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249 歷史總是驚人的相似

更新時間:2024-06-07  作者:肥美的韭菜
周六一大早,許秋就滿懷期待的進入模擬實驗室,很快便拿到了新一波探索的結果。

他的第三代8系列3DPDI分子,最高效率已經優化至8.43,所用給體材料為P3TEA,器件的加工溶劑為氯仿/二氯苯混合溶劑,其中二氯苯添加量為4.5。

這下算是徹底打破了原來的世界紀錄,7.92,而且還向前邁了一小步。

另一方面,韓嘉瑩的第二代B4T體系,最高效率為7.33,所用給體材料為PCE10,同樣適用氯仿/二氯苯混合溶劑做為加工溶劑,其中二氯苯的添加量為8。

學妹體系的效率提升相對來說少了一些,而且做到現在這一步,再向上優化的空間已經不大,大概率無法突破8了。

不過,她的體系目前只是第二代,如果從最開始的PDI分子引入硒原子,合成類似許秋的第三代產物,效率突破8,甚至做到更高,還是有不小的可能性的。

想到這里,許秋不禁暗自嘀咕,不會自己剛破紀錄后沒過幾天,就被學妹把菊花給爆了吧,畢竟他的第二代8系列的效率也不過6左右,學妹這都7.3了,再迭代一次,豈不是要上天。

轉念一想,要是被真被爆了,那就再給她爆回來,一爆還一爆嘛。

總結完他和學妹的實驗結果,許秋看向了學姐的體系。

她的兩種CH1、CH2受體材料,已經遍歷了模擬實驗室中存在的十幾種常用的給體材料。

雖然學姐把它們命名為了CH1和CH2,但許秋還是根據它們的分子結構,給予它們一個更加通用的名字,他覺得這樣命名有時候會比較直觀一些。

其中,CH1,中央以F8做為D單元,旁邊連接兩個1,3茚二酮(IN)作為A單元,故而被命名為F8IN;

同理,CH2被命名為IDTIN。

首先是基于F8IN的體系,許秋瞄了眼效率。

上百個器件,上百種條件,一眼望去全是零蛋開頭的。

最高0.3……

怎一個大寫的慘字了得。

其實,當許秋看到F8這個單元時,他對于F8IN體系的最高效率只有0.3的結果就并不覺得奇怪了。

F8這個單元是非常古老的一種結構單元,大概可以往前追溯十幾年,或許更久。

其中“F”代表芴單元,芴的別名二苯并五環,顧名思義,就是兩個苯環中間夾著一個五元環,五元環中間有一個sp3雜化的碳原子,“8”代表這個sp3雜化的碳原子的側鏈上連著兩根8個碳原子的直鏈烷基。

芴是煤焦油的分離產物之一,背靠石油化工的化工原料,都是按噸來賣的,因此非常便宜。

而一個領域在早期發展的時候,自然是什么東西便宜,什么東西有現成的,就先拿來試一試,況且芴類材料還在光致發光領域有不小的成就。

據許秋所知,魏老師在漂亮國的時候,就研究過基于F8的聚合物給體材料,有PF8BT、PF8T2、PF8DTBT之類的。

然而,這類材料幾乎沒有流傳到現在的。

無他,器件效率太低,全都撲街了。

互聯網是有記憶的,科研圈一樣是有記憶的。

十年過去,一個失敗的體系,除非去刻意翻閱早期的相關文獻,基本上就不會再找得到了。

至于陳婉清為什么重新選擇F8這個體系,并將它用在有機光伏材料中,或許是受魏老師的影響,畢竟他回國前的科研經歷肯定是傳承下來一部分的,想讓他的學生接力完成下去,就比如現在交給許秋和韓嘉瑩負責的PDI系列。

又或許學姐只是再次展現了下……她的傳統藝能。

時隔多年,F8這個體系重出江湖,卻再次撲街。

歷史總是驚人的相似啊。

學姐另外一個CH2體系的效率,令許秋感到有些訝異。

最高效率2.87!

居然在首次測試時就接近3,要知道ADA體系目前的最高效率不過才6。

這要是再優化一下,把效率做到3以上,加上A單元是新開發出的結構,也不差創新性。

綜合下來,已經足以發一篇類似CM這樣一二區交界的文章了,甚至努努力可以沖擊一下AFM、AEM;

假如效率能再做高點,能做到4、5的話,AM、JACS都有機會,前段時間許秋審稿的那個首篇3DPDI體系的文章,效率也是4,就發了JACS的。

“學姐終于從1的泥潭里出來了,這是要發力了呀,她的一區文章夢大概率是要實現了。”

“難道是之前幾次失敗讓給她積攢了不少人品,這次就突然爆發了?”

“這個分子結構的設計上,似乎也有我的一部分影響。”

“不管怎么說,這總歸是一件好事。”

許秋暗自琢磨了一會兒,開始仔細研究CH2的數據。

IDTIN體系中,用到的D單元是IDT結構,IDT算是有機光伏領域近期興起的一個結構,分子結構比較復雜,是由四個噻吩環和一個苯環以線性稠環連接,有四個側鏈位點,中文英譯名稱為引達省并二噻吩類。

有趣的是,效率最高的體系中,采用的給體材料不是常見的窄帶隙材料,比如PCE10、P3TEA之類的,而是一個少見的寬帶隙的聚合物給體FTAZ。

思考了一會兒,許秋便大概理解了原因,其中應該涉及了光吸收互補的問題。

對于傳統富勒烯衍生物,以及非富勒烯PDI受體來說,光吸收范圍通常在300600納米,屬于寬帶隙材料,因而與之匹配的給體材料,就要選擇光吸收范圍在500800納米附近的窄帶隙材料。

而現在學姐合成的ADA類分子不同,可以通過調控D、A單元的結構,控制其光吸收范圍。

比如這個CH2,顏色就是藍黑色的,本身是一種窄帶隙的材料,故而與之匹配的給體材料是寬帶隙的為好,這樣才能保證光吸收互補。

值得注意的是,盡管PCE10和CH2均為窄帶隙材料,它們的光吸收范圍大幅度重疊,但基于PCE10:CH2的體系,最高效率也能做到2.46。

這樣看來,PCE10能成為近些年來有機光伏領域的標準給體材料,確實是有兩把刷子的——

這材料的普適性確實夠好,和大多數新開發出來的受體材料都能夠適配,哪怕是光吸收不互補的。

畢竟其他人不似許秋一樣,可以通過模擬實驗系統大批量的嘗試不同條件。

對許秋來說,只要他大方向把握的沒問題,模擬實驗室II中花費一天的時間,就能夠完成其他人一個月的工作量。

不得不說,系統在這方面還是非常給力的。

而對大多數研究者來說,通用的做法是選擇一個底子不太差的體系,然后一條路走到黑,不斷試錯。

他們也很無奈,總不能一個體系做了半個月、一個月,然后突然換一個新的體系吧,沉沒成本太高了。

因此,像PCE10這樣具有普適性的材料自然是香餑餑,哪怕無法得到最高值,獲得一個較高值也算不錯。

當然,從長遠來看,假如未來各類窄帶隙的ADA受體被廣泛研究,勢必要合成對應的寬帶隙給體材料,類似于FTAZ這樣的材料與之匹配。

周日,材一216,課題組應到7人,實到6人。

有韓嘉瑩幫忙,許秋不用親自做器件。

雖然模擬實驗室中已經取得8.4的結果,但考慮到直接更換溶劑,更改三氧化鉬厚度、氧化鋅傳輸層制備條件比較突兀,許秋便暫時沒有采用新的條件,而是讓學妹在之前的實驗條件上略作改動,自由發揮。

他打算把他和學妹的體系,留在下周自己親自操刀實驗的時候再往上提。

今天的主要任務,還是讓學姐的CH2體系脫穎而出。

許秋建議她使用PCE10:CH2體系,雖然心里知道FTAZ的匹配性更好,但在探索性的實驗中,不可能直接上來就用FTAZ的。

安排好學妹的工作后,許秋開始撰寫文章。

雖說是寫NC這樣的大文章,但壓力并不大。

一方面,像他這種亮點為“突破記錄”的文章,比以“新結構”、“新觀點”為亮點的文章要好寫許多。

很簡單,“突破記錄”類型的文章,你把效率數據放在標題上,同行看到這數據后,一眼就都知道你NB了,正文都不需要吹什么,只要正常的把故事講完整就可以了,別人自然會根據你的分子結構、合成路線進行腦補。

但如果是提出了“新結構”、“新觀點”,就必須用大量文字去表述,諸如:這個“新”是哪里新,厲害在哪里;為什么要提出這個“新結構”、“新觀點”等等。

另一方面,許秋也早已不是當初的科研小白了,猶記得當初第一次寫文章的時候,吭哧吭哧的寫了一個多月,最后還改了好多遍。

到現在,有機光伏領域的各種套路、話術許秋已經積累了不少,感覺只要各項表征數據齊全,文章脈絡清晰,給他一周的時間完成一篇文章,似乎也并不算難。

畢竟正文也不過三五千個單詞而已,只要思路連貫,一分鐘寫10個單詞沒什么問題,一小時那便是600個,就算慢一點,一分鐘寫5個單詞,一小時也有300個。

時間分配的話,正文兩天,處理數據、制圖、參考文獻兩天,精校一天,修改兩天,差不多這個樣子。

下午,許秋大多數時間都坐在辦公桌前碼字,不斷往NC的文章模板里面填充內容。

而實驗室里的其他人,陳婉清采納了許秋的建議,先是配了個PCE10:CH2溶液,然后就留在實驗室,把手機裝在一次性PE手套中,放在手套箱旁的平臺上,搬了個圓凳坐在手套箱旁邊,一邊追劇,一邊監督韓嘉瑩做實驗。

孫沃看到陳婉清和韓嘉瑩兩人的架勢,果斷放棄了今天做器件的想法,留在辦公室整理著文獻。

段云則一邊在做熱電實驗,一邊刷著網頁,他的每次測試持續的時間都比較長,同時要占用兩個KEITHLEY源表,不過大多數時間都不需要本人在場盯著。

吳菲菲戴著耳機,專心寫著綜述,全場就她的工作最為特殊,魏老師回來看一眼她的文章進度就知道她有沒有劃水了,可以量化的工作很難摸魚。

田晴嘛,人都不知道哪里去了,直接就沒出現,眾人對此倒是見怪不怪,平日魏老師在的時候她偶爾也會遲到個把小時。

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