449 《自然·能源》文章，塵埃落定（1/2）

現在有機光伏領域內關於ITIC體系的文章有很多，而魏興思課題組是首次報導ITIC這種材料的，因此不少稿件都發到了他這邊，許秋平均每個月都要審四五篇以上。

徐正宏課題組剛剛發表的一篇NC文章，許秋找早在兩個月前審稿的時候就已經見過了。

他們報導了一種名為DBC-IC的非富勒烯受體材料，與PBDB-T給體材料組合，器件效率可達10.3%。

DBC-IC的分子結構有些類似於ITIC，也是ADA結構。

不過，它的中央D單元並非傳統的基於sp2雜化碳碳雙鍵，組建成的大π共軛稠環結構，而是存在sp3雜化碳碳單鍵的非共軛結構。

當時，許秋覺得徐正宏他們做的工作還是比較有意思的，沒有盲目的跟風ITIC的結構，因此雖然效率不高，但還是給了他們一個機會出具了大改的意見。

主要是讓他們補充一些關於器件穩定性的實驗數據，並深入挖掘一下非共軛的體系和共軛體系之間可能存在的異同。

現在徐正宏他們正式發表的NC文章中，已經包含了許秋提到的這兩點意見。

一方面，他們對比了DBP-IC、ITIC、PCBM三個體系的穩定性，發現DBC-IC的器件穩定性稍微好一些，ITIC次之，PCBM最差，尤其是在持續光照下的穩定性。

DBC-IC可以在長時間光照條件下，比如1500個小時，保持60%以上的初始器件效率，而同樣條件下ITIC的體系，效率已經衰減到50%左右，PCBM的體系，器件效率大約在200個小時持續光照的時候，就已經衰減到了0%。

另一方面，他們通過DFT模擬，發現雖然DBP-IC的中央D單元中存在碳碳單鍵，分子的構型可以發生一定程度的旋轉，但受限於空間位阻等因素，旋轉的幅度不會很大。

換言之，雖然名義上DBP-IC是非共軛的結構，但實際上還是有較強的共軛性質，並不是嚴格意義上的非共軛結構。

徐正宏他們補充實驗得出的結論，倒是和許秋預想中的差不多。

有機光伏材料之所以能夠實現光電轉化，就是因為光電材料中存在大π共軛結構。

這種共軛結構可以受到光能的激發，變為激發態，產生激子，激子拆分後的電荷會沿著分子內部，或者分子間的共軛結構進行傳輸。

這裡面有一個問題，那就是這個共軛結構吸收光能被激發的過程，其實相當於是發生了化學反應的。

通常情況下，這個化學反應是可逆的，也就是當光照停止後，材料會恢復原狀。

但也存在一定的概率，使得共軛結構無法恢復，比如材料分子中的碳碳雙鍵被打開，相當於材料內形成了缺陷。

一旦形成缺陷，就會對激子的產生和輸運造成影響，進而造成光電流的損失，表現出來的結果就是器件效率低下。

因此，對於有機光伏材料來說，本身就是一個比較矛盾的存在，共軛結構賦予了有機光伏材料將光能轉化為電能的能力，但也同時背上了光照下分子結構不穩定性的「詛咒」。

總體來說，徐正宏的這個工作還是比較有啟發性的，之後許秋或許也要在共軛和非共軛之間尋求一個平衡，兼顧器件的效率和穩定性。

當然，這是較為後期的事情，現階段的主要任務還是衝擊效率。

另外，還有一篇發表在AM上的文章也挺有意思的，是港大嚴虎課題組的工作。

說起來，魏興思和嚴虎兩個課題組還是頗有「淵源」的：

之前許秋搶在嚴虎他們前面發表了PCE11的工作，導致嚴虎的JACS文章胎死腹中；

後來嚴虎他們開發出來了一種名為ITIC2的材料，和許秋設計的ITIC-Th分子結構一樣，並搶先發表。

兩個課題組之間也算是有來有往。

不過，ITIC-Th的工作被搶，對許秋和韓嘉瑩來說，基本上是無關痛癢，當時他們本來就有些頭疼手裡的工作太多，嚴虎剛好幫忙「減負」了。

而嚴虎的PCE11工作被搶，就有些傷了，畢竟那個工作可是許秋的第一篇大滿貫文章，而且未來這篇文章被引用次數有望破百，可以稱得上是一篇代表作。

現在嚴虎這篇AM文章，是針對PCE11材料的改進。

或許是出於某種考慮，嚴虎他們並沒有把這種材料的本體稱為PCE11，而是按照自己的命名方式進行命名，也就是PBTff4T-2OD。

改進的主要目的是讓PCE11給體材料，與他們開發的ITIC2非富勒烯受體材料相匹配。

原先的PCE11是針對於富勒烯體系而設計的，因此是窄帶隙、高結晶性的材料，和ITIC2材料並不適配。

現在要做的就是提高其禁帶寬度，同時降低其分子的結晶性。

嚴虎他們採用的方法是在PCE11中塞入一個雙氟取代的苯環（B），也就是將給體材料主鏈的分子結構從「-T-BT-T-T-T-」變更為「-T-BT-T-B-T-T-」。

基於這個思路，他們一共開發了兩種新材料，分別命名為PTFB-O和PTFB-P，前者插入的苯環上兩個氟原子是鄰位取代的，而後者是對位取代的。

結果表明，兩種給體材料的禁帶寬度均被成功的拉升到1.8電子伏特左右，和ITIC2形成互補的光吸收，以及相互匹配的HO摸/露摸能級。

不過，基於PTFB-O和PTFB-P的電池器件性能有非常大的差異。

PTFB-O：ITIC2的體系，效率可以達到11.3%，而PTFB-P：ITIC2體系的效率僅為6.89%。

為了解釋這個現象，嚴虎他們進行了光源GIWAXS，DFT模擬等分析手段。

和徐正宏那篇NC文章有些類似，嚴虎他們認為也是分子構型方面的原因。

PTFB-O穩定的構型中，兩個帶有側鏈的噻吩單元上的側鏈位於同一側，也就是形成類似於一個「U」型的結構，這種分子結構的規整程度不高，材料的結晶性因此受到了抑制。

PTFB-P穩定的構型中，兩個帶有側鏈的噻吩單元上的側鏈位於不同側，最終形成類似於一個「一」字型的結構，這種分子結構的規整程度很高，材料的結晶性與PCE11相當，屬於高結晶性給體材料。

他們整體的故事線，大致是分子結構的細微調整，改變了分子構型，進而改變材料結晶程度，對給受體共混形貌造成影響，最終導致器件性能上的差異。

嚴虎的這個結論在ITIC系列，乃至IDTBR系列非富勒烯受體中，還是有一定的泛用性的，即這些非富勒烯受體材料，更加偏愛結晶性稍差的給體材料。

包括之前學姐的IEICO體系，選擇便是傳統的PCE10；

徐正宏的IDTBR體系，同時用了PCE10和PCE11，也是前者的性能更好一些。

除了馬薇薇、徐正宏、嚴虎的三篇文章外，其他的工作，就沒有太值得注意的了，許秋看了以後收穫都不大。

現在很多課題組也開始基於ICIN端基，合成類ITIC的非富勒烯受體材料，性能好的，新意高的，或是故事講得好聽的，文章發的就好一些，反之，文章就差一些。

考慮到當下ITIC的熱度，許秋便到wos網站查看了一下自己那篇ITIC的AM文章，發現熱點文章、和高被引文章的標識依然存在。

而且現在的實時引用次數已經超過了100次，達到了驚人的117次。

扣除掉自己課題組自引的20多次，短短几個月的時間，文章他引數量已經接近100次了，還是非常強的。

這篇工作有很大的機率能夠成為千次引用級別的文章，不過估計要等幾年，畢竟有機光伏領域的盤子有些小，熱度不算高。

要是放在石墨烯之類的熱門領域，取得與「開發出ITIC材料」相當的學術成果，估計過不了兩年就能達到千次引用。

其實，從功利的角度來看，許秋轉行到鋰電之類的應用型領域，或者石墨烯這種熱門的科研領域，是比有機光伏更有「錢途」或是前途的。

不過，他還是選擇暫時堅持有機光伏領域。

一方面，他畢竟還是學生，轉領域會受到諸多的限制。

另一方面，他在有機光伏領域有著大量的積累，現在已經成為了走在最前面的一小撮人。

如果更換領域的話，就需要放棄這一切，重頭開始。

與其這樣，還不如把這個領域做到極致，再考慮其他。

雖然冷門領域相對困難了一些，但未嘗就不能逆襲。

周五一早，許秋剛走出寢室門，正打算去和韓嘉瑩一起早鍛，就接到了魏興思的電話。

魏興思開門見山的說道：「剛收到郵件，《自然·能源》的文章被正式接收了！」

許秋淡定的回應了一句：「好啊。」當然，他的內心其實也是有些小激動的。

之前雖然覺得這篇《自然·能源》文章大概率沒什麼問題，但沒有被正式接受，心裡總是懸著的，擔心出現什麼狀況，現在終於塵埃落定了。

這篇《自然·能源》的發表，不僅是許秋突破了自我的極限，也帶著魏興思一起跨過AM、EES這個檔次，達到了正統的《自然》大子刊的檔次。

現階段，《自然·能源》的實時影響因子已經達到了42左右，甚至還超越了38左右影響因子的《自然》主刊。

從影響力和關注度來看，《自然》大子刊與《自然》主刊雖有差距，但這個差距其實並不算大。

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