我有科研辅助系统 第34节

  许秋先测试了最佳条件下的两片基片,效率分别7.57%、7.68%。

  虽然相较于昨日的6.92%有所提升,但是还差了些意思。

  他又测试了剩余的六片,本来对它们不抱有太大的希望,没想到收获了意外的惊喜。

  有一片的最高效率,达到了7.86%,离8%只差临门一脚了。

  看条件,是“23毫克每毫升,给受体比例1:1.3,0.7%体积分数DIO+氯苯溶剂,2200r.p.m.”。

  而且,这个溶液的转速还没调过,所以效率突破8%还是很有可能的。

  至于魏老师说的9%,许秋就当那是玩笑话了。

  目前,他看不到这个体系效率能做到9%的路,或许将PEDOT:PSS、钙这两种传输层材料换掉,能够进一步优化器件性能,但没有相关经验就去贸然改变已经摸好的实验条件,大概率是越调节效率越低的。

  能改动的基本上就只有有效层了,而有效层他已经试了超过70种条件,进一步的提升空间也不大。

  因此,他现在就只求一个8%。

  

第四十六章 画图

   今天剩余的时间,还可以再做一批器件。

  不过昨天只配制了200微升的23毫克每毫升的溶液,可能会不够用。

  于是,许秋在中午饭后,又去补配了一毫升溶液。

  配好溶液,他先是蚀刻了12片PEN基片,然后在基片上旋涂好PEDOT:PSS,将基片传送入旋涂手套箱。

  此时,吴菲菲正在使用手套箱,她见到许秋往传送舱里塞了一个培养皿,便问道:

  “你打算旋涂吗?大概要用多久。”

  “半小时左右吧,我这个不需要退火的,只需要涂好然后擦片就可以了。”许秋道。

  “好,那你先用吧。”吴菲菲离开手套箱。

  “等一下,”她看到许秋进入手套箱,打算直接旋涂,便制止道:

  “我刚涂完钙钛矿材料,你在做有机的器件前,最好把手套箱清洗一下。”

  “清洗?”许秋疑惑道。

  “这个清洗不是用水洗,而是用氮气清洗手套箱内的气氛,”吴菲菲解释道:

  “在旋涂过程中,溶液中的溶剂会挥发到手套箱中。

  我们做钙钛矿用到的溶剂是主要DMF、DMSO,它们是极性溶剂,而做有机器件时用的氯仿、氯苯相对来说都是极性比较小的溶剂。

  这两类溶剂可以说是互为反溶剂的,也就是钙钛矿几乎不溶于氯仿、氯苯,而有机材料也几乎不溶于DMF、DMSO。

  因此,如果手套箱内存在大量的极性溶剂蒸气,将会对你做的有机器件性能造成无法预计的影响,而这种影响通常是不利的。

  总之,如果你想要保证做的器件重复性好,最好每次在旋涂有效层之前都清洗手套箱,三到五分钟足以。

  陈婉清有教你清洗的方法吗?”

  “没有,她大概忘了吧。”许秋仔细回忆了一下,说道。

  “我来教你吧。”吴菲菲说道:“减压阀会用吧。”

  “会的。”许秋道。

  “首先,把氮气钢瓶的减压阀调节至3格的位置,通常我们正常使用的时候是5格。”

  许秋把减压阀调节好。

  “接下来,打开手套箱旁边的触控面板,关闭循环系统,按下清洗按钮,然后设定时间为3分钟,再点击启动,就可以了。”

  吴菲菲一边操作一边讲解。

  在吴菲菲按下启动后,手套箱内传来“砰”的一声,似乎是某个阀门被打开了。

  随后,就是“嘶嘶”的放气声,两只橡胶手套也随着箱内压力增大而慢慢膨胀起来。

  “这个不会因为压力过大而出问题吗,比如顶开箱体顶部的安全阀。”许秋问道。

  “不会的,这个是设定好的程序,氮气瓶那边持续供氮气给手套箱,手套箱内压力达到一定阈值后,会自动执行放气操作,将箱内气体排至室外。”吴菲菲道。

  “废气直接排放,会造成污染吧。”许秋问道。

  “我们产生的废气量很小,所以专门去搞个工业级的废气处理系统也不现实,而且手套箱中装有过滤装置和冷凝装置,能够留下大部分的溶剂。

  人类想要生活的更好,有些代价是必须要付出的,就像人们明明知道燃烧煤炭、汽油会造成二氧化碳的排放过量,引发温室效应,但该用还是会用的。

  等清洗结束后,再把氮气钢瓶的减压阀调回5格,开启循环系统,就可以正常实验了。”吴菲菲道。

  …………

  清洗结束后,许秋继续旋涂有效层。

  这次,他有12片基片。

  所以他设计了6组转速,分别为1800、2000、2200、2500、2700、3000r.p.m.,每组转速2片。

  溶液用的都是23毫克每毫升,给受体质量比例1:1.3,0.7%体积分数DIO+氯苯溶剂的PTB7-TH:PC[70]BM溶液。

  接下来,蒸镀,测试。

  许秋先挑了他觉得效率可能最高的,2500转速的器件,开始测试。

  第一片,最高7.89%。

  第二片,最高8.12%。

  剩下的十片,他快速测完,没有出现效率更高的电池器件。

  拷贝好数据后,许秋找到陈婉清,说道:

  “学姐,我的效率8%了。”

  “这么顺利嘛,那你可以去找魏老师汇报结果了,”陈婉清想了一下说道:“他应该会说让你先把文章写起来的,我和你一起过去吧。”

  “好的。”

  …………

  两人来到218办公室。

  魏兴思坐在办公桌前的转椅上,说道:

  “说吧,什么事。”

  “8%的效率,许秋做的柔性衬底器件。”陈婉清道。

  “好!”魏兴思拍了下桌子,站了起来,一边在房间内踱步,一边说道:

  “许秋,有这个效率,文章可以写起来了,先写中文的,正好可以当做项目结题报告,之后再翻译成英文。

  你从正文开始写,把每个表征的描述都写出来,缺什么表征抓紧时间补一补,先把整个框架弄出来。

  你要是有什么表征不会测,就让陈婉清她教你,陈婉清?”

  “好,好,我知道。“陈婉清一开始没反应过来。

  “对了,EQE测了没。”魏兴思道。

  “还没有。”许秋摇摇头。

  “那等下先把EQE测了,器件放久了可能测的不准确。”魏兴思想了想,又说道:

  “对了,过几天的光源测试,陈婉清你把许秋带上吧。”

  “嗯嗯。”陈婉清点头道。

  “好,你们去忙吧。”

  魏兴思打开冰箱,发现没有蜂蜜柚子茶了,便拿了两瓶依云矿泉水递给二人。

  …………

  回去后,许秋测试了这次最佳器件以及昨日P3HT器件的EQE曲线。

  然后,他到办公桌旁,打开电脑,准备把EQE和J-V曲线的图画好。

  结果发现,他没有origin软件,便向陈婉清请教:

  “学姐,之前说好的origin模板还没给我呢,还有,软件到哪里下载啊?”

  “学校有免费的正版资源,直接用校园网下载就可以了,在正版软件那个应用里面。”

  陈婉清拷贝好模板,将U盘递给许秋,说道:“软件会用嘛。”

  “不会。”许秋摇头道。

  “那我就教你一些基础功能吧,origin的功能很强大,但是大多数功能我们也用不到。”陈婉清道:

  “从EXCEL或TXT文本中将数据直接复制到origin软件的这数据表格里,数据表格的最上方会标注这是X轴还是Y轴。

  然后选中两列数据,点下plot,就可以生成图片,然后再应用一下模板,改一下细节,比如图例名称等,便完成了。

  如果想在一张图里花多条J-V曲线做比较,可以在数据那边插入一个Y轴,让它们共用同一个X轴,然后将他们一起选中,再plot就行了。”

  许秋试着自己操作了一下,将两张图片做好。

  

第四十七章 新的目标

   之后的几天,许秋又做了两批器件,一批是重复PEN基片的,另一批是在同样实验条件下玻璃基片的。

  PTB7-TH体系中,PEN基片的最高效率提高了一点点,达到了8.20%。

  而玻璃基片下的标准样品,最高效率可达10.26%。

  这个数值,相比于他之前在模拟实验室中得到的10.68%,稍差一些,可能是器件结构不同造成的。

  PEN基片不能高温热退火,所以用的是PEDOT:PSS传输层的正常结构,而之前使用的是氧化锌传输层的倒置结构。

  此外,虽然重点在于PTB7-TH体系,但是许秋也做了P3HT体系。

  主要是为了让文章数据更加丰满一些,同时也说明这种柔性衬底的加工方式具有普适性。

  再之后,许秋完成了各种表征测试,包括光吸收光谱、荧光光谱、CELIV测试等,还拍了一张用两只镊子弯曲PEN基片器件的照片。

  在实验进行的间隙,许秋也在同步以论文的形式,写项目的结题报告。

  这个时候,他前期阅读了大量的文献的优势就体现出来了,再加上他还可以随时向学姐请教。

  因此中文论文写起来压力并不大。

  正文部分,许秋先将四组器件编号,PEN基片的PTB7-TH、P3HT体系,分别为1#、3#,玻璃基片对应的体系分别为2#、4#。

  然后,主要就是比较玻璃和PEN这两种基片的不同,对器件性能的影响,并分析其可能的原因。

  像是光学性能,光吸收光谱和荧光光谱都是直接测有效层薄膜的,数据对两种基片的器件都是一样的。

  所以不需要比较,直接将得到的图片信息转化为文字就可以了。

  比如:1#、2#有效层共混薄膜的主要光吸收范围在550-750纳米,最高吸收峰位置在680纳米处,3#、4#的主要光吸收范围在300-600纳米,最高吸收峰位置在530纳米处。

  荧光光谱则相对复杂一些,两种体系都需要分别测试给体、受体单独组分薄膜和共混薄膜的荧光光谱,然后计算荧光淬灭效率。

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