256 找不到的“目标”(求订阅)
接下来,轮到陈婉清汇报。
上周组会的时候,她和孙沃还是“难兄难弟”,现在就完全不一样了。
因为她在周五的时候,拿到了许秋帮她做的器件数据,PCE10:IDT-ICIN体系的最高效率,已经达到了%,直逼4%。
数据在手,整个人瞬间硬气了不少。
再加上她还补充了基础的光吸收光谱、荧光光谱等测试,组会PPT的页数直接达到了八页之多,工作量上也没的说。
魏兴思也是有些意外,之前陈婉清连续一个多月在组会上都是在展望未来,在列着实验规划,几乎没有进展,他对陈婉清A-D-A体系的器件性能,还停留在1%的光电转换效率,没想到现在突然就接近4%了。
见到她这次没有放展望部分,魏兴思好奇问了一句:“之后有什么打算?”
陈婉清自信的侃侃而谈:“我准备先把这个材料的基础表征完成,毕竟是一种新的结构,而且现在效率也不低,或许还能有优化的空间。而且,我注意到IDT-ICIN这种材料的主要光吸收范围,是在500-800纳米之间,它和PCE10给体材料是有很大重合的,我考虑要不要换个给体试试……”
“更换给体材料,”魏兴思突然出声打断,“许秋,你有什么看法?”
“我觉得陈婉清学姐的想法可行,可以换其他宽带隙的聚合物给体材料试试。”许秋回复道。
周五就是他引导学姐先测了个光吸收光谱的,目的就是让她注意到给、受体光吸收范围重叠的问题,没想到她开窍的还是挺快的。
魏兴思考虑了一会儿,点点头说道:“好啊,不过宽带隙的聚合物给体材料,毕竟不契合传统的富勒烯体系,本身种类就不多,你们查查几家光电公司,看看有没有商业化的渠道,不行的话就买单体自己合成。”
许秋没有接话,他也觉得从长远的角度考虑,自行合成肯定是最佳的选择,但现在有机三人组各有分工,腾不出手来,总不能再去和吴菲菲抢人吧。
陈婉清突然说道:“我记得之前深城那家光电公司送过来的聚合物给体小样里,好像有一种宽带隙的FTAZ材料。”
说完,她询问似的看向许秋,许秋装模作样的考虑了几秒钟,附和道:“应该是有的,等下回去找找看。”
“如果有现成的材料那最好了,”魏兴思笑了笑说道:“当然,主要精力还是要放在PCE10体系,看能不能把光电性能再往上提一提,效率最好能做到5%以上,这样可以试着冲击一下AM或者JACS。”
许秋“嗯”了一声,表面点头回应,内心则默默吐槽着,‘PCE10体系破5%的难度可不小,但PTAZ体系现在都已经突破5%,达到%了,甚至有机会破6%,打破现阶段A-D-A体系的世界纪录。’
不过,他也能理解魏老师的想法。
对魏老师来说,PTAZ是一个陌生的体系,虽说它和IDT-ICIN光吸收互补,理论上光电性能上限更高一些,但实际上是怎么样的,只有等到光伏器件制备出来、测试完毕才知道,而PCE10体系则是已经被验证过性能的体系。
毕竟,有效层的光吸收性能,并不是影响器件光电性能的唯一因素,只是相较于能级结构、共混形貌、电荷输运这些比较“虚”,比较微观的概念,光吸收性能比较“实”,比较直观,直接测试材料的光吸收光谱就能够得到。
实际上,光吸收性能主要决定了器件光电转换效率的上限,根据肖克利·奎伊瑟效率极限理论,无机体系的单结太阳能电池,当光电材料的禁带宽度大约为-电子伏特时,光电转换效率最高,上限大约为33%,此时,电池器件可以吸收波长小于1000纳米的光,覆盖了大半的太阳光谱。
而有机光电材料由于激子吸收的特性,材料的光吸收性能随光波长的变化曲线为峰状曲线,存在主要光吸收范围。
比如,禁带宽度约电子伏特的有机聚合物给体PCE10材料,主要光吸收范围大约是550-750纳米,对小于550纳米的光,吸收能力就比较弱,也因此它是偏蓝紫色的。
再比如,非富勒烯受体PDI材料,禁带宽度约电子伏特,主要光吸收范围大约是400-600纳米,几乎不吸收红橙光,所以就是红橙色的。
在不考虑其他因素时,对于电子伏特的光电材料,假如是无机材料,主要光吸收范围为小于750纳米,效率理论极限为30%左右;
假如是有机材料,如果是光吸收互补的体系,比如主要光吸收范围在300-750纳米,效率上限可能轻微下降,保持在28%左右;
但如果光吸收不互补,主要光吸收范围在500-750纳米的话,效率的上限还会进一步下降到25%。
当然,这里的28%、25%只是举例,套用不同的理论模型,计算出来的结果也不同。
不管怎么说,对于目前效率还只有4%、5%这种级别的非富勒烯体系器件来说,20+%的理论效率,还是非常遥远的。
拖效率后腿的主要还是能级结构、共混形貌、电荷输运等比较“虚”,比较微观的因素。
而这些因素又是无法难以量化的。
这也是为什么许秋他们每合成出来一个材料,都会先做一波器件试水的原因,也是魏老师倾向于先研究PCE10体系的原因。
材料学科,归根结底,就是一个反复试错的学科。
陈婉清汇报结束后,许秋正待起身接替。
魏兴思却抬了抬手,打断了他的动作,说道:“许秋你就不用讲了,等组会后你留一下,再给我看一遍你写的文章。”
“好的。”许秋点头回应,心里则有点惋惜,组会PPT白做了啊,不过想到他也没费多少工夫,也就释然了,他就是复制粘贴,直接把文章中用到的几张图片贴到组会PPT模板中,不到三分钟便搞定。
说起来,这周末许秋和韩嘉莹日常约会项目,是找到一间空置的教室,排排坐在一起,然后肝文章。
到现在许秋已经把参考文献和支持信息部分给补齐了,只差拿到GIWAXS和TAS的实验数据,就可以进行收尾,学妹的文章进度也向前推进了一成左右。
最后,韩嘉莹汇报了她的工作进展:“……目前最高效率%……基础表征基本完成……文章写了三成左右……现在主要在开发第三代3D-PDI材料……”
因为她的3D-PDI体系和许秋比较类似,所以在她讲的时候,魏兴思没有打断提问。
讲完之后,魏兴思先是鼓励了几句,接着问道:“这个B4T系列,第三代材料开发的怎么样?”
“进度已经过半了,下周应该就可以拿到产物。”韩嘉莹答复。
“好啊,”魏兴思顿了顿,突然看向陈婉清,问道:“光源测试是什么时候?”
“下周六,上午九点到晚上九点,安全审核我在周三的时候已经完成了。”陈婉清接话。
“还是你们三个去?”魏兴思问道。
许秋、陈婉清和韩嘉莹相互看看,一起说道:“对的。”
魏兴思点点头,继续吩咐:“韩嘉莹你的第三代材料尽量在光源测试前做出来,不然错过了这次又要等好久。”
“没问题。”韩嘉莹点点头。
“不过……”魏兴思话锋一转:“目前主要是还是着眼你现在这篇文章,自从那篇JACS发表后,现在还没有看到3D-PDI体系有新文章出来,我估计过不了多久就要有了,我们还是得加快进度,赶在其他人前面。”
“嗯嗯。”韩嘉莹也明白虽然她目前的工作,少说一篇AEM,大概率能发AM,但在文章没写出来,没投出去,没被正式收录前,都是存在变数的,之前严虎课题组的文章不就是被师兄给干掉了嘛。
魏兴思喝了口茶水,突然笑了笑道:“我们把3D-PDI体系效率门槛一次性提这么高,其他人想发好文章就难喽。”
许秋深以为然,第一篇3D-PDI体系的效率才4%,要是许秋他们第二、第三篇直接把效率怼到7%、8%,那么其他人拿着5%、6%的结果,本来有机会冲一冲强一区期刊,比如AEM之类的,现在可能就只能投弱一区期刊JMCA、CM,甚至二区ACSAMI、AELM了。
也因此,有些课题组会压文章,让一个领域的进展呈现缓步向上的趋势,比如效率8%、9%、10%、11%一路做上去,而非直接从8%就跳到11%,前者可以灌水四篇文章,后者就只能有一篇。
这样的现象虽然看起来有点那啥,但也算是行业潜规则了。
毕竟,研究生帮导师干活,是要发文章毕业的,日后想要继续做科研相关,出国读博申请博后什么的,SCI文章也是很重要的,而且对导师来讲,SCI文章的数量和质量,也是考核其科研能力的主要指标之一。
之前,许秋PCE11体系其实就是类似的操作,他又不是圣人,在没有能力改变规则的时候,暂时融入规则不失为一种不错的选择。
魏兴思放下茶杯,没急着宣布“组会结束”,而是看向他的学生,打算找个“目标”。
吴菲菲的综述在收尾,过几天就能投出去了,因为是Adv.Sci.新刊编辑约稿,所以过稿几率很高;
许秋、韩嘉莹、陈婉清三人就不说了,在非富勒烯领域中取得了突破,目前来看,少说人手一篇一区;
就连段云和田晴两个人,各自发一篇弱一区/二区文章也是稳当的。
算来算去,就只有孙沃没文章了。
可孙沃还只是个本科生,而且之后也只是来这边读硕士,而不是博士,也不能PUSH太猛。
看了一圈,魏兴思发现,居然找不到PUSH的目标了……
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上周组会的时候,她和孙沃还是“难兄难弟”,现在就完全不一样了。
因为她在周五的时候,拿到了许秋帮她做的器件数据,PCE10:IDT-ICIN体系的最高效率,已经达到了%,直逼4%。
数据在手,整个人瞬间硬气了不少。
再加上她还补充了基础的光吸收光谱、荧光光谱等测试,组会PPT的页数直接达到了八页之多,工作量上也没的说。
魏兴思也是有些意外,之前陈婉清连续一个多月在组会上都是在展望未来,在列着实验规划,几乎没有进展,他对陈婉清A-D-A体系的器件性能,还停留在1%的光电转换效率,没想到现在突然就接近4%了。
见到她这次没有放展望部分,魏兴思好奇问了一句:“之后有什么打算?”
陈婉清自信的侃侃而谈:“我准备先把这个材料的基础表征完成,毕竟是一种新的结构,而且现在效率也不低,或许还能有优化的空间。而且,我注意到IDT-ICIN这种材料的主要光吸收范围,是在500-800纳米之间,它和PCE10给体材料是有很大重合的,我考虑要不要换个给体试试……”
“更换给体材料,”魏兴思突然出声打断,“许秋,你有什么看法?”
“我觉得陈婉清学姐的想法可行,可以换其他宽带隙的聚合物给体材料试试。”许秋回复道。
周五就是他引导学姐先测了个光吸收光谱的,目的就是让她注意到给、受体光吸收范围重叠的问题,没想到她开窍的还是挺快的。
魏兴思考虑了一会儿,点点头说道:“好啊,不过宽带隙的聚合物给体材料,毕竟不契合传统的富勒烯体系,本身种类就不多,你们查查几家光电公司,看看有没有商业化的渠道,不行的话就买单体自己合成。”
许秋没有接话,他也觉得从长远的角度考虑,自行合成肯定是最佳的选择,但现在有机三人组各有分工,腾不出手来,总不能再去和吴菲菲抢人吧。
陈婉清突然说道:“我记得之前深城那家光电公司送过来的聚合物给体小样里,好像有一种宽带隙的FTAZ材料。”
说完,她询问似的看向许秋,许秋装模作样的考虑了几秒钟,附和道:“应该是有的,等下回去找找看。”
“如果有现成的材料那最好了,”魏兴思笑了笑说道:“当然,主要精力还是要放在PCE10体系,看能不能把光电性能再往上提一提,效率最好能做到5%以上,这样可以试着冲击一下AM或者JACS。”
许秋“嗯”了一声,表面点头回应,内心则默默吐槽着,‘PCE10体系破5%的难度可不小,但PTAZ体系现在都已经突破5%,达到%了,甚至有机会破6%,打破现阶段A-D-A体系的世界纪录。’
不过,他也能理解魏老师的想法。
对魏老师来说,PTAZ是一个陌生的体系,虽说它和IDT-ICIN光吸收互补,理论上光电性能上限更高一些,但实际上是怎么样的,只有等到光伏器件制备出来、测试完毕才知道,而PCE10体系则是已经被验证过性能的体系。
毕竟,有效层的光吸收性能,并不是影响器件光电性能的唯一因素,只是相较于能级结构、共混形貌、电荷输运这些比较“虚”,比较微观的概念,光吸收性能比较“实”,比较直观,直接测试材料的光吸收光谱就能够得到。
实际上,光吸收性能主要决定了器件光电转换效率的上限,根据肖克利·奎伊瑟效率极限理论,无机体系的单结太阳能电池,当光电材料的禁带宽度大约为-电子伏特时,光电转换效率最高,上限大约为33%,此时,电池器件可以吸收波长小于1000纳米的光,覆盖了大半的太阳光谱。
而有机光电材料由于激子吸收的特性,材料的光吸收性能随光波长的变化曲线为峰状曲线,存在主要光吸收范围。
比如,禁带宽度约电子伏特的有机聚合物给体PCE10材料,主要光吸收范围大约是550-750纳米,对小于550纳米的光,吸收能力就比较弱,也因此它是偏蓝紫色的。
再比如,非富勒烯受体PDI材料,禁带宽度约电子伏特,主要光吸收范围大约是400-600纳米,几乎不吸收红橙光,所以就是红橙色的。
在不考虑其他因素时,对于电子伏特的光电材料,假如是无机材料,主要光吸收范围为小于750纳米,效率理论极限为30%左右;
假如是有机材料,如果是光吸收互补的体系,比如主要光吸收范围在300-750纳米,效率上限可能轻微下降,保持在28%左右;
但如果光吸收不互补,主要光吸收范围在500-750纳米的话,效率的上限还会进一步下降到25%。
当然,这里的28%、25%只是举例,套用不同的理论模型,计算出来的结果也不同。
不管怎么说,对于目前效率还只有4%、5%这种级别的非富勒烯体系器件来说,20+%的理论效率,还是非常遥远的。
拖效率后腿的主要还是能级结构、共混形貌、电荷输运等比较“虚”,比较微观的因素。
而这些因素又是无法难以量化的。
这也是为什么许秋他们每合成出来一个材料,都会先做一波器件试水的原因,也是魏老师倾向于先研究PCE10体系的原因。
材料学科,归根结底,就是一个反复试错的学科。
陈婉清汇报结束后,许秋正待起身接替。
魏兴思却抬了抬手,打断了他的动作,说道:“许秋你就不用讲了,等组会后你留一下,再给我看一遍你写的文章。”
“好的。”许秋点头回应,心里则有点惋惜,组会PPT白做了啊,不过想到他也没费多少工夫,也就释然了,他就是复制粘贴,直接把文章中用到的几张图片贴到组会PPT模板中,不到三分钟便搞定。
说起来,这周末许秋和韩嘉莹日常约会项目,是找到一间空置的教室,排排坐在一起,然后肝文章。
到现在许秋已经把参考文献和支持信息部分给补齐了,只差拿到GIWAXS和TAS的实验数据,就可以进行收尾,学妹的文章进度也向前推进了一成左右。
最后,韩嘉莹汇报了她的工作进展:“……目前最高效率%……基础表征基本完成……文章写了三成左右……现在主要在开发第三代3D-PDI材料……”
因为她的3D-PDI体系和许秋比较类似,所以在她讲的时候,魏兴思没有打断提问。
讲完之后,魏兴思先是鼓励了几句,接着问道:“这个B4T系列,第三代材料开发的怎么样?”
“进度已经过半了,下周应该就可以拿到产物。”韩嘉莹答复。
“好啊,”魏兴思顿了顿,突然看向陈婉清,问道:“光源测试是什么时候?”
“下周六,上午九点到晚上九点,安全审核我在周三的时候已经完成了。”陈婉清接话。
“还是你们三个去?”魏兴思问道。
许秋、陈婉清和韩嘉莹相互看看,一起说道:“对的。”
魏兴思点点头,继续吩咐:“韩嘉莹你的第三代材料尽量在光源测试前做出来,不然错过了这次又要等好久。”
“没问题。”韩嘉莹点点头。
“不过……”魏兴思话锋一转:“目前主要是还是着眼你现在这篇文章,自从那篇JACS发表后,现在还没有看到3D-PDI体系有新文章出来,我估计过不了多久就要有了,我们还是得加快进度,赶在其他人前面。”
“嗯嗯。”韩嘉莹也明白虽然她目前的工作,少说一篇AEM,大概率能发AM,但在文章没写出来,没投出去,没被正式收录前,都是存在变数的,之前严虎课题组的文章不就是被师兄给干掉了嘛。
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许秋深以为然,第一篇3D-PDI体系的效率才4%,要是许秋他们第二、第三篇直接把效率怼到7%、8%,那么其他人拿着5%、6%的结果,本来有机会冲一冲强一区期刊,比如AEM之类的,现在可能就只能投弱一区期刊JMCA、CM,甚至二区ACSAMI、AELM了。
也因此,有些课题组会压文章,让一个领域的进展呈现缓步向上的趋势,比如效率8%、9%、10%、11%一路做上去,而非直接从8%就跳到11%,前者可以灌水四篇文章,后者就只能有一篇。
这样的现象虽然看起来有点那啥,但也算是行业潜规则了。
毕竟,研究生帮导师干活,是要发文章毕业的,日后想要继续做科研相关,出国读博申请博后什么的,SCI文章也是很重要的,而且对导师来讲,SCI文章的数量和质量,也是考核其科研能力的主要指标之一。
之前,许秋PCE11体系其实就是类似的操作,他又不是圣人,在没有能力改变规则的时候,暂时融入规则不失为一种不错的选择。
魏兴思放下茶杯,没急着宣布“组会结束”,而是看向他的学生,打算找个“目标”。
吴菲菲的综述在收尾,过几天就能投出去了,因为是Adv.Sci.新刊编辑约稿,所以过稿几率很高;
许秋、韩嘉莹、陈婉清三人就不说了,在非富勒烯领域中取得了突破,目前来看,少说人手一篇一区;
就连段云和田晴两个人,各自发一篇弱一区/二区文章也是稳当的。
算来算去,就只有孙沃没文章了。
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