度264毫安每平方厘米,开路电压089伏特,填充因是077,光电转换效率1811%。
这里,许秋打算延伸一下,分析为什么y系列材料相较于itic系列材料的性能更佳。
从分子结构上来看,y系列材料中引入了含多个氮原子的缺电子核,构筑了adada型结构,代替了原先itic系列材料的ada结构。
许秋推测,造成y系列材料性能更佳的一个重要的原因,是y系列材料中央的a单元,提供了额外的电子输运通道,使得y系列材料具有较高的电子迁移率,后者是经由sclc、celiv等手段验证过的。
同时,非常高的荧光淬灭效率,高达077的填充因子,也证明了当下体系内的电荷输运性能确实极佳。
另外,还有一个实验现象,就是y系列材料的性能受到侧链调控的影响非常大,也可以提供一个佐证。
像itic系列ada型分子,电子的输运通道主要在两侧的a单元,那么对主要位于d单元上的侧链进行细微的调控,对分子本身电荷输运的影响就不大。
也因此,许秋之前对itic系列材料的侧链调控通常都是大改,比如将苯环侧链改为烷基侧链,合成idic,而没有进行太多细微的调控,比如设计6、8、10个碳原子的侧链,因为这样的改变对材料的性能影响并不大。
而y系列adada型分子,电子的输运通道既在两侧的a单元上,又在中央的a单元上,如果对位于d单元上的侧链进行细微的调控,也会显著影响中央a单元电荷输运的性能,进而影响整体的电荷输运性能。
最终,许秋认为adada型非富勒烯受体材料,可以成为一个高性能材料的范例。
其他研究者可以以此为依据,开发出其他类似结构的高电子迁移率的受体材料。
第二张图片,许秋选择了若干种具有不同homo/lumo能级结构的给体材料,包括l2、l6、ptq1等材料,将它们和y20受体材料相匹配,列出最终得到的器件性能,进行比较。
一方面,是为了感谢一下开发出来l2、l6材料的臧超军、卢长军课题组,如果没有他们,18%的效率大概率是冲不上的,很可能会和之前叠层器件一样,止步在17%;
另一方面,也是表达一个倾向,让人们不要一股脑的全去研究受体材料,给体、受体材料两手都要抓,两手都要硬。
换言之,许秋想表明一个观点:“聚合物给体的创新对于提高器件性能也至关重要”。
同时,在这张图中,许秋也引出来了能量损失的概念,为后文的分析做准备。
第三张图片,许秋规划了一张类似于之前放在《科学》投稿当中的半经验分析图谱,主要的考虑标准是能量损失、填充因子对于器件光电性能的影响。
这里,许秋的主要观点是:“低的能量损失和高的电子迁移率,是有机光伏效率达到20%以上的关键。”
同时,许秋还列举出了接下来努力的方向,当短路电流密度达到270毫安每平方厘米,开路电压达到0926伏特,填充因达到080,光电转换效率就将突破20%。
第四张图片,许秋准备放一些有机光伏领域概念性的图片,包括通过柔性、半透明、大面积、刮涂等概念制备出来的器件成品图,主要是想展示一下有机光伏领域的优势。
毕竟,前面写了一堆东西都非常的专业,如果不是同领域的同行可能完全看不懂在说什么。
最后放上这些既“接地气”又有些“高端”的配图,瞬间给人的感觉就不一样了,可以加分不少。
科研本质上,其实也是一种买卖。
单单把一个工作给做了出来,这是不够的,还需要把它给推销出去,落地发表了文章,让同行们看到了,这才算完成。
而大多数的领域,都是现阶段无法应用的领域,其实很难评判不同领域工作之间的价值差异。
这个时候,会包装,能把自己的工作吹的非常厉害,就非常的重要。
在一个商业化的社会中,哪怕是“冰清玉洁”的科研圈,也难免会沾惹上一丝烟火气。
比如,魔都综合大学材料系之前发表的一篇《自然》,她们做的东西并不复杂,就是光致形变液晶材料,但她们包装的很好,通过视频加上图片的形式,展现了她们的成果。
文案上大致是:“我们自主研发的新型液晶高分子光致形变材料,构筑出具有光响应特性的微管执行器,在几平方厘米的芯片上,通过光操控各种液体的复杂流动,令其蜿蜒而行甚至爬坡,形成无需外接设备的驱动新机制。这样的驭水之术,可以在生物医药设备、生化检测分析、微流反应器、芯片实验室等诸多领域‘大施拳脚’。”
事实上,这项发现,真的有文案中说的那么厉害吗?也不见得。
想要实现文案中的应用,还有很多路要走呢。
而这一走,可能要花费十年、二十年、甚至五十年,甚至某一天走到了尽头,发现是一条死路,也是非常有可能的。
这就是科研圈的现状。
哪怕是发表在《自然》上的工作,放眼五十年,99%以上的研究都是没有什么实际意义的。
而人们就是在赌,赌那1%成功的几率会在五十年内出现。
许秋再次总结了一下自己的故事线,还是比较清晰的。
首先,汇报了一个高达18%的有机光伏体系。
然后,去分析效率是怎么达到18%的。
从受体角度的层面分析,采用了adada型的结构,可以让材料的电子迁移率更高。
从给体的角度来分析,找到合适的给体材料,使之与受体材料的能级匹配,可以让能量损失做到比较低。
接着,展望未来,怎么获得更高的效率,比如20%呢?
这时,呼应前文的两个方向,提升受体材料的电子迁移率,降低体系的能量损失。
最后,展示出有机光伏领域的潜在好处,吹一波牛逼,给自己的工作镀一层金。
……
两周后。
许秋按照自己的思路,完成了《自然》文章的初稿。
这篇文章,许秋是一作加通讯。
二作的话,和上次《科学》文章一样,难以抉择。
因为这次韩嘉莹和邬胜男的工作量相当,两人各自负责了材料的合成和后续的表征测试。
最终,许秋考虑再三,把二作给了学妹。
倒不是因为学妹的身份特殊,主要是因为她做的工作都是基于其他课题组的材料,不好发文章,而邬胜男那边合成的其他y系列材料都是可以发文章的。
从这方面来讲,是应该对学妹进行一些补偿的,当然,文章作者上的补偿只是一方面,还有……
因此,韩嘉莹是二作,邬胜男是三作。
莫文琳因为只参与了部分器件的制备和测试,贡献量不如前学妹和博后学姐,所以是四作。
田晴是五作,她参与了celiv表征,以及对文章图片的加工。
范文堂、徐心洁、殷后浪是六作、七作、八作,分别参与了部分实验工作。
陈婉清是九作,她将参与文章的最终版本修改,毕竟是带许秋入门的学姐,现在她没有毕业,还是要挂她名字的。
冯盛东是十作,他参与了tas、trpl的测试,分析,虽然这些表征、分析都没有放在正文中,但也是做了贡献的。
龚远江是十一作,她沾了莫文琳的光,之后将参与文章的修改。
魏兴思是十二作挂通讯。
之前许秋看其他人发表的文献,上面密密麻麻挂了十几、二十几个作者的时候,还会诧异,他们的文章怎么有那么多的作者。
现在,他也算是体验到了。
不得不说,把这么多作者的名字、单位都写清楚,还是一件挺麻烦的事情。