“許秋,你明白什么了?”
“我想到了進一步提升器件性能的思路。”
許秋定了定心神,緩緩道來:
“目前,我的體系,是氯仿溶劑下的器件性能最高,在9%以上,而用氯苯溶劑冷涂出來的器件性能非常低。
只有在用氯苯溶劑熱涂的條件下,器件效率才能勉強與氯仿溶劑相當,達到9%,之前我一直沒想明白其中的原因。
而剛剛學姐提到,旋涂時溶液的溫度不同,會體現在旋涂得到的薄膜的光吸收光譜中。
這說明,我這種材料與傳統的低結晶性聚合物材料不同,旋涂時的處理溫度,會顯著影響其薄膜的顯微形貌。
學姐測試光吸收的時候用的溶劑都是氯苯吧?”
“沒錯,我用的都是氯苯溶劑,氯仿溶劑也沒法加熱啊。”陳婉清道:
“這和你說的內容有關系嗎?”
“當然有關系,別急嘛,”許秋道:
“在有機光伏體系中,理想的有效層薄膜的顯微形貌中,要有三相結構,包括純聚合物相、純PCBM相以及兩者的共混相。
假如聚合物材料的本征結晶性過強,且不加以抑制,在得到的有效層薄膜中就會形成非常大的晶區,從而擠壓共混相的占比,不利于器件性能的提高。”
“我好像懂了,”陳婉清似有所悟:
“你是說你的體系因為聚合物高結晶性,所以可以將注意力集中在優化有效層的共混形貌上。
那么,具體怎么操作呢?”
許秋做出一副“孺子可教也”的神態。
在收獲學姐的一個白眼后,他認真解釋道:
“聚合物的結晶不是瞬間完成的,而是需要一定的時間。
在旋涂,也就是有效層成膜過程中,溶劑揮發的速度越慢,留給聚合物結晶的時間就越多,那么得到的共混薄膜中聚合物的晶相尺寸就越大。
我們來分析之前采用的兩種溶劑。
氯仿是低沸點溶劑,即使常溫下旋涂,溶劑揮發速度也很快,同樣它的成膜過程也很快。
在這樣的條件下,聚合物相的結晶程度能夠被控制在合理的尺度范圍內。
但由于氯仿的沸點很低,無法對它進行加熱處理,因此對于具體尺度我們很難進行精細的調節。
而氯苯溶劑,直接冷涂,溶劑揮發很慢,成膜過程同樣很慢,這就導致聚合物的結晶相非常多,這也是其對應的器件性能不好的原因。
而熱涂法,因為提高了溫度,溶劑揮發速度隨之提高,成膜速度變快,聚合物結晶相減少,性能就提高了。
雖然目前來看,基于氯苯溶劑的器件性能不如氯仿的高,但可以通過控制旋涂過程中的溫度,做到精細控制。”
“可是,我記得你測試時,用的是90攝氏度的氯苯溶液熱涂的。”陳婉清道:
“而氯苯的沸點也就是130攝氏度,向上調節的空間也不大吧。”
“這不是還有40攝氏度的余地嘛,”許秋道:
“況且,之前我們的熱涂法,主要目的是加速溶液溶解,而非結晶性方面的考量,所以基片還是用的冷基片。
這種方法只是偽·熱涂法。
我們可以對此改進,除了加熱溶液,連同基片也一起加熱至對應的溫度。
其實最好是用那種自帶平臺加熱的旋涂儀,可以控制基片溫度,不過我們沒有那個條件。”
“等你這個工作發表后,和魏老師提一句,他大概率會同意買的。”陳婉清道:
“對了,你有想過投什么期刊嗎,要是效率能到10%,至少能發一篇AM,就算只有9%,發它的大子刊AEM也沒什么問題。
如果這是我的工作就好了,我能發一篇AM,博士也就圓滿了。”
“再說吧,還是看魏老師的意見吧,我也沒考慮那么多,首要的是要把工作完成好。”許秋道。
韓嘉瑩在旁邊聽的云里霧里的。
不過,作為材料系的學生,AM她還是知道的,期刊全名是先進材料,是材料專業的頂刊。
這師兄,有點東西啊,果然之前沒有看走眼。
已經到了飯點,吳菲菲、段云、田晴三人也陸續從實驗室中出來。
今天,除了新來的學弟程明波沒來外,實驗室的人都到齊了。
一行人,三三兩兩走在一起,浩浩蕩蕩的向食堂進發。
小課題組,沒有刺頭,彼此相處起來都很好,沒有勾心斗角,也沒有很明顯的上下級關系。
只是平常因為實驗的關系,許秋和陳婉清接觸會多一些。
不過閑暇下來,大家也是一起活動,一起吃飯,頗有一個小家庭的感覺。
吳菲菲看著跟在許秋后面,亦步亦趨的韓嘉瑩,內心還是有些羨慕的。
看看人家的學妹,再看看自己的學弟,一周了就只出現過一回,見過一次面。
晚飯后,田晴、陳婉清他們幾個研究生各自回到寢室休息,只有許秋和韓嘉瑩返回實驗室。
這也是常態,因為研究生寢室,就在他們常去的食堂和材料一樓的之間,所以他們不打算加班的話,都會選擇回去休息一會兒。
可如果許秋想回寢室的話就要繞一大圈,因此他一般都是飯后直接返回實驗室。
好在材料一樓的三樓有一個小型的會議室,也是休息室,里面有沙發,可以短暫的休息。
他平常累了,就會在那里面休息一會兒。
和韓嘉瑩一同返回材一,他本以為學妹會離開,沒想到她坐了下來,然后從包里拿出了半導體物理。
“韓嘉瑩,我記得你之前說,周四來實驗室的時間段是上午吧。”
“是啊。”韓嘉瑩琢磨了一會兒,便明白了許秋的意思,她解釋道:
“其實我這學期的課程很少的,可以多在實驗室待一會兒。
反正回去也沒什么事情做,在這里也能夠自習,還能抽空學習實驗操作。”
許秋回想了一下,自己大三上學期的時候,大概有16學分的課程。
他選課比較平均,大一大二每學期大概20學分出頭。
聽學妹的語氣,難道她這學期選課還不到10學分?
“你這學期修了多少學分?”
“8分,都是限定修讀這學期修讀的專業課。”
“多少,8分?”
許秋還以為他聽錯了,可看到學妹認真的表情,不似作假。