二人戴好护目镜后，来到仪器旁，陈婉清介绍道：
“这台仪器主要由三部分组成，激光光源、信号发生器、示波器，因为没有电脑，所以需要提前插一个U盘，数据会自动存储在U盘中。
测试方法很简单，先将样品装入样品托，然后将样品托连接信号发生器和示波器，设置好参数后，启动激光、信号发生器，示波器就会显示电流随时间变化的波形。
第一种测试手段，是线性增压载流子瞬态法，也就是CELIV。
原理上是先给器件一个短暂的激光脉冲，有效层吸收激光的光能，在内部产生载流子，然后用一个线性增大的电压，将电子和空穴分别‘扫’至负极和正极，便形成了电流。
这种方法中，波形的电流大小不重要，因为我们关心的是电荷迁移率，所以主要考察电流信号产生峰值的时间。
时间越短，就表明载流子运动的越快，迁移率就越高。
在计算公式中，迁移率与时间的负二次方成正比。
这种方法得到的迁移率无法区分电子和空穴，是它们整体的迁移率。
另外一种是飞行时间法，TOF。
采用这种方法需要制备特别的电池器件，首先有效层要比较厚，通常在300纳米以上为宜，保证载流子在有效层内‘飞行’的时间足够长。
此外，还需要在器件结构中加入电子和空穴的阻挡层，从字面意思上可以理解，阻挡层就是电子和空穴几乎无法通过的材料。
通常可以使用绝缘体作为阻挡层，我们一般用氟化锂，蒸镀5纳米厚度就可以有效的阻挡电子和空穴通过。
原理上和CELIV类似，不过采用的是恒定电压，主要考察电流信号开始衰减时的时间。
因为阻挡层的存在，可以分别测试电子和空穴，两种载流子各自的迁移率。
我们现在没有能够用来测试TOF的器件，所以今天只测试CELIV。”
仪器的参数都是默认设置好的，操作也不难，陈婉清示范过后，许秋将另外的五组体系也测试完毕。
第四十章 考试月（上）
考试月第一周，许秋每天的日程，按照计划有条不紊的进行着。
模拟实验室。
继续上周的实验。
之前遇到的问题是有效层溶液应该热涂还是冷涂。
许秋考虑了几十秒后，他一拍脑门，做出决定：
既然不清楚哪个条件好，那便都试试看就知道了。
实验结果会给出答案的。
他之前修读过《高分子化学》，知道高聚物和小分子有很多不同之处。
对于高分子聚合物材料来说，它不是纯净物，而是由不同分子量的聚合物组成的混合物。
因此，研究者们难以对其中组分进行精确计量，只能通过实验手段计算它的平均分子量。
通常用数均分子量、重均分子量、多分散系数来表征聚合物材料的分子量及其分子量的分布情况。
也因此，对于不同批次制备的高分子材料，它们的分子量、多分散系数都不同，那么性质自然就会有所差异，就算是同一批次的材料，彼此都会有细微的区别。
所以涉及到高聚物材料，摸索得到的实验条件一般只对同一批次有效，如果换一个批次，那么最佳实验条件就会改变。
好在学姐一次性买了500毫克的PTB7-TH，够用几个月，所以花费一些功夫摸索出最佳条件还是很有必要的。
结合文献中其他研究者的实验条件，许秋设计了自己的实验方案。
他先是把上次稀释过后的25#15#溶液，再次用移液枪加入833毫升氯苯溶剂，将其稀释至10毫克每毫升，重新标记为25#10#，然后放置在90摄氏度的加热搅拌台上。
然后将10#溶液从加热搅拌台上取下，放在瓶架上等待其自然冷却。
另外的15#和20#溶液，则不进行操作，仍然放在加热搅拌台上。
一共得到四组溶液，其中10#用于冷涂，15#、20#、25#10#用于热涂。
12片基片，每组溶液采用3种转速，暂定为1500、2000、2500r.p.m.。
为了减少实验变量，他决定不加溶剂添加剂、不进行退火操作。
接着进行旋涂、蒸镀、测试。
最终，这批器件的最高效率产生在“20#，2500”样品，为8.22%。
其余所有样品的效率值也均在7%以上。
完成实验后，许秋将实验结果记录到实验记录本上，然后进行分析：
首先，当前实验条件下，溶液浓度越高，光电性能越好。
其次，当前实验条件下，冷涂法和热涂法对器件性能的影响不大。
最后，共使用了12种实验条件，但器件的光电性能波动变化较小，这说明PTB7-TH这种材料性能确实优异，对实验条件的依赖性较低。这一点是和P3HT相比较的，他听学姐说在她最早做P3HT的时候，完全参照文献的实验条件，器件效率却只有1%不到。
对最佳效率8.22%这个数据，许秋还是比较满意的，毕竟这是第一次尝试。
虽说其他研究者的文章报道出的结果普遍在10%以上，甚至最高都做到了12.2%，但那是他们是经过不断摸索，反复改进实验条件后，得到的最佳性能。
之后，许秋基于上次的结果，改变转速，又做了一批器件。
他制备了20#溶液在2500、3000、3500r.p.m.转速下的样品。
最高效率产生在“20#，3000”样品，为8.40%。
…………
周日，许秋收到了学姐的消息，说PEN基片已经快递到实验室了。
许秋便跑了趟实验室。
“咦，许秋，你怎么来啦。”陈婉清道。
“学姐不是说PEN基片到了，我就过来看看。”许秋道。
“我就是通知你一下，你现在又不做实验，还不好好复习去。”陈婉清嘴上这么说着，但还是起身进入实验室，将PEN基片取了出来。
许秋接过基片，仔细查看。
基片是卷起来的一大卷，弯折起来质感偏硬，它的表面是透明的，有一点点淡黄色，单面镀有ITO，有ITO的那一面上覆盖着一层可揭掉的塑料保护膜。
许秋呼唤系统：
“系统，可以只复制PEN基片，而不改变模拟实验室内的其他物品吗？”
【可以。】
“那复制吧。”
【复制成功。】
许秋突然想到，这样岂不是可以把其他东西也带到模拟实验室来了。
不过仔细想想，好像也没什么用，就算能带进来也带不出去，只是虚拟的罢了。
他将手中的PEN基片放回原处，问道：
“学姐，最近实验顺利吗？”
“我最近准备做PTB7-TH的器件，但是这东西好像不太好溶解。”陈婉清皱了皱眉。
“这样啊，实验条件是什么？”
“唔……我用的氯仿溶剂，总浓度是10毫克每毫升，给受体质量比1:1，也就是加了5毫克的PTB7-TH。
但是搅拌了好几天，溶解的还是不好，瓶壁上总会有固体残留。
但我又不敢把聚合物的浓度调太低，怕溶液的成膜性不好。
之前做P3HT的时候就没有这种问题，哎。”陈婉清道。
许秋暗自想着：“学姐的进度有点慢啊，要是这样发展下去的话，等一个月后，就算我把最优条件摸索出来，也不敢直接拿来用啊。
不如给学姐点提示，一步步引导学姐，让她先试出来一个差不多的条件，最后我再把最优条件拿出来，就不会显得那么突兀了。”
想到这里，他便说道：
“或许可以试试给溶液加热，我最近在复习《高分子化学》，看到了里面有个时温等效原理，觉得可以把它拓展到溶液溶解问题中，我觉得提高温度应该可以加速聚合物溶解。”
“可这是氯仿溶剂啊，噢——”陈婉清道：“你是指换溶剂，用氯苯、二氯苯吗，那会不会太费原料了？”
“舍不得孩子套不得狼，”许秋道：“而且如果用喷涂法，一次也就用20微升，一毫升溶液能用40多次，就算用了10毫克PTB7-TH，也不过140块钱，平均下来做一片基片的溶液成本才三块多。”
“你的数学真好，”陈婉清道：“听起来好像有点道理的样子，好呀，那我试试看。”
许秋不太放心学姐的实验操作能力，又补充道：
“加热温度可以稍微高一些，比如75度、90度之类的，在氮气氛围内聚合物和PCBM还是比较稳定的。”
“好呀，好呀。”陈婉清点点头，记录了下来。
这下，应该没问题了吧。
第四十一章 考试月（中）
第二周。
在上周，许秋初步探索了溶液浓度、旋涂手段对器件光电性能的影响。
这周他打算同时研究给体受体质量比、溶剂添加剂以及退火对电池效率的影响。
因为是在模拟实验室，原料不要钱，所以许秋在设计实验的时候也没有太多顾虑。
首先是给体受体质量比例。
根据文献，大多数研究者给出的比例介于1:1到1:1.5之间，不过少数也有到1:2的。
许秋决定先跟着大多数人走，于是配置了3组溶液，保持溶质总浓度在20毫克每毫升，给体受体质量比例分别为1:1、1:1.3和1:1.5的溶液，各1.5毫升。
因为其中的1:1.3比例，给、受体用量不是整数，所以他提前计算好物料质量，用标签纸贴在手套箱玻璃上。
其次是溶剂添加剂。
最常用的添加剂是1，8-二碘辛烷，简称DIO，是一种高沸点溶剂，可以延长溶液的成膜时间，改善共混薄膜的形貌。
此外，也有部分研究者使用其他溶剂添加剂，比如氯萘等。
许秋最终选择DIO，他设置了3种条件，分别为不添加、按体积分数添加1%和2%。
他在手套箱中找到DIO的试剂瓶，其内部有铜粉作为稳定剂，沉积在液体下方。
他先用一次性滴管避开试剂瓶底部，小心吸取大约100毫升的液体，转移至2毫升离心管中待用。
等到刚才的3组溶液完全溶解后，许秋再将每组溶液等分为3瓶，每瓶0.5毫升，然后用移液枪依次加入0、5、10微升的DIO。
三组溶液就这样变成了九组溶液。
接着是退火条件。
根据文献报道，PTB7-TH体系一般不进行溶剂退火，部分研究者会选择热退火操作。
所以许秋设计了两种条件：不退火和120摄氏度热退火15分钟。
最后是转速。