我有科研辅助系统 第131节

  “那你先做器件吧,等你做完我再过来,辛苦你啦。”陈婉清道,本来她今天也是有实验的,但还是把手套箱让给了韩嘉莹,毕竟做器件的流程长,优先度更高一些。

  “好的。”韩嘉莹点了点头。

  待陈婉清离开,她突然说道:“师兄,你要做什么体系?”

  许秋刚把一片器件装在样品托内,正准备测试CELIV,而学姐学妹两人的对话,他只听了个开头,后面就专注实验了。

  在听到“师兄”这个关键词后,他愣了一下,很快反应过来,回了一句:“让我先想想。”

  他的体系已经被证实了热旋涂法有效,那么初步尝试的策略,应该是直接选择最优的材料,对其进行精细调控。

  如果器件性能能够进一步提升,再推及至其他体系也不迟,还可以把最终结果更新在他投稿AM的那篇文章上去。

  许秋很快下定决心,说道:

  “我只做一个体系就好,P2FBT4T-2OD和PC[70]BM的,溶液你应该知道在哪里,条件的话你看着来吧。”

  “让我看着来,”韩嘉莹小声嘀咕着:“师兄这么相信我嘛……”

  “你说什么?”

  “没什么,师兄安心实验吧,这边就交给我。”

  ……

  整个下午,许秋忙于自己的实验,只偶尔和韩嘉莹闲聊了几句,不过都是与具体实验细节无关的。

  大方向已经指明了,具体细节交给她来补充,问题应该不大,毕竟学妹的科研水平还是令人放心的,他感觉自己的身份越来越像是一个导师了。

  晚上八点左右,韩嘉莹的器件蒸镀完毕。

  虽然许秋对她具体的实验过程没怎么关心,但对于实验结果,他还是非常在意的,于是便凑到了她的旁边。

  实验室里,除了许秋他们两人在准备测试外,陈婉清也在做实验。

  不过,她在另一边旋涂手套箱里,研究着新仪器,她对下午做的那三个体系的热旋涂器件,并没有抱太大的希望。

  她的注意力完全集中在新的研究工作上,也就是基于许秋P4T材料的细分工作,考察不同处理温度对结晶性能的影响。

  课题组晚上一般人都比较齐,因为研究生的课程很少安排在晚上,学校里的活动也是在白天居多。

  外面的办公室中,田晴在努力码字写文章,因为她太能拖了,魏老师昨天给她下了最后通牒,这周她的文章必须写好、改好、投掉。

  吴菲菲在阅读刚刚出炉的十几篇钙钛矿相关的文献,她本来打算做实验的,试一试新仪器,但手套箱今天一整天都被有机三人组占领了,她也就没有和他们争。

  段云则在处理热电数据,这几天都是笑容满面的,实验工作似乎很顺利,看样子很快要弄出一篇文章来了。

  虽然他的设备搭建花费了近半年,但在设备在搭好后,他的科研工作似乎进了快车道。

  磨刀不误砍柴工这句俗语还是有一定道理的。

  韩嘉莹用镊子把基片从样品支架上取下,整齐的放入两个培养皿中装好。

  一共有24片基片,有效层薄膜大多涂覆完整,只有一两片看起来略有瑕疵。

  器件上面的电极明晃晃、亮闪闪的。

  常用的金属电极有金、银、铝三种。

  魏老师实验室里一般默认用的铝电极,一方面是因为便宜,另一方面也是因为它的性能不算差。

  这次的电极银光闪闪的,用的肯定不是金,而银和铝电极外观比较相近,倒是不太好分辨。

  许秋通过直觉判断,银电极的概率更大些,便问了一句:“这次蒸的是银电极?”

  “没错,我沿用了师兄做出最高效率器件时的条件。”韩嘉莹点点头道:“对了,我们先测哪片呢?”

  “我都不知道你具体都做了什么条件的……”许秋无奈道。

  “那我随便挑一片吧。”韩嘉莹道。

  说完,她手持镊子,在培养皿上方晃来晃去,似乎在寻找合适的目标。

  几秒钟后,她挑准了一片基片,从侧面翘起一个角,然后夹了起来,说道:“就这片吧。”

  “好啊。”许秋没什么意见。

  他看了一眼基片背面的侧边,标注有“XQ,110,2.5K”。

  没猜错的话,应该指的是110摄氏度热旋涂,2500转,这似乎是他体系曾经的最优条件。

  最近一个多月,都是学妹在帮他做实验,他已经很久没有亲自做器件,具体的实验条件都有些记不清楚了。

  连接好基片和测试仪器后,韩嘉莹点击电脑软件的“测试”按钮。

  “滴”的一声,源表数显屏幕上的数值开始闪动。

  这是这一批次的首个器件,许秋还是很在意其性能的,他紧盯着源表上的示数。

  虽然器件的亮态J-V曲线,以及具体的光电参数,要等测试完毕后才能在电脑上显示,但是通过源表的实时读数,可以大致估算出器件的短路电流密度。

  他注意到,当电压值为0的时候,电流数值为1.65……毫安,因为数字是连续变化的,所以他只记住了前三位数字。

  许秋心算了一番,电池的有效面积为0.09平方厘米,那么短路电流密度大致在18-19毫安每平方厘米。

  这个数值在有机光伏领域中,已经不算低了,如果开路电压在0.9伏特左右,填充因子在0.60左右,那么器件的光电转换效率就接近10%了。

  又过了几秒钟,测试结束。

  电脑自动绘制出J-V曲线,并显示了各项光电性能参数。

  韩嘉莹一直盯着电脑屏幕,看到上面的数据后,她激动道:

  “超过10%了,效率有10.12%呢。”

  “不错,开门红啊。”许秋笑道。

  他倒没有像学妹那么激动,一方面是他提前推断出了结果,另一方面这个效率虽高,但也并没有突破他之前的纪录。

  学妹的声音也惊动了陈婉清,她转过头看了看,朝许秋说道:“超过10%了?是你的体系吧。”

  “是我的,现在说明用新仪器涂出来的薄膜不比之前的差,至少重复出了10%的结果。”许秋道。

  “不错,继续加油。”学姐鼓励了一句,便转身继续她的实验。

  “我们也继续吧。”许秋拍了拍韩嘉莹的肩膀。

  “嗯~”

  很快,她便测完了第一片器件上全部的六个数据点,效率最高值10.18%,最低值10.05%。

  “师兄,数据的波动似乎比之前小了很多。”韩嘉莹道。

  “我也注意到了这个情况,就是不知道是不是特例。”许秋道:“再测一片同转速下100摄氏度,这个条件有做吧。”

  “有的。”韩嘉莹把测试完毕的基片反面朝下,放回原来的培养皿,然后取来标有“XQ,100,2.5K”的基片。

  几分钟后,测试完毕。

  这次的最高值是10.46%,最低值是10.28%。

  “看来,数据波动确实是变小了,而且效率的绝对数值,都和我之前的最高效率值差不多了。”许秋道:

  “这回测同转速下90摄氏度的。”

  “好的。”学妹快速替换基片、测试。

  最高值10.38%,最低值10.11%。

  韩嘉莹思考片刻,问道:

  “效率降低了,要换回100摄氏度的体系,测3000转速吗?”

  “可以。”

  “提高了,10.68%!”

  “还有更高转速的吗?”

  “还有3500转的。”韩嘉莹这次直接找到了对应的基片,开始测试。

  许秋心中盘算,到目前为止,他的体系都已经出现三种温度条件,三种转速条件了。

  他又扫了眼培养皿中的基片,大多数都是标注“XQ”的,便好奇问道:“我的体系你做了多少样品?”

  “师兄的有16片,陈婉清学姐的6片,我的2片。”韩嘉莹说完,又迅速补充道:

  “别多想,我只是想用你的体系作为参照,找到规律,然后搬运到我的体系中,毕竟你的效率高嘛。”

  “行吧,姑且信你。”许秋道。

  那应该是各自四种条件,转速从2000到3500r.p.m.,温度从90到120摄氏度。

  不多时,韩嘉莹测试完毕。

  “这片最高有10.92%,”她先是一喜,随后轻叹道:“可惜没有更高转速的了。”

  “下次有机会再做一批就是了,”许秋鼓励道:“突破11%还是非常有可能的。”

  从现有的结果来看,在100摄氏度条件下,效率随着转速的提高而提高,而且还没有出现拐点。

  那么继续提高转速到3500r.p.m.以上,就有希望获得更高的效率。

  从10.92%到11%,只差0.08%,问题应该不大。

  ……

  看到了效率突破11%的希望后,许秋心思也活络了起来。

  现在有机光伏领域中作为基准的PTB7-TH给体材料,它的别名是PCE10。

  因为它是首次报道的,效率超过10%的体系。

  之后,经过五六年的发展,国际上大量的研究人员,不断优化PTB7-TH体系的器件制备方法、传输层材料和电极材料的选择,发表了上百篇相关论文,将其最高效率提高至12%。

  但到目前为止,除了PTB7-TH体系外,其他报道出来的效率超过10%的有机光伏材料,还没有一种效率能够超过11%的。

  那么,如果许秋的P2FBT4T-2OD材料在首次发表时,效率就能达到11%,他就有资格将这种材料命名为PCE11。

  现在,距离这个目标,只差一步之遥。

  

第一百七十三章 这世上,总会有天才的(求订阅)

   虽然转速的拐点没有出现,但是温度的拐点已经出现,从110摄氏度到90摄氏度,先升后降,在100摄氏度的条件下达到极值。

  因此,100摄氏度3500转速条件下,获得的10.92%的效率,可能是今天的最高值。

  当然,考虑到每种条件只做了一片的缘故,也存在因实验操作方面的原因,比如薄膜没有涂好,而带来的异常情况。

  但这种可能性并不大。

  既然剩余的器件大概率不会出现更高性能,那么守在蒸镀手套箱旁看学妹测试也没什么必要了。

  于是,许秋决定开溜。

  他看了眼陈婉清的方向,学姐的样品已经制备完成,现在她正在测试光吸收光谱,旋涂手套箱被空了出来。

  器件的性能和溶液是息息相关的,他打算重新配制一次溶液,明天再做一批器件试试。

  想到这里,许秋拍了拍学妹的肩膀,说道:

  “你继续测吧,我去配个溶液,剩下的器件可以测的稍微快一些,扫描J-V曲线的次数不用那么多。”

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