面開發出了更好的PCE10、PCBM,他們還是會被一些課題組作為標樣使用。
因此,合成出來幾克,幾十克ITIC,囤在那里,一時半會兒也不愁賣不出去。
但其他衍生物材料就很難說了,比如許秋他們一共弄出來十多種體系,這些體系不可能全部都能火,萬一某種材料火不起來,結果光電公司合成出來好幾十克,最后沒人買,就全砸手里了。
這也是科研圈,像ITIC衍生物之類的材料不申請專利的一個原因,因為材料的迭代太快了。
假如要申請某個分子的專利,首先在專利申請過程中,不能發文章,一旦把這個結構公示出去,就會被認為放棄專利;
其次,專利的申請時間少說幾個月,長的話一年都有可能,等一年過去,專利可能還沒有申請出來,別人就已經把這種結構給報道了出來,這也視作結構被公示,專利申請同樣直接作廢。
就算這種分子結構沒被其他人發現,可能是因為別人找到了更好的材料,更好的體系,那拿著這個專利也就毫無意義。
退一步說,就算這種專利申請到了也沒啥意義。
別人大不了不用你開發的這種材料,去開發新的材料,你總不能把所有相關材料的專利都申請一遍吧。
而且這樣做,不僅沒有什么利益可圖,還不利于該領域的發展,更會引起其他科研工作者的反感。
仔細算下來,就是負收益的事情。
因此,很少有人申請這種類型的專利,都是偏向應用的領域才會去申請專利,或者是一些復雜藥物的分子結構申請專利。