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361 意料之中,意料之外

更新時間:2021-01-28  作者:肥美的韭菜
把田晴托付給許秋后,魏興思繼續說道:“激子擴散距離的實驗結果,如果和許秋你之前的猜想一致的話,就有希望弄一篇大文章啊……讓我想想,現在IDIC體系的效率多少?”

“目前為止,效率大約11.6,”許秋頓了頓,說道:“我已經讓鄔勝男去合成IDIC4F和IDICM了,這兩個新體系或許可以實現效率的進一步突破。”

“好啊,”魏興思點點頭,“到時候從那兩個材料中找一個能和給體材料保持比較小HOMO能級差的高效率體系,然后讓馮盛東那邊做個TAS……”

魏興思繼續說道:“光源那邊,GIWAXS測試是九月份吧,另外一個共振軟X射線散射(RSoXS)呢,什么時候可以測?”

許秋回應道:“RSoXS的話,這次我打算等他們上班后,申請一個緊急機時。至于RSoXS九月份正常機時的申請材料,我已經讓莫文琳寫好了,不過就算評審通過,也要明年才能夠有正式的機時。”

“那行,”魏興思又補充了一點:“到時候你們也別忘了做NIM的檢測。”

許秋點點頭,整體來看魏老師的想法和他基本一致,就是整合多個亮點一起沖擊一篇大文章。

只是許秋不知道魏老師打算投什么期刊,當然這也是因為兩個人的視角不同,他是知道新體系效率必破13的,而魏老師并不知道,所以現在對方沒有起高調也很正常。

在投文章的事情上,魏興思通常都較為保守,他不想反復修改或是轉投。

韓嘉瑩上周NC的文章已經投出,簡單匯報了實驗方面的進展:“J2、J3都已經合成完畢,不過性能還沒有來的及測試。”

魏興思點點頭:“行,這周抓緊時間測試一番。”

韓嘉瑩繼續說道:“對了,還有許秋給我安排了ITICTh體系的工作。”

魏興思沒有太過訝異:“可以,具體的分配你們自己商量著來就行。”

鄔勝男上周主要在做合成,就沒有準備PPT,口頭匯報道:

“因為上周幫許秋合成IDIC4F、IDICM,所以原計劃修改中央D單元合成4TIC、IHIC等體系的實驗暫時擱置了……”

“現在IDIC4F、IDICM還沒有合成出來,不過明后天應該就能夠拿到手……”

“另外,許秋還讓我負責mITIC的工作,以及ITM、IT2F、IT2Cl和IT4Cl四合一的工作。”

魏興思“嗯”了一聲,隨后有些驚訝的回頭看了看許秋。‘很有魄力嘛,一共合成了六個體系,四個工作,就送出了三篇文章,自己只留下IDIC一個。’

最后,莫文琳收尾匯報:

“上周我對H22:ITIC:IEICO以及J1:ITIC:PDI4B4T,兩種三元共混體系進行器件測試和基礎表征,結果表明……”

“同時,我還產生了若干個三元體系的思路,包括J2:IDIC4F:IEICO4F……”

莫文琳洋洋灑灑的列出來十多種三元體系,畢竟三元這個東西就是碰運氣,多試一試總沒有問題的。

反正實驗操作上也沒太多的難度,只需要先把溶液都配制出來,然后每種溶液先涂兩片器件進行試水。如果效率有驚喜,那么就進行深入研究,如果性能平平無奇,那么就把這個體系直接舍棄,或者再給它一次機會,都可以。

組會結束,放假前投的幾篇文章,除了段云被拒的那篇外,其他的現在一篇都沒有消息,不過算算時間,應該也快回來了,就在這幾周里。

下午,許秋安排莫文琳帶著田晴進行激子結合能的測試,他隨意給了她們一個IT4F的體系作為入門,這也將是田晴之后的主要工作,即把每一種新的給體或受體材料的激子結合能、激子擴散距離等性能摸清,構建起一套數據庫。

其實,現在組里有機光伏領域的架構,已經接近于大課題組的模式,那就是明確的分工合作,許秋負責統籌,下面每個人負責一個小的具體方向,最終統一整合在一起,不似最初吳菲菲、陳婉清、田晴、段云那樣,四個人四個研究方向,各自為戰。

韓嘉瑩開始制備器件,摸索J2、J3材料的性能,陳婉清繼續劃水、撰寫論文,鄔勝男則跑到張疆做合成,現在非富勒烯受體材料的合成主要交由了她進行。

許秋準備進行ITIC激子擴散距離的數據處理、擬合,在這之前,他還需要確認樣品的膜厚。

之前通過樣品吸光度反推厚度的前提,是某一吸光度下的樣品厚度已知,而薄膜都是幾納米、幾十納米、一百納米的尺度,不可能用尺子量厚度。

許秋打算采用的方法是掃描電子顯微鏡(SEM),這是一種常用的確認微納米級別樣品厚度測試手段,其他手段還包括橢偏儀、臺階儀、原子力顯微鏡等等。

SEM測試厚度的原理是掃描樣品的斷裂面,直接讀出厚度信息,具體實驗方法,就是先把樣品旋涂在玻璃片上,然后用玻璃刀將基底從中間劃開,接著再掰斷,最后用SEM掃描、拍照。

當然,這個方法也是有限制的。

如果采用這個方法,測試一百納米級別的薄膜,問題不大,但如果是幾納米的薄膜,難度相對就比較大了,因為基本上達到了SEM的分辨率極限,尤其材一一樓的SEM還是早期快被淘汰的產品,分辨率就更差了。

于是,許秋故意涂了兩片厚厚的ITIC和IDIC“薄膜”,其中,IDIC屬于未雨綢繆,今天雖然用不上,但之后肯定能夠用得上。

根據旋涂是溶液的濃度和轉速,許秋初步估計,兩者的膜厚應該都超過了100納米,反正現在又不是在制備器件,只要保證薄膜是均勻的即可。

SEM測試,順利完成。

晚上,許秋拿到了最終的擬合結果,ITIC的激子擴散距離為14.4納米。

這個結果比較符合他的預期,屬于意料之中的結果。

根據文獻報道,標樣P3HT材料的激子擴散距離大約為10納米左右,ITIC體系無法制備厚膜、大尺寸器件,那么其激子擴散距離和傳統聚合物給體材料體系相當,也很容易理解。

周二,許秋繼續進行IDIC體系的激子擴散距離測試,最終擬合結果表明,IDIC的激子擴散距離是16.8納米。

這個就屬于意料之外的結果。

IDIC和ITIC,激子擴散距離分別是16.8和14.4納米,兩者之間雖然有所差距,但只相差17左右,這個差距不足以完全解釋,為什么IDIC體系可以制備大尺寸、厚膜器件,而另一個ITIC體系不能。

許秋分析出兩種可能:

其一,之前的推論過程可能有問題,需要重新進行論證;其二,由90個數據點得到的實驗數據不夠,擬合結果的誤差較高。

前者很容易理解,后者是因為在實驗過程中,數據都是有所波動的,而且有時候會出現一些數據異常的點,或者說“奇異點”。

如果不舍去奇異點的話,最終擬合結果很可能會和實際結果偏差很大,但如果舍去奇異點的話,怎么定義奇異點就是一個問題,主觀成分很大。

換句話說,在數據擬合的過程中,存在著很大操作空間,有時候真的是想要什么數據,就能擬合出來什么數據。

就比如一組數,10、15、20、25、30,平均值是20,假如把10認為是奇異點給舍去了,剩下的四個數據,平均值就變化為了22.5。

在線性擬合中,這種操作對結果的影響還算比較小,而現在激子擴散距離的擬合是非線性的,如果強行去掉幾個不那么“奇異”的“奇異點”,IDIC體系最終擬合出來的16.8納米的結果,變更為26.8納米都是可以實現的。

當然,許秋只是懷疑擬合結果存在誤差,如果真實的結果就是他測試出來那樣,他肯定不會進行“操作”的。

因為這種事情一旦開了頭,就沒有回頭路可走了,只能不斷編織謊言,用一個謊言去粉飾另外一個謊言。

反正,就算分析不出來IDIC體系可以制備厚膜的原因,把真實的情況報道出來也好。

只要真誠一點說:“我們發現了一種獨特的實驗現象,但現在還無法解釋”,然后可以把這個問題留給其他研究者,或者將來的自己來解決。

在確定了這個基調后,許秋將ITIC、IDIC的激子擴散距離測試實驗,交由模擬實驗室,進行大批量的重復。

周三上午,許秋拿到了模擬實驗室測試的結果。

經過數百個實驗數據的擬合,最終的結果表明,ITIC、IDIC的激子擴散距離分別為13.0納米和19.2納米。

這樣看來,之前擬合結果因為數據量不足,確實是存在一定誤差的。

而且,現在一增一減之下,ITIC和IDIC的激子擴散距離數值結果被拉開了大約48的差距,這個幅度已經不算小了。

因此,可以保留之前結論,認為激子擴散距離的提高是“器件性能對厚度、尺寸不敏感”的主要原因之一。

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