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465 連續突破,劍指17%!(2/2)

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然後,得到學妹低聲的回應:「嗯……」

兩人走進快捷酒店,許秋主動說道:「老闆,來一間大床房。」

「不好意思,今晚沒有空餘房間了。」

「我們換下一家?」

「好……」

「老闆,來一間大床房。」

「不好意思,已經預定滿了。」

「老闆……」

「滿了,一周前就預定滿了,下次記得早點預定。」

這幾家都是沿路的快捷酒店,全部都沒有空餘的房間,別說大床房了,就連標間都被預約滿了。

許秋不由內心感慨,看來別人都是有備而來啊,果然機會總是會眷顧有準備的人。

最後,許秋和韓嘉瑩一路走回到了學校。

許秋看到了旁邊五星級的皇冠假日酒店,向韓嘉瑩說道:「去試試運氣?」

學妹現在也不害羞了,大大方方的說道:「好呀。」

「你好,還有房間嗎,標間也行?」

「先生你好,房間是有的,不過現在只有總統房了,你們要入住嗎?」

「多少錢?」

「先生你好,總統房是1188軟妹幣一晚上。」

「……來一間吧。」

……

……

……

(據說幾個省略號就是幾次,劃掉)

元旦雖說有三天的假期,但對於科研圈是不存在的。

因為課題組裡的日程安排是1月1號、2號周六、周日休息,1月3號周一照常上班,1月8號周六下午還要補班,所以相當於沒有休。

1月3號,周一早上。

許秋已經拿到了之前交給模擬實驗室摸索的兩個結果。

首先,是不同體系的器件性能,隨蒸鍍完成後在蒸鍍艙內放置時間的變化趨勢。

結果表明,之前最高效率%的三元IDIC-M/二元COi8DFIC疊層體系,隨著放置時間的延長,器件效率呈現先升後降的趨勢。

在放置時間為12小時的時候,器件效率達到峰值,為%。

許秋看到結果時的第一反應:「大概,這就是上帝留給划水實驗者們的專屬福利?」

事實上,許秋之前沒有發現這種「放置變好」的實驗優化方法,很大程度上是受到了有機合成實驗的影響。

因為在做Stille偶合反應等有機合成實驗的時候,許秋發現投反應的速度越快,最終的結果通常就越好,所以他在做器件的時候也直接代入了同樣的想法。

這也說明,搞科研這種東西,運氣成分真的非常大。

此外,這次「放置變好」的實驗現象中,除了放置12小時達到峰值外,其他的結果也很有趣。

許秋發現,當放置時間達到3小時時,最高效率就已經提升到了%。

之後延長放置時間,從6小時、到9小時,再到12小時,效率變化的幅度並不大,就是0.02%、0.03%左右,這樣緩慢提升著。

再之後,繼續延長放置時間,效率下降的幅度同樣不大,也是0.02%、0.03%左右,可以認為是效率在短期內已經趨於了穩定。

同時,「放置變好」這個現象也不是對所有體系都適用的。

許秋一共研究了十七種標準體系,發現其中只有五種體系,存在「放置變好」的實驗現象,另外有八種體系是「放置變差」,還有四種體系是「放置不變」。

他試著給「放置變好」、「放置變差」以及「放置不變」的體系分別歸了歸類,然後發現:

「放置變好」、「放置變差」的體系,大多是有效層旋塗後,沒有經過退火的體系,「放置不變」的體系,大多是經過退火處理的體系。

退火這項實驗操作,主要影響的是有效層旋塗過後殘存的溶劑含量,如果不退火的話,沸點100多攝氏度的氯苯,以及沸點更高,可達200攝氏度以上的溶劑添加劑DIO等肯定會有所殘留。

因此,許秋認為「放置變好」、「放置變差」、「放置不變」這些實驗現象,背後可以歸因於:

在蒸鍍艙的真空環境下,器件內殘存溶劑揮發對有效層形貌的影響。

對於氯苯、DIO這些溶劑來說,它們在常溫常壓的條件下不容易揮發。

而在常溫低壓的條件下,就會逐漸從器件有效層中「跑出來」,擴散到外界的真空氛圍中。

溶劑揮發的過程,是需要一定時間的。

正常蒸鍍的過程持續時間只有2小時左右,不足以讓有效層內部的殘留溶劑完全揮發。

現在把這個時間額外延長3小時以上,就可以讓溶劑近乎完全揮發。

溶劑揮發的過程中,也將伴隨著有效層顯微形貌的改變。

如果這個影響是正面的,反應出來的結果就是「放置變好」,反之,就是「放置變差」。

在經過退火操作的器件中,因為有效層內殘留的溶劑較少,所以可以認為不存在溶劑揮發這個過程。

因此,額外的放置時間對於經由退火處理的器件性能的影響並不大。

可能長時間放置也會有變化,但在短時間內的表現就是「放置不變」。

當然,這些都是許秋提出的觀點,具體對不對,只能通過不斷的實驗來檢驗。

不過,他自我感覺這套理論沒什麼問題,至少現階段的實驗結果,是支持他這些推論的。

許秋決定之後把「真空放置」這個實驗操作,與熱退火、溶劑退火等並列為一種對加工工藝進行優化的方式。

具體操作起來,可以晚上蒸鍍完成,不打開蒸鍍艙,讓基片在艙里「悶一晚上」,等到第二天白天過來再進行測試。

這樣做,就是消耗的時間會久一些。

不過,為了提升器件性能,也是值得付出的成本。

對於模擬實驗室中的影響倒是不大,因為裡面蒸鍍艙的數量足夠多,可以循環利用不同的蒸鍍艙進行實驗。

另一方面,將PCBM引入頂電池的策略,同樣獲得了突破性的進展。

現在二元IDIC-M/三元COi8DFIC體系在模擬實驗室中的結果,器件效率已經達到了%。

相較於之前三元IDIC-M/二元COi8D%,提升了0.61%。

這個提升幅度在這個階段,相對還是比較大的。

不過,也很正常。

之前國家納米科學技術中心李丹課題組的報導工作,他們二元和三元體系之間的提升也有1%左右,反應到疊層器件中,能有0.61%的提升並不奇怪。

現在,「真空放置」和「頂電池三元化」兩項策略,雙雙取得了性能上的突破,可謂是雙喜臨門。

而且,這兩項策略許秋之前在摸索的時候,是相互獨立的。

換言之,如果把它們綜合在一起,看現在這趨勢,可以說是劍指17%!

雖然許秋覺得有些夢幻,在短短一個多月的時間,他就把疊層器件的效率從原先的10%出頭,做到了現在的接近17%。

但其實從半經驗分析結果上來看,疊層器件的性能顯著高於單結器件才是正常的,疊層器件性能和單結器件差不多,那才是不正常的。

比如,截止2018年6月16號,所有光伏體系中,三結和四結的疊層器件,世界最高效率記錄已經分別達到了44.4%和46.0%。

而單結器件中的王者,砷化鎵光伏器件,最高效率也不過只有35.5%,兩者相差10%。

之前有機光伏領域一直處於不正常的區間,主要是因為沒有找到合適的近紅外受體材料。

現在許秋團隊帶領著整個有機光伏領域,補足了這一塊空缺,在效率上能夠實現「飛躍」也不奇怪。

如果能做到17%,就已經是非常好的數據了。

看似有機光伏的17%,和其他光伏最高紀錄的46.0%差距很大,但只要前者的器件成本能做到後者的三分之一甚至更低,那實際的差距就沒有那麼大。

這也是為什麼有些領域雖然性能不好,但也一直有研究者熱衷於去研究的原因。

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