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回到216,许秋前往手套箱配制了两个溶液,基于他的三代8系列以及学妹的B4T系列,即两个最高效率的3D-PDI体系。配制时,溶液浓度提高约4%,他打算采用今天刚制定的溶剂添加剂引入的新策略。
随后,他利用学妹周日留下来的氧化锌预聚体溶液,以及清洗干净的ITO基片,旋涂了20片氧化锌基片,置于200摄氏度加热台上高温退火。
下午,韩嘉莹和陈婉清乘坐校车离开,前往张疆做合成。学妹的主要工作是大批量合成她的第二代B3TB4T材料,至少要拿到200毫克以上的最终产物;学姐新买的1,3-茚二酮(A单元)还在路上,她打算先把D单元的醛基化反应准备起来,等A单元到了就可以直接进行合成。
一点二十多分,许秋进入实验室,准备做一批器件。
孙沃似乎也有旋涂的想法,不过他看到许秋后,主动将手套箱避让出来。
许秋朝孙沃友善的点点头,将退火完成的氧化锌基片传入手套箱,随后在两瓶溶液中用新策略小心添加DIO,接着轻轻晃动瓶子一分钟,让DIO均匀的分散在溶液中,最后清洗手套箱氛围5分钟,这才再次进入手套箱,开始旋涂。
这次,他直接采用模拟实验室中摸索得到的最佳条件,作为自己的实验条件。
在旋涂的过程中,许秋非常认真专注,试图抓住上次实验时一闪而逝的灵感。
然而,20片器件旋涂完毕,并没有之前灵机一动的感觉出现。
许秋只好无奈的耸耸肩,把这些器件传送到蒸镀舱内,开始蒸镀。
在等待真空度下降的过程,他也没闲着,把学妹带回来的20多个产物和中间产物的样品,各取1毫克左右,装入核磁管,加入氘代氯仿溶解,去老化楼送了一次样,测试核磁共振氢碳谱。
从老化楼赶回来,他又马不停蹄的继续蒸镀、测试。
最终,这批器件效率最高值达到了7.35%,学妹的体系也达到了6.50%。
看到这个结果,许秋舒了一口气,不算出人意料,他也没指望一次性达到模拟实验室中的最高值7.50%,只要能接近这个数值就好。
毕竟,这次在模拟实验室中得到的最高值和以往不同,以往可能是几次或者十几次的实验结果中的最高值,而这次经过反复优化后,是取近百次的实验结果。
看上去是7.50%,实际上大概是7.30±0.20%。
这次20个器件中只有10个是许秋自己的,样本数量不算多,结果只要落在7.30%附近就算正常。
……
接下来的两天,许秋又连续做了两批器件,同时他还把那20多个产物和中间产物,进行元素分析的送样。
这些涉及到分子结构的基础表征测试,全部中间产物都要进行的;
诸如光吸收、能级测试、显微形貌等针对有效层或者器件的表征手段,就不需要面面俱到了,只要考虑最终产物即可。
一连三天,做了三批器件,许秋终于在现实中重复出了7.48%和6.60%的效率。
他在做实验的时候,也一直在思考,有没有什么地方可以完善的更好,尤其是一些现实中难以做到的,而利用模拟实验室可以做到的优化手段。
还真被他发现了一条路子——可以采用模拟实验系统II,对电池器件的传输层进行优化。
在现实中,针对传输层,通常的做法是在实验启动前,做一波探索实验,确认一组实验条件,固定下来长期使用。
一方面,现实中想要优化传输层,比如更改蒸镀三氧化钼的膜厚,每变换一次条件就要重新蒸镀一次器件,再加上实验数据是会波动的,必须大量的数据才能确认最优条件,实验的时间成本非常高,。
另一方面,传输层对于器件性能的影响不大,确立了一组通用条件后,可能无法在所有体系中发挥100%的效果,但在大多数体系下都能够稳定发挥95%以上的效果,这便足够了,不需要每换一个体系就重新摸索一遍。
但许秋有模拟实验室II,可以完美解决这个问题,数十台蒸镀机器同时工作,完全可以一波就把条件给摸索清楚,而且还不会花费太多的系统积分。
之前没想到这一点,主要原因是开启模拟实验室II之后,有很长一段时间许秋都没有做器件优化工作,此外也是受了思维定势的影响。
现在思路打开了,许秋瞬间发散思维,想到了很多点子:
比如,除了三氧化钼的膜厚优化外,氧化锌的制备条件也可以摸索一番,包括膜厚、退火温度、退火时间以及其他制备工艺。
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