第六十四章 意外來客
更新時間:2021-03-29 作者:肥美的韭菜
我有科研輔助系統 第六十四章 意外來客
原來，許秋在旋涂鈣鈦礦薄膜的時候，他的注意力都集中在怎么去除出現的白霧，獲得均勻的光滑薄膜上，而忽略了制備傳輸層與有效層的差別。 鈣鈦礦有效層薄膜的厚度通常在200納米以上，而一般傳輸層材料的厚度則在5-50納米之間為宜。 早期的有機太陽能電池是沒有傳輸層的，后來研究者們發現，引入傳輸層有助于電荷輸運，提升器件光電性能，這才開始使用傳輸層。 但是當傳輸層厚度過高時，同樣會增加電荷復合的可能性，從而造成器件效率的降低。 這也解釋了為什么不涂傳輸層，器件的性能反而比涂了鈣鈦礦傳輸層的更高，而且后者性能隨著轉速的提高而提高。 一切都是因為許秋把鈣鈦礦薄膜涂的太厚了。 ………… 回到寢室，許秋和陶焱打了聲招呼，便躺在床上，進入模擬實驗室。 模擬實驗室內的溶液還保持著上次他離開時的狀態，不用擔心出現溶液變質的問題。 在白天的實驗中，4#樣品的效率最高，所以它可能是四種鈣鈦礦材料中，最適合做傳輸層材料的。 許秋索性直接配制了5毫升10%質量分數的4#樣品的溶液，作為母液。 之后可以直接將其稀釋得到其他濃度的溶液。 和有機聚合物材料不同，鈣鈦礦材料是小分子，溶解起來比較快，得到的濃度也比較準確，所以調節濃度很容易。 溶液配制過程中，他也在摸索模擬實驗室的0.5-2倍速功能。 他發現開啟倍速功能后，除了意識以及他的‘身體’以外，其他的所有實驗儀器均可處于倍速狀態。 在進行稱量藥品等精細操作時，他可以將時間速率調節為0.5倍，提高操作的準確性。 而在超聲清理等需要等待的時候，可以將時間速率調節為2倍，加速實驗進程。 消耗的積分是按照現實時間計算的，開啟2倍速時，一現實小時消耗200積分。 此外，他還可以將時間流速的改變，劃定在指定空間內。 比如，他能夠讓超聲波清洗儀處于2倍速，而手套箱處于0.5倍速。 至于消耗的積分，則是取整個空間中的最大倍速，也就是說只要有儀器開啟了2倍速，就按照2倍速的積分進行消耗。 一番體驗后，許秋對這個功能非常滿意。 接下來，他準備進行實驗。 為了提高實驗效率，許秋準備只做以4#樣品為傳輸層材料的器件。 他沒有打算做PEDOT標樣以及不涂傳輸層的樣品，這也是他對自己的操作有信心。 首先，配制溶液。 白天做的是10%質量分數的濃度，轉速是2000-4000r.p.m.，得到的薄膜厚度明顯太高了。 許秋將其濃度調整為1%、2%、3%、4%和5%的質量分數。 然后是轉速。 許秋統一設定為5000r.p.m.。 這基本上是勻膠機的安全轉速上限，再增加轉速，基片在高速旋轉的過程中就可能飛出去。 一般情況下，要得到同樣厚度的薄膜，高濃度高轉速條件下得到的質量較好，因為濃度比較好調節，所以就沒有必要再改轉速了。 最后是控制反溶劑滴加的間隔時間。 白天實驗粗測結果是5秒間隔不會出現白霧。 許秋又額外設置了4秒、4.5秒、5.5秒和6秒四檔。 這樣，一共有5*5=25種條件。 確定了實驗條件后，許秋啟動2倍加速，使溶液快速溶解。 ………… 旋涂鈣鈦礦傳輸層、有機有效層。 蒸鍍鈣、鋁電極。 準備測試。 許秋在測試時，第一片一般都會拿標樣測試，或者拿心里覺得最有希望的樣品測試。 測標樣是為了判斷這批器件的整體性能大概怎么樣，如果標樣比平均值低，那么整批器件的性能可能也是低于平均值的。 不過這批他沒做標樣，也不知道哪個條件比較好，完全是未知的探索，所以他就隨便拿了一個樣品，“1%，5s”。 測試后，得到效率為8.66%。 看到這個結果，許秋松了一口氣。 這說明自己的推斷是正確的，之前確實是涂的太厚了。 鈣鈦礦材料可以作為傳輸層，至少是比不涂傳輸層的性能要好。 只是，效率還沒有到10%，可能是這個濃度下的薄膜太薄了吧。 他選了“2%，5s”的樣品，繼續測試。 果然效率提高了，達到了9.37%。 …… 測試完其余23個樣品。 最終，“3%，5.5s”樣品的性能最佳。 效率可達10.24%，與PEDOT基準器件的效率相當。 離開模擬實驗室，許秋看了下時間，都快十二點了。 今天又忘記去公共浴室洗澡，只能再去樓道沖涼了。 冰冷的水柱擊打在身上，許秋非但不覺得冷，還覺得很興奮。 他在心中盤算明天的實驗計劃： 可以進一步拓寬調控范圍，比如溶液濃度為2.5%、3%、3.5%，轉速不變。 此外，另外三個溶液體系，也可以做一做，雖然能超越4#樣品的幾率不大，但說不定會有奇跡呢。 ………… 第二天，許秋前往實驗室，驚訝的發現實驗室沒有人。 刷一卡通打開門禁，他看了下手機，才發現今天是周六，課題組不上班。 不過，既然來都來了，那么便做實驗唄。 而且，周六好啊，沒人和他搶手套箱。 他按照昨天的想法開始實驗，中午就在外面的辦公桌點外賣吃。 并沒有出乎意料之外的結果。 1、2、3#樣品性能都不如4#。 其中，2#樣品還可以，最高效率也有9.6%了，但是沒破10%，終究是差了點意思。 這一批次的標樣效率是10.10%，而4#樣品中最高效率達到了10.46%，條件是2.5%的濃度，5000r.p.m.轉速，5.5秒間隔時間。 其實，標樣器件如果像實驗組中這樣精細調控制備條件的話，效率可能還能更高一些，但是沒必要。 這也是業界潛規則了，在兩者性能相當的情況下，把實驗組做的比對照組稍高一些，哪怕沒高多少，只是0.3%，看起來也會舒服很多。 就在性能測試進入尾聲的時候，許秋聽到外面有人過來的聲音。 似乎不是魏老師的腳步聲，那會是誰呢？我有科研輔助系統 第六十四章 意外來客
原來，許秋在旋涂鈣鈦礦薄膜的時候，他的注意力都集中在怎么去除出現的白霧，獲得均勻的光滑薄膜上，而忽略了制備傳輸層與有效層的差別。 鈣鈦礦有效層薄膜的厚度通常在200納米以上，而一般傳輸層材料的厚度則在5-50納米之間為宜。 早期的有機太陽能電池是沒有傳輸層的，后來研究者們發現，引入傳輸層有助于電荷輸運，提升器件光電性能，這才開始使用傳輸層。 但是當傳輸層厚度過高時，同樣會增加電荷復合的可能性，從而造成器件效率的降低。 這也解釋了為什么不涂傳輸層，器件的性能反而比涂了鈣鈦礦傳輸層的更高，而且后者性能隨著轉速的提高而提高。 一切都是因為許秋把鈣鈦礦薄膜涂的太厚了。 ………… 回到寢室，許秋和陶焱打了聲招呼，便躺在床上，進入模擬實驗室。 模擬實驗室內的溶液還保持著上次他離開時的狀態，不用擔心出現溶液變質的問題。 在白天的實驗中，4#樣品的效率最高，所以它可能是四種鈣鈦礦材料中，最適合做傳輸層材料的。 許秋索性直接配制了5毫升10%質量分數的4#樣品的溶液，作為母液。 之后可以直接將其稀釋得到其他濃度的溶液。 和有機聚合物材料不同，鈣鈦礦材料是小分子，溶解起來比較快，得到的濃度也比較準確，所以調節濃度很容易。 溶液配制過程中，他也在摸索模擬實驗室的0.5-2倍速功能。 他發現開啟倍速功能后，除了意識以及他的‘身體’以外，其他的所有實驗儀器均可處于倍速狀態。 在進行稱量藥品等精細操作時，他可以將時間速率調節為0.5倍，提高操作的準確性。 而在超聲清理等需要等待的時候，可以將時間速率調節為2倍，加速實驗進程。 消耗的積分是按照現實時間計算的，開啟2倍速時，一現實小時消耗200積分。 此外，他還可以將時間流速的改變，劃定在指定空間內。 比如，他能夠讓超聲波清洗儀處于2倍速，而手套箱處于0.5倍速。 至于消耗的積分，則是取整個空間中的最大倍速，也就是說只要有儀器開啟了2倍速，就按照2倍速的積分進行消耗。 一番體驗后，許秋對這個功能非常滿意。 接下來，他準備進行實驗。 為了提高實驗效率，許秋準備只做以4#樣品為傳輸層材料的器件。 他沒有打算做PEDOT標樣以及不涂傳輸層的樣品，這也是他對自己的操作有信心。 首先，配制溶液。 白天做的是10%質量分數的濃度，轉速是2000-4000r.p.m.，得到的薄膜厚度明顯太高了。 許秋將其濃度調整為1%、2%、3%、4%和5%的質量分數。 然后是轉速。 許秋統一設定為5000r.p.m.。 這基本上是勻膠機的安全轉速上限，再增加轉速，基片在高速旋轉的過程中就可能飛出去。 一般情況下，要得到同樣厚度的薄膜，高濃度高轉速條件下得到的質量較好，因為濃度比較好調節，所以就沒有必要再改轉速了。 最后是控制反溶劑滴加的間隔時間。 白天實驗粗測結果是5秒間隔不會出現白霧。 許秋又額外設置了4秒、4.5秒、5.5秒和6秒四檔。 這樣，一共有5*5=25種條件。 確定了實驗條件后，許秋啟動2倍加速，使溶液快速溶解。 ………… 旋涂鈣鈦礦傳輸層、有機有效層。 蒸鍍鈣、鋁電極。 準備測試。 許秋在測試時，第一片一般都會拿標樣測試，或者拿心里覺得最有希望的樣品測試。 測標樣是為了判斷這批器件的整體性能大概怎么樣，如果標樣比平均值低，那么整批器件的性能可能也是低于平均值的。 不過這批他沒做標樣，也不知道哪個條件比較好，完全是未知的探索，所以他就隨便拿了一個樣品，“1%，5s”。 測試后，得到效率為8.66%。 看到這個結果，許秋松了一口氣。 這說明自己的推斷是正確的，之前確實是涂的太厚了。 鈣鈦礦材料可以作為傳輸層，至少是比不涂傳輸層的性能要好。 只是，效率還沒有到10%，可能是這個濃度下的薄膜太薄了吧。 他選了“2%，5s”的樣品，繼續測試。 果然效率提高了，達到了9.37%。 …… 測試完其余23個樣品。 最終，“3%，5.5s”樣品的性能最佳。 效率可達10.24%，與PEDOT基準器件的效率相當。 離開模擬實驗室，許秋看了下時間，都快十二點了。 今天又忘記去公共浴室洗澡，只能再去樓道沖涼了。 冰冷的水柱擊打在身上，許秋非但不覺得冷，還覺得很興奮。 他在心中盤算明天的實驗計劃： 可以進一步拓寬調控范圍，比如溶液濃度為2.5%、3%、3.5%，轉速不變。 此外，另外三個溶液體系，也可以做一做，雖然能超越4#樣品的幾率不大，但說不定會有奇跡呢。 ………… 第二天，許秋前往實驗室，驚訝的發現實驗室沒有人。 刷一卡通打開門禁，他看了下手機，才發現今天是周六，課題組不上班。 不過，既然來都來了，那么便做實驗唄。 而且，周六好啊，沒人和他搶手套箱。 他按照昨天的想法開始實驗，中午就在外面的辦公桌點外賣吃。 并沒有出乎意料之外的結果。 1、2、3#樣品性能都不如4#。 其中，2#樣品還可以，最高效率也有9.6%了，但是沒破10%，終究是差了點意思。 這一批次的標樣效率是10.10%，而4#樣品中最高效率達到了10.46%，條件是2.5%的濃度，5000r.p.m.轉速，5.5秒間隔時間。 其實，標樣器件如果像實驗組中這樣精細調控制備條件的話，效率可能還能更高一些，但是沒必要。 這也是業界潛規則了，在兩者性能相當的情況下，把實驗組做的比對照組稍高一些，哪怕沒高多少，只是0.3%，看起來也會舒服很多。 就在性能測試進入尾聲的時候，許秋聽到外面有人過來的聲音。 似乎不是魏老師的腳步聲，那會是誰呢？我有科研輔助系統 第六十四章 意外來客
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