許秋打開系統面板。
科研輔助系統 權限等級:3
積分:9978
進行中的任務:2個 熟練度:
實驗操作類 制備手段:
清洗基片(四階45%/四階80%)
溶液配制I(四階40%/四階50%)
溶液配制II(四階0%/四階80%)
旋涂I(四階40%/四階50%)
旋涂II(三階50%/四階80%)
蒸鍍(四階35%/五階0%)
表征手段:
光電性能I(四階40%/四階80%)
光電性能II(三階50%/五階0%)
光學性能(四階5%/五階0%)
電荷輸運性能(三階30%/四階40%)
儀器設備工具類特殊類 文獻閱讀(三階1%/四階50%)
周常任務II:進行實驗15小時以上,模擬實驗的時長同樣記入任務。當前進度(0.5/15小時),任務完成獎勵500積分。
進階任務:以第一作者身份發表一篇SCI論文。任務獎勵:2000積分,權限等級+1。
許秋發現他的部分技能,分化為了I和II兩種類型。
其中I類是他復制陳婉清的,關于有機光伏的技能,而II類則是復制吳菲菲的,關于鈣鈦礦材料的技能。
其他通用技能的熟練度上限也提高了,看來吳菲菲的科研能力確實比學姐要高一些。
系統積分也在不知不覺中積攢了接近一萬,在接下來的實驗中應該能派上大用場。
看完面板之后,許秋打開輔助系統,查看剛剛復制的“旋涂II”技能的影像。
從系統影像上來看,反溶劑旋涂的操作并不難。
首先把配制好的鈣鈦礦溶液均勻滴在基片上,然后啟動勻膠機。
在大約4秒后,用移液槍快速滴加甲苯至高速旋轉的基片表面,最終即可得到平整光滑的薄膜。
吳菲菲之前說是在心中默念5秒再滴加反溶劑,看來她默念的應該是比較快,實際時間只有4秒左右。
許秋用的體系和她不同,所以也只能作為參考,需要重新摸索條件。
不過,吳菲菲用心中數數的方法計時,稍微有些粗糙。
許秋靈機一動,想到一個好方法。
他可以一邊在現實實驗,一邊連接模擬實驗室,用里面的秒表進行計時。
…………
許秋開始嘗試,先從1#溶液開始。
第一次實驗,他將秒表設為5秒倒計時,然后同時在現實中按下勻膠機的開啟按鈕,在模擬實驗室中秒表按鈕。
待秒表示數歸零,他迅速將移液槍中的甲苯溶劑擠出到基片表面。
因為有了之前噴涂的經驗,所以他對這步操作的精細度把控的非常好。
噴涂甲苯過后,可以明顯看到薄膜表面發生了一些的變化,但是由于基片還在高速旋轉的過程中,無法判斷其具體的形貌。
30秒過后,基片停止旋轉,許秋用鑷子夾起。
可惜,得到的薄膜仍然呈現白色霧狀,不過比不加反溶劑的效果要稍好一些。
看來反溶劑的添加確實有作用,但是仍需要改進條件。
許秋將間隔時間改為6秒,再次嘗試。
這回得到的薄膜上的白霧加深,看來間隔時間應該縮短,而非延長。
繼續將間隔時間調到4秒。
這次,終于得到了表面光滑且基本均勻的薄膜。
由于所用鈣鈦礦材料的旋涂方法不是噴涂法,每次都要消耗約80微升的溶液,如果再多試幾次,溶液都要用完了。
因此,許秋沒有繼續對間隔時間進行進一步的精細調控。
雖然相對于有機聚合物材料來說,鈣鈦礦材料倒是不貴,畢竟是結構相對簡單的小分子,容易合成。
但是純度99.99%的碘化鉛,每克也要百元左右,還是不能輕易浪費。
接下來,他又分別摸索出2#、3#、4#溶液,滴加反溶劑的最佳間隔時間,均分布在3-6秒之間。
摸索好條件后,許秋準備做一批器件。
這時候面臨的問題是器件結構的選擇。
一種是正結構,那么就是用鈣鈦礦材料,取代PEDOT:PSS,另一種是倒結構,那么就是取代氧化鋅。
兩種結構無法一起蒸鍍,所以一次只能做一種結構。
他現在也無法判斷用哪種結構更好一點,就先從正結構開始嘗試。
…………
清洗基片。
旋涂傳輸層。
PEDOT:PSS基片作為對照組,旋涂三片;
1#到4#溶液,每組也旋涂三片,濃度都是10%質量分數的DMF溶液,轉速分別為2000、3000、4000r.p.m.,他直接將吳菲菲旋涂有效層的條件拿來用了,作為實驗組A;
不旋涂傳輸層,做一片,作為實驗組B。
之后,許秋按最優條件旋涂了PTB7-TH:PC[70]BM有效層,并蒸鍍了鈣和鋁電極。
開始測試。
他首先測試了基準體系,也就是基于PEDOT:PSS的樣品。
三片樣品,最高效率分別為9.88%、10.12%、9.63%。
雖然效率數值有所波動,但是這個幅度還在可接受的范圍之內。
接著是實驗組A的測試,他滿懷期待的夾起“1#,3000r”樣品。
第一次掃描,效率2.66%。
繼續掃描,效率越來越低,最后穩定在2.50%。
許秋搖搖頭,換了一片“1#,4000r”樣品。
最高效率2.74%,相比于第一片提高了一丟丟,但并沒有什么用處。
再換最后一片1#樣品。
最高效率只有1.76%。
“可能是1#樣品不太行吧,其他編號說不定會有奇跡呢。”許秋在心里安慰自己。
然而接下來,他越測心越涼。
剩下的2#、3#、4#樣品,沒有一個效率超過5%的。
最高效率的樣品是“4#,4000r”,但也只有4.68%。
最后,他測試了實驗組B的樣品,也就是不涂傳輸層材料的器件。
效率居然有5.52%,比所有實驗組A的都要高。
這說明鈣鈦礦材料涂上去以后,完全沒有起到正面作用,還拉低了器件性能。
…………
測試完畢后,許秋看了下時間,已經晚上八點多了,沒有再做一批器件的時間了。
搞了一天,啥成果都沒有,許秋有些沮喪的回到辦公桌。
“怎么樣,實驗不順利嗎?”陳婉清關心道。
“是啊,最高效率只有4.68%,標樣有10%,”許秋郁悶道:
“最關鍵的是,不涂傳輸層效率都有5.52%。”
“器件結構呢?”陳婉清道。
“正結構,取代PEDOT的,我一共用了四種鈣鈦礦材料,都不行。”許秋道:
“這樣啊,會不會是它們不適合做空穴傳輸層,你可以做個倒結構看看,讓它們取代氧化鋅,看看效果怎么樣。”陳婉清道:
“好吧,那我明天試試。”許秋道。
…………
回寢室的路上,許秋反復思考今天的實驗過程,是不是哪里出現了問題。
按理說,他選擇的四種鈣鈦礦材料,具有寬的禁帶寬度,涂的薄膜形貌也還好,怎么結果就這么差呢?
他仔細回憶實驗過程,突然發現了一個之前被他忽略的細節。
“我明白了!”許秋不禁喊了出來。
這一聲吼,驚得旁邊長椅上一對擁抱的小情侶都分開了。
許秋向他們做了一個歉意的手勢,然后快速奔回寢室,準備驗證一番。