第二十七章 確定實驗方案
更新時間:2021-03-29 作者:肥美的韭菜
我有科研輔助系統 第二十七章 確定實驗方案
影像中的小人將移液槍使的出神入化，像是在特技表演一樣。 它先是原地站定，按動移液槍，移液槍內部的液流飛射而出，精準的落入距離一米遠的小瓶之中，一滴不漏； 然后它把移液槍拆成零件，拼接好，接著換了一個型號的移液槍，繼續拆裝、拼接； …… 雖然操作看著是精彩，但是這不是許秋想要的技能。 而且，教學影像的時長非常長，估計看幾天都看不完。 “系統，我想學習旋涂過程中的移液槍操作，可以嗎？” 可以，但需要結束本次教學，重新開啟教學。 “重新開始，是不是還要再花費一次積分？” 是的。 “那先退出此次教學吧。” 獲得名師指點，移液槍熟練度+1% 500積分最后就換了1%的熟練度，真坑啊。 不過，對于已經發生的事情，許秋也沒太過于糾結。 他仔細思考了一會兒，發現這事倒不能完全怪系統，可能是他陷入了思維定勢。 之前使用輔助系統的時候都是基于某項實驗操作的，比如旋涂操作，那么其中用到的移液槍技能，就會限定于旋涂相關。 而這次沒有加限定，所以得到的就是涵蓋所有領域的移液槍使用方法。 為了驗證自己的想法，許秋選擇了超聲波清理儀的教學。 果然，系統影像中出現了用超聲波清理儀進行材料合成、清洗玻璃瓶等操作，并不局限于清洗基片。 這樣看來，他學到的所有技能，都可以拓展到其他的領域。 也算是發現了系統的一個隱藏功能，那這500積分花的就不算太虧。 “系統，花費500積分，兌換1次五階100%移液槍教學，限定旋涂操作。” 兌換成功。 虛擬影像再次出現。 這次的內容都與旋涂相關，不過大部分仍是暫時用不到的技能。 許秋將那些無用的技能快進剪切掉，只留下幾個現階段對他有幫助的技巧。 首先，是一種新的旋涂方法。 之前他都是中規中矩的將溶液滴在基片上，然后啟動勻膠機； 而新方法是先開啟勻膠機，使基片高速旋轉起來，然后快速將溶液噴到基片上。 這種噴涂法的一個顯著優點是節省溶液，正常方法一次約需要消耗60-100微升才能涂滿整個基片，而噴涂法只需要15-25微升即可。 至于兩種方法在其他方面的差異，就只能等許秋自己實驗后才知道了。 此外，用移液槍轉移密度較大的溶液時，存在溶液從移液槍頭處滴落的問題，如果將槍頭的頭部剪掉，則可以避免這種現象的發生。 許秋又重復看了幾遍，將細節都記在心中，然后退出了教學。 獲得名師指點，移液槍熟練度+5% 他起床打開臺燈，將剛剛的收獲都記錄在實驗記錄本上。 移液槍的五階推演效果還不錯，因此他決定再去勻膠機那邊碰碰運氣。 而且學姐勻膠機的熟練度是五階0%，可以直接兌換高級教學。 “系統，花費500積分，兌換1次五階100%勻膠機教學，限定旋涂操作。” 兌換成功。 影像出現，許秋發現與移液槍類似，大多數的技能都暫時沒什么用。 比如：改裝勻膠機，在它的平臺下面安裝加熱板，可以實現高溫旋涂操作等。 最終，他只學到了一種技巧： 旋涂時，可以設置兩段過程，先用低轉速將溶液旋轉鋪開，然后在高轉速下成膜。 獲得名師指點，勻膠機熟練度+5% 積分還是不經花，再次回到三位數，只剩下了278分。 真是來的快，去的也快啊。 不過，許秋覺得這一切都是值得的。 他現在心中有萬千靈感等待驗證，恨不得立刻跑到實驗室大干一場。 奈何現在已經凌晨一點，而且上午還要上課。 哎，還是乖乖睡覺吧。 …… 周一下課后，許秋翻閱文獻，結合剛剛學習的新技巧，開始設計實驗。 總體思路是控制變量法，他先列出現在待改變的實驗條件，包括： 溶劑。備選方案有氯仿、氯苯、二氯苯，均為常用的配制有效層的溶劑，共3種。 溶液濃度。通常在保證聚合物能順利溶解的條件下，溶液的濃度越高得到的薄膜質量越好。但是濃度越高，每次旋涂所消耗的物料就越多，成本就越高。每種溶劑暫定1種濃度。 勻膠機/轉速。轉速會影響膜厚，有效層的膜厚通常在100納米左右為宜。每種暫定1000、1200、1500r.p.m.，先600后1200r.p.m.，共4種。 旋涂方法：正常旋涂、噴涂法，共2種。 其實可以改動的變量還有很多，包括給體/受體質量比、溶劑退火條件、熱退火條件、溶劑添加劑，蒸鍍的薄膜厚度等等。 但許秋暫時還不愿意引入過多的變量，增加實驗的復雜度。 現在這四種變量，共有3*1*4*2=24種可能性。 還是稍微有點多。 他想了想，決定分開考慮溶液配制和旋涂方法對器件性能的影響。 得到的最終方案如下： 對照組（共4組）： 二氯苯（20毫克每毫升，1:1）；轉速1000、1200、1500，先600后1200；正常旋涂， 實驗組A（共8組）： 氯仿（10毫克每毫升，1:1）、氯苯（16毫克每毫升，1:1）；轉速1000、1200、1500；先600后1200；正常旋涂。 實驗組B（共3組）： 二氯苯（20毫克每毫升，1:1）；轉速1000、1200、1500；噴涂法。 至于器件結構的選擇，他昨天在性能測試時，發現倒置結構的器件性能優于正常結構，兩者平均光電轉換效率分別為4.3%和4.1%。 現在主要目的是將效率沖刺至5%以上，自然是選擇倒置結構，也就是基于氧化鋅納米顆粒的基片。 ………… 晚上，實驗室。 因為有效層溶液需要過夜攪拌，所以許秋決定先將溶液配制好。 “許秋，你怎么來了？”陳婉清道。 “我有些新的實驗想法，想要驗證一下。”許秋道：“話說P3HT、PC[60]BM不貴吧，我會用一些。” “唔……不是很貴，都差不多一克一千多吧。”陳婉清道：“你用吧，只要別浪費就行。” “這價格都比黃金貴了。”許秋感慨道。 “實驗室里比黃金貴的東西太多了，”陳婉清道：“還有更夸張的，像PTB7-TH給體材料，一克就要一萬多呢。” “這么貴啊，那為什么不自己合成啊？”許秋問道。 “自己合成也不是不可以，但是想摸清楚合成條件，可能就要一兩個月，這個相當于花錢買時間。”陳婉清道：“對了，學弟有什么新的實驗想法呀，說來聽聽。” “保密哦，到時候一定讓學姐大吃一驚。” “那我可要好好期待一下了。”我有科研輔助系統 第二十七章 確定實驗方案
影像中的小人將移液槍使的出神入化，像是在特技表演一樣。 它先是原地站定，按動移液槍，移液槍內部的液流飛射而出，精準的落入距離一米遠的小瓶之中，一滴不漏； 然后它把移液槍拆成零件，拼接好，接著換了一個型號的移液槍，繼續拆裝、拼接； …… 雖然操作看著是精彩，但是這不是許秋想要的技能。 而且，教學影像的時長非常長，估計看幾天都看不完。 “系統，我想學習旋涂過程中的移液槍操作，可以嗎？” 可以，但需要結束本次教學，重新開啟教學。 “重新開始，是不是還要再花費一次積分？” 是的。 “那先退出此次教學吧。” 獲得名師指點，移液槍熟練度+1% 500積分最后就換了1%的熟練度，真坑啊。 不過，對于已經發生的事情，許秋也沒太過于糾結。 他仔細思考了一會兒，發現這事倒不能完全怪系統，可能是他陷入了思維定勢。 之前使用輔助系統的時候都是基于某項實驗操作的，比如旋涂操作，那么其中用到的移液槍技能，就會限定于旋涂相關。 而這次沒有加限定，所以得到的就是涵蓋所有領域的移液槍使用方法。 為了驗證自己的想法，許秋選擇了超聲波清理儀的教學。 果然，系統影像中出現了用超聲波清理儀進行材料合成、清洗玻璃瓶等操作，并不局限于清洗基片。 這樣看來，他學到的所有技能，都可以拓展到其他的領域。 也算是發現了系統的一個隱藏功能，那這500積分花的就不算太虧。 “系統，花費500積分，兌換1次五階100%移液槍教學，限定旋涂操作。” 兌換成功。 虛擬影像再次出現。 這次的內容都與旋涂相關，不過大部分仍是暫時用不到的技能。 許秋將那些無用的技能快進剪切掉，只留下幾個現階段對他有幫助的技巧。 首先，是一種新的旋涂方法。 之前他都是中規中矩的將溶液滴在基片上，然后啟動勻膠機； 而新方法是先開啟勻膠機，使基片高速旋轉起來，然后快速將溶液噴到基片上。 這種噴涂法的一個顯著優點是節省溶液，正常方法一次約需要消耗60-100微升才能涂滿整個基片，而噴涂法只需要15-25微升即可。 至于兩種方法在其他方面的差異，就只能等許秋自己實驗后才知道了。 此外，用移液槍轉移密度較大的溶液時，存在溶液從移液槍頭處滴落的問題，如果將槍頭的頭部剪掉，則可以避免這種現象的發生。 許秋又重復看了幾遍，將細節都記在心中，然后退出了教學。 獲得名師指點，移液槍熟練度+5% 他起床打開臺燈，將剛剛的收獲都記錄在實驗記錄本上。 移液槍的五階推演效果還不錯，因此他決定再去勻膠機那邊碰碰運氣。 而且學姐勻膠機的熟練度是五階0%，可以直接兌換高級教學。 “系統，花費500積分，兌換1次五階100%勻膠機教學，限定旋涂操作。” 兌換成功。 影像出現，許秋發現與移液槍類似，大多數的技能都暫時沒什么用。 比如：改裝勻膠機，在它的平臺下面安裝加熱板，可以實現高溫旋涂操作等。 最終，他只學到了一種技巧： 旋涂時，可以設置兩段過程，先用低轉速將溶液旋轉鋪開，然后在高轉速下成膜。 獲得名師指點，勻膠機熟練度+5% 積分還是不經花，再次回到三位數，只剩下了278分。 真是來的快，去的也快啊。 不過，許秋覺得這一切都是值得的。 他現在心中有萬千靈感等待驗證，恨不得立刻跑到實驗室大干一場。 奈何現在已經凌晨一點，而且上午還要上課。 哎，還是乖乖睡覺吧。 …… 周一下課后，許秋翻閱文獻，結合剛剛學習的新技巧，開始設計實驗。 總體思路是控制變量法，他先列出現在待改變的實驗條件，包括： 溶劑。備選方案有氯仿、氯苯、二氯苯，均為常用的配制有效層的溶劑，共3種。 溶液濃度。通常在保證聚合物能順利溶解的條件下，溶液的濃度越高得到的薄膜質量越好。但是濃度越高，每次旋涂所消耗的物料就越多，成本就越高。每種溶劑暫定1種濃度。 勻膠機/轉速。轉速會影響膜厚，有效層的膜厚通常在100納米左右為宜。每種暫定1000、1200、1500r.p.m.，先600后1200r.p.m.，共4種。 旋涂方法：正常旋涂、噴涂法，共2種。 其實可以改動的變量還有很多，包括給體/受體質量比、溶劑退火條件、熱退火條件、溶劑添加劑，蒸鍍的薄膜厚度等等。 但許秋暫時還不愿意引入過多的變量，增加實驗的復雜度。 現在這四種變量，共有3*1*4*2=24種可能性。 還是稍微有點多。 他想了想，決定分開考慮溶液配制和旋涂方法對器件性能的影響。 得到的最終方案如下： 對照組（共4組）： 二氯苯（20毫克每毫升，1:1）；轉速1000、1200、1500，先600后1200；正常旋涂， 實驗組A（共8組）： 氯仿（10毫克每毫升，1:1）、氯苯（16毫克每毫升，1:1）；轉速1000、1200、1500；先600后1200；正常旋涂。 實驗組B（共3組）： 二氯苯（20毫克每毫升，1:1）；轉速1000、1200、1500；噴涂法。 至于器件結構的選擇，他昨天在性能測試時，發現倒置結構的器件性能優于正常結構，兩者平均光電轉換效率分別為4.3%和4.1%。 現在主要目的是將效率沖刺至5%以上，自然是選擇倒置結構，也就是基于氧化鋅納米顆粒的基片。 ………… 晚上，實驗室。 因為有效層溶液需要過夜攪拌，所以許秋決定先將溶液配制好。 “許秋，你怎么來了？”陳婉清道。 “我有些新的實驗想法，想要驗證一下。”許秋道：“話說P3HT、PC[60]BM不貴吧，我會用一些。” “唔……不是很貴，都差不多一克一千多吧。”陳婉清道：“你用吧，只要別浪費就行。” “這價格都比黃金貴了。”許秋感慨道。 “實驗室里比黃金貴的東西太多了，”陳婉清道：“還有更夸張的，像PTB7-TH給體材料，一克就要一萬多呢。” “這么貴啊，那為什么不自己合成啊？”許秋問道。 “自己合成也不是不可以，但是想摸清楚合成條件，可能就要一兩個月，這個相當于花錢買時間。”陳婉清道：“對了，學弟有什么新的實驗想法呀，說來聽聽。” “保密哦，到時候一定讓學姐大吃一驚。” “那我可要好好期待一下了。”我有科研輔助系統 第二十七章 確定實驗方案
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