“然而,有机光伏器件的性能,仍然远远落后于其他主要基于无机材料的光伏器件。”
“这就给人留下了这样的印象:有机光伏电池的性能极限,比无机材料为基础的器件要低。”
“其根本原因是有机光伏材料的低电荷迁移率,限制了器件的有效层的厚度和有效的太阳光吸收。”
至此,第一段完结。
总结起来,第一段的行文思路,就是先写大领域的优点,再写大领域当前的进展,最后写大领域存在的不足。
不过,值得注意的是,最后这里的“不足”不能随便乱提,必须是和后文可以连接起来的。
换言之,这个“不足”,必须是被这个工作给完全或部分解决了。
比如,这里提到的不足是“器件的有效层的厚度和有效的太阳光吸收被限制”,那么接下来的叠层策略就刚好解决了这个问题。
如果在这里提“当下有机光伏材料的实际成本比较高”,或者是“采用含卤素溶剂的环境危害性大”等不足,就不合适了,虽然它们客观上也是目前有机光伏的缺点。
这两点不足,分别可以放在以“低成本有机光伏材料”和“非卤溶剂”为亮点的工作的引言中,比如之后的PTQ系列给体,以及用环境友好型溶剂加工的器件。
接下来的第二段,许秋承接了第一段的内容,主要讲叠层策略,也就是试图去解决第一段末尾处提出的“不足”。
大体的思路也和第一段类似,先写叠层器件这个细分领域的优点、然后写细分领域的当前进展,接着写细分领域内存在的不足,最后引出自己的工作。
许秋首先总括一句:“叠层策略是同时解决有机光伏器件面临的各种问题的一个有效方法,而且也非常适合有机光伏领域。”
然后,开始分别阐述“叠层策略和有机光伏的相辅相成”,也即叠层的优点:
“一方面,可以通过在叠层电池中堆叠具有互补光吸收的有效层,实现宽广而有效的光吸收,从而解决由于有机光电材料低迁移率而产生的单结电池的厚度限制问题。”
“另一方面,有机光伏材料在材料上的多样性,可以满足叠层器件中需要的具有不同能级结构、光吸收性能的材料,还可以根据实际需求自行设计、开发所需要的光电材料。”
接着,叠层器件的进展,刚好可以把Forrest课题组新出炉的文章,直接引用过来。
“事实上,叠层器件也被广泛用于有机光伏领域,并且获得了约14%的光电转换效率。”
再然后,提出叠层器件当下存在的问题。
“目前,阻碍叠层有机光伏器件性能进一步提高的主要原因,一方面是光吸收范围仍然无法覆盖整个太阳光谱,这是由于缺乏用于顶电池的超窄带隙材料,大多数此类材料只能吸收能量约为1.3电子伏特的光子,也即波长小于900纳米的光。”
刚刚被点名表扬的Forrest课题组的文章,又被许秋拉出来“打了一顿”。
Forrest课题组采用的BT-CIC近红外非富勒烯受体,它的光吸收范围刚好就是只能达到900纳米,也就是“反面教材”。
而许秋自己的体系,不论是IEICO-4F还是COi8DFIC,都可以拓宽到1000纳米,和Forrest课题组的工作形成了鲜明的对比。
“另一方面,也是由于各个子电池的光吸收重叠,和/或短路电流密度失配,而导致叠层器件的电流受限。”
这个是叠层器件的通用问题,把它写出来主要是为了引出接下来的半经验分析,通过半经验分析来解决电流失配的问题。
虽然实际上我们可能是先把器件做出来,后补充的半经验分析,也就是“先有结果,后有理论”。
但是在写文章的时候,为了故事完整,通常需要反过来说,也就是“先有理论,后有结果”。
写到这里,背景已经基本上交待完毕。
接下来,就该“轮到我们上场表演了”,紧跟其后,许秋用一句话简单概括了自己的工作:
“在上述分析和半经验分析的指导下,我们报道了一种溶液法处理的,二终端法双结有机光伏器件,其光电转换效率为【16%】。”
自此,引言结束。
如果仔细分析一下,可以引言中的整个故事由七部分组成:
有机光伏大领域的好处、当下的进展、存在的问题,解决问题的叠层器件小领域的好处、当下的进展、存在的问题,我们的工作如何如何NB。
其实,是有些套路化的。
但这个就和网文的套路一样,很多套路虽然比较古老,但就是有用。
之后正文的话,就比较中规中矩了。
许秋就是按照之前规划的三张图片主要进行分析。
当然,正文图片虽然只有三张,但其他表征实验也都是要做的,只是被放在了支持信息中。
支持信息中一共被许秋塞入了十多张图片和表格。
受限于篇幅,这些表征测试在正文中只需要简单的提几句就可以了,不需要详细展开叙述。
现在唯一缺少的表征实验,是光电性能的第三方检测,需要送样到种花家计量科学研究院NIM。
不过,这个数据暂时也拿不到,因为送样检测的器件效率要和文章中报道的相匹配。
也就是说,要等什么时候器件效率到16%才能去送样检测。
文章的末尾,许秋暂时引用了30多篇参考文献。
其中,《自然》、《科学》加起来引用了六篇。
不过都是短评类型的,许秋并没有看到近些年有机光伏领域实验工作类型的《自然》或《科学》文章发表。
《自然》大子刊的数量有八篇。
一方面,叠层器件发表在《自然》大子刊上的工作还是蛮多的,有六篇。
另一方面,也包括徐正宏之前IDTBR材料的《自然·材料》,以及自己刚刚发表的《自然·能源》。
NC有四篇,包括自己课题组的一篇,徐正宏的一篇,还有国外两个课题组发表的两篇。
自己课题组的那篇NC,许秋引用的是学妹的那篇H43给体材料的工作,没有引用自己3D-PDI的那篇。
毕竟学妹那篇做宽带隙给体的,还算研究领域相关,自己的那篇是做PDI的,研究领域八竿子打不着,引用过来就有些吃相过于难看了。
剩下的不到20篇参考文献,基本上都是AM级别的文章。
所有引用的参考文献,都是许秋精挑细选的一区文章,没有一篇是二区。
在引用过程中,许秋尽量做到除了自己课题组外,其他相关领域的课题组雨露均沾。
这也是科研圈的潜规则。
为了避免不必要的麻烦,在发表一篇文章的时候,尤其是高质量的文章,引用的参考文献要覆盖细分领域下尽量多的研究者。
不然,说不定你的文章就到人家手里了,对方扫一眼参考文献,看到你都不引用我的文章,就直接无脑拒你……
而且,客观来讲,也确实应该把所有相关的研究者的工作都引用上。
因为,在做一项工作的时候,肯定是要阅读大量这个领域文章的。
而读完了别人的文章后,在设计实验,或者写文章的时候,或多或少就会用到其他人的想法,有时候可能自己都不知道。
别人看似没有帮你什么,但其实你已经是站在了其他人的肩膀上。
从道义上来讲,也得感谢一下别人的贡献。
那怎么感谢呢?引用他们的文章。
在参考文献之后,就是顶级期刊都要列明的作者具体贡献。
许秋就按照每个人实际的贡献进行了标注。
至于学妹,她和学姐一样,之后让她们都去帮忙改改最终版的文章就是了。
完成了《科学》文章初稿,许秋将它拷贝到U盘中,前往218找魏兴思汇报。
魏兴思收到消息,满脸喜色的从许秋的手中接过U盘,说道:“蛮快的嘛,快来给我看看。”
因为只有2500字,篇幅比较短小,所以魏兴思选择一次性读完。
大约十分钟后,魏兴思阅读完毕,他长呼了一口气,说道:“非常好,非常好,非常好,现在看你的文章我都不用改了……”
顿了顿,魏兴思继续说道:“工作上就差效率了,16%……我们应该可以做到吧。”
许秋斟酌了一番,点点头说道:“大概率是可以的。”
魏兴思“嗯”了一声,沉默了大约五秒钟,突然转头看着许秋说道:“要是这篇《科学》文章能够顺利发表的话,之后课题组里有机光伏领域相关的文章,我可以给你挂通讯作者……我只要这一篇单独通讯就够了。”
许秋挑了挑眉毛,和魏兴思对视过去。
见魏老师不像是在试探,许秋便点点头:“好的。”
按照惯例,一作加通讯的待遇,基本上只有非常强势的博后,或者已经有正式教职的课题组小老板,才有机会可以拿到。
像之前连发五篇《自然》的曹某,他前面发的四篇《自然》,因为他是MIT博士生的身份,所以只是第一作者,而不是通讯作者。
一直到第五篇《自然》,曹某才拿到了一作兼共同通讯作者的身份。
这个通讯作者一拿,基本上就表明了这个研究者,已经是比较独立的研究者了。
在学术圈的表现,就是正式剥离了学生的身份,成为了真正意义上和导师平起平坐的存在。
现在,许秋离这一步已经非常的接近了。
当然,前提是他这篇《科学》能够顺利发表。
魏兴思留了一个《科学》文章拷贝后,许秋顺走一瓶巴黎水,告退返回216。
《科学》文章撰写的事情暂时告一段落,接下来的主要任务,就是把叠层效率从15.5%冲击到16%以上。
不过,许秋没有立即投入到实验之中,因为他这周四还有一门考试,而且之前他完全没有复习,所以需要准备一下。
周四的考试是开卷的《复合材料》,这门课程虽然在研究生阶段的内容更加深入了,课件也换成了纯英文的课件,但具体内容其实和本科时候大差大差。
许秋估摸着,这门课程本科期间已经学习的部分,占比超过70%,研究生阶段只增加了不到30%的进阶知识。
这也是为什么许秋只给这门课,安排不到一天复习时间的原因。
周四,许秋带着打印好的课件以及制作好的目录,前往考场,开始考试。
这门课的授课老师,是许秋本科时的辅导员,于强。
许秋对于强还是比较了解的,对方出具的试题特点就是题量非常大。
这次也不例外,到手一张试卷正反面,密密麻麻的,全是小分值的题目。
好在,许秋的应试能力非常强,面对这种情况非常得心应手。
考试时间是90分钟,在大约60分钟的时候,许秋就已经做到了最后一道题目,前面的90分基本上能拿85分以上。
不过,看到最后一道10分的大题,许秋心中暗自感慨了一句:“于强还挺鸡贼的。”
前面有90分的题目都是在课件上能够直接找到的,有些藏得可能比较隐蔽,但仔细找找也是有的。
而剩下的这10分,考的是课件上没有的,于强在课堂上单独讲的内容。
好在那节课许秋并没有完全划水,还是稍微听了一些,留下了模糊的印象,他结合自己对复合材料的理解,算是顺利答出了问题,估计能拿一半以上的分数。
加起来能有90分,一个A基本上没跑了。
许秋也能理解于强老师的做法,对方希望让那些在课堂上认真听课,付出过的人有一些回报。
但怎么说呢,许秋本科已经修读过一遍同名的课程,现在重新修读,就算不认真听课,可能也比外校过来的学生认真听课要领先。
而且,人与人之间的应试能力也都是有差别的。
同样努力,有的人去了清北大学,有的人累死累活可能连本科都考不上。
换言之,公平都是相对的。
PS:和有机光伏相关的《自然》大子刊,主要是《自然·材料》、《自然·能源》以及《自然·光电》,之前有几个地方把《自然·光电》错写成《自然·光学》了,但因为VIP章节改起来比较麻烦,要找编辑申请权限,所以就不改了。当然,这个翻译也是我自己翻译的,实际上不太会有人说中文,一般都会直接说英文,Nature Photonics。其中,Photonics的译文是光电子、光子学、光子、光电学。
PS2:3月29-31号,有连续三天的双倍月票……虽然这个月月票现在已经破千了,大概率是上不了2000+,但该求的票还是得求的,所以大家懂的……