接下來,輪到陳婉清匯報。
上周組會的時候,她和孫沃還是「難兄難弟」,現在就完全不一樣了。
因為她在周五的時候,拿到了許秋幫她做的器件數據,PCE10:IDT-ICIN體系的最高效率,已經達到了3.81%,直逼4%。
數據在手,整個人瞬間硬氣了不少。
再加上她還補充了基礎的光吸收光譜、螢光光譜等測試,組會PPT的頁數直接達到了八頁之多,工作量上也沒的說。
魏興思也是有些意外,之前陳婉清連續一個多月在組會上都是在展望未來,在列著實驗規劃,幾乎沒有進展,他對陳婉清A-D-A體系的器件性能,還停留在1%的光電轉換效率,沒想到現在突然就接近4%了。
見到她這次沒有放展望部分,魏興思好奇問了一句:「之後有什麼打算?」
陳婉清自信的侃侃而談:「我準備先把這個材料的基礎表徵完成,畢竟是一種新的結構,而且現在效率也不低,或許還能有優化的空間。而且,我注意到IDT-ICIN這種材料的主要光吸收範圍,是在500-800納米之間,它和PCE10給體材料是有很大重合的,我考慮要不要換個給體試試……」
「更換給體材料,」魏興思突然出聲打斷,「許秋,你有什麼看法?」
「我覺得陳婉清學姐的想法可行,可以換其他寬帶隙的聚合物給體材料試試。」許秋回復道。
周五就是他引導學姐先測了個光吸收光譜的,目的就是讓她注意到給、受體光吸收範圍重疊的問題,沒想到她開竅的還是挺快的。
魏興思考慮了一會兒,點點頭說道:「好啊,不過寬帶隙的聚合物給體材料,畢竟不契合傳統的富勒烯體系,本身種類就不多,你們查查幾家光電公司,看看有沒有商業化的渠道,不行的話就買單體自己合成。」
許秋沒有接話,他也覺得從長遠的角度考慮,自行合成肯定是最佳的選擇,但現在有機三人組各有分工,騰不出手來,總不能再去和吳菲菲搶人吧。
陳婉清突然說道:「我記得之前深城那家光電公司送過來的聚合物給體小樣里,好像有一種寬帶隙的FTAZ材料。」
說完,她詢問似的看向許秋,許秋裝模作樣的考慮了幾秒鐘,附和道:「應該是有的,等下回去找找看。」
「如果有現成的材料那最好了,」魏興思笑了笑說道:「當然,主要精力還是要放在PCE10體系,看能不能把光電性能再往上提一提,效率最好能做到5%以上,這樣可以試著衝擊一下AM或者JACS。」
許秋「嗯」了一聲,表面點頭回應,內心則默默吐槽著,『PCE10體系破5%的難度可不小,但PTAZ體系現在都已經突破5%,達到5.48%了,甚至有機會破6%,打破現階段A-D-A體系的世界紀錄。』
不過,他也能理解魏老師的想法。
對魏老師來說,PTAZ是一個陌生的體系,雖說它和IDT-ICIN光吸收互補,理論上光電性能上限更高一些,但實際上是怎麼樣的,只有等到光伏器件製備出來、測試完畢才知道,而PCE10體系則是已經被驗證過性能的體系。
畢竟,有效層的光吸收性能,並不是影響器件光電性能的唯一因素,只是相較於能級結構、共混形貌、電荷輸運這些比較「虛」,比較微觀的概念,光吸收性能比較「實」,比較直觀,直接測試材料的光吸收光譜就能夠得到。
實際上,光吸收性能主要決定了器件光電轉換效率的上限,根據肖克利·奎伊瑟效率極限理論,無機體系的單結太陽能電池,當光電材料的禁帶寬度大約為1.2-1.4電子伏特時,光電轉換效率最高,上限大約為33%,此時,電池器件可以吸收波長小於1000納米的光,覆蓋了大半的太陽光譜。
而有機光電材料由於激子吸收的特性,材料的光吸收性能隨光波長的變化曲線為峰狀曲線,存在主要光吸收範圍。
比如,禁帶寬度約1.6電子伏特的有機聚合物給體PCE10材料,主要光吸收範圍大約是550-750納米,對小於550納米的光,吸收能力就比較弱,也因此它是偏藍紫色的。
再比如,非富勒烯受體PDI材料,禁帶寬度約2.1電子伏特,主要光吸收範圍大約是400-600納米,幾乎不吸收紅橙光,所以就是紅橙色的。
在不考慮其他因素時,對於1.6電子伏特的光電材料,假如是無機材料,主要光吸收範圍為小於750納米,效率理論極限為30%左右;
假如是有機材料,如果是光吸收互補的體系,比如主要光吸收範圍在300-750納米,效率上限可能輕微下降,保持在28%左右;
但如果光吸收不互補,主要光吸收範圍在500-750納米的話,效率的上限還會進一步下降到25%。
當然,這裡的28%、25%只是舉例,套用不同的理論模型,計算出來的結果也不同。
不管怎麼說,對於目前效率還只有4%、5%這種級別的非富勒烯體系器件來說,20+%的理論效率,還是非常遙遠的。
拖效率後腿的主要還是能級結構、共混形貌、電荷輸運等比較「虛」,比較微觀的因素。
而這些因素又是無法難以量化的。
這也是為什麼許秋他們每合成出來一個材料,都會先做一波器件試水的原因,也是魏老師傾向於先研究PCE10體系的原因。
材料學科,歸根結底,就是一個反覆試錯的學科。
陳婉清匯報結束後,許秋正待起身接替。
魏興思卻抬了抬手,打斷了他的動作,說道:「許秋你就不用講了,等組會後你留一下,再給我看一遍你寫的文章。」
「好的。」許秋點頭回應,心裡則有點惋惜,組會PPT白做了啊,不過想到他也沒費多少工夫,也就釋然了,他就是複製粘貼,直接把文章中用到的幾張圖片貼到組會PPT模板中,不到三分鐘便搞定。
說起來,這周末許秋和韓嘉瑩日常約會項目,是找到一間空置的教室,排排坐在一起,然後肝文章。
到現在許秋已經把參考文獻和支持信息部分給補齊了,只差拿到GIWAXS和TAS的實驗數據,就可以進行收尾,學妹的文章進度也向前推進了一成左右。
最後,韓嘉瑩匯報了她的工作進展:「……目前最高效率7.5%……基礎表徵基本完成……文章寫了三成左右……現在主要在開發第三代3D-PDI材料……」
因為她的3D-PDI體系和許秋比較類似,所以在她講的時候,魏興思沒有打斷提問。
講完之後,魏興思先是鼓勵了幾句,接著問道:「這個B4T系列,第三代材料開發的怎麼樣?」
「進度已經過半了,下周應該就可以拿到產物。」韓嘉瑩答覆。
「好啊,」魏興思頓了頓,突然看向陳婉清,問道:「光源測試是什麼時候?」
「下周六,上午九點到晚上九點,安全審核我在周三的時候已經完成了。」陳婉清接話。
「還是你們三個去?」魏興思問道。
許秋、陳婉清和韓嘉瑩相互看看,一起說道:「對的。」
魏興思點點頭,繼續吩咐:「韓嘉瑩你的第三代材料儘量在光源測試前做出來,不然錯過了這次又要等好久。」
「沒問題。」韓嘉瑩點點頭。
「不過……」魏興思話鋒一轉:「目前主要是還是著眼你現在這篇文章,自從那篇JACS發表後,現在還沒有看到3D-PDI體系有新文章出來,我估計過不了多久就要有了,我們還是得加快進度,趕在其他人前面。」
「嗯嗯。」韓嘉瑩也明白雖然她目前的工作,少說一篇AEM,大概率能發AM,但在文章沒寫出來,沒投出去,沒被正式收錄前,都是存在變數的,之前嚴虎課題組的文章不就是被師兄給幹掉了嘛。
魏興思喝了口茶水,突然笑了笑道:「我們把3D-PDI體系效率門檻一次性提這麼高,其他人想發好文章就難嘍。」
許秋深以為然,第一篇3D-PDI體系的效率才4%,要是許秋他們第二、第三篇直接把效率懟到7%、8%,那麼其他人拿著5%、6%的結果,本來有機會沖一衝強一區期刊,比如AEM之類的,現在可能就只能投弱一區期刊JMCA、CM,甚至二區ACSAMI、AELM了。
也因此,有些課題組會壓文章,讓一個領域的進展呈現緩步向上的趨勢,比如效率8%、9%、10%、11%一路做上去,而非直接從8%就跳到11%,前者可以灌水四篇文章,後者就只能有一篇。
這樣的現象雖然看起來有點那啥,但也算是行業潛規則了。
畢竟,研究生幫導師幹活,是要發文章畢業的,日後想要繼續做科研相關,出國讀博申請博後什麼的,SCI文章也是很重要的,而且對導師來講,SCI文章的數量和質量,也是考核其科研能力的主要指標之一。
之前,許秋PCE11體系其實就是類似的操作,他又不是聖人,在沒有能力改變規則的時候,暫時融入規則不失為一種不錯的選擇。
魏興思放下茶杯,沒急著宣布「組會結束」,而是看向他的學生,打算找個「目標」。
吳菲菲的綜述在收尾,過幾天就能投出去了,因為是Adv. Sci.新刊編輯約稿,所以過稿機率很高;
許秋、韓嘉瑩、陳婉清三人就不說了,在非富勒烯領域中取得了突破,目前來看,少說人手一篇一區;
就連段雲和田晴兩個人,各自發一篇弱一區/二區文章也是穩當的。
算來算去,就只有孫沃沒文章了。
可孫沃還只是個本科生,而且之後也只是來這邊讀碩士,而不是博士,也不能PUSH太猛。
看了一圈,魏興思發現,居然找不到PUSH的目標了……