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我有科研輔助系統(tǒng) 278 業(yè)界的自吹自擂現(xiàn)象
周三,陳婉清還在張疆做合成,她的分子合成過程不是很順利,中途低溫正丁基鋰拔氫的反應(yīng)失敗了一回,因此比預(yù)期的時(shí)間要長。
而韓嘉瑩和鄔勝男在前一天已經(jīng)完成了各自的實(shí)驗(yàn),于是今天就留在了邯丹實(shí)驗(yàn)室。
學(xué)妹拿到了最終的聚合產(chǎn)物,通過聚合物在不良溶劑甲醇中的析出狀態(tài)來判斷,大概率是合成成功了,分子量都不低。
她一共得到三種聚合物給體材料,均基于FTAZ單元,名稱分別為PBDTOFTAZ、PBDTSFTAZ、PBDTTFTAZ,它們分別采用了烷氧基側(cè)鏈,烷硫基側(cè)鏈和烷基噻吩側(cè)鏈的BDT單元,F(xiàn)TAZ單元沒有進(jìn)行修飾。
這些新分子被她依次命名為H11、H12、H13。其中,“H”是姓氏縮寫,第一個(gè)“1”代表第一代,后面的“123”則是編號(hào),后續(xù)如果繼續(xù)開發(fā),命名將會(huì)是H21、H33之類的……
鄔勝男按照她之前的設(shè)想,嘗試通過熱注入法制備的鈣鈦礦量子點(diǎn),卻依然不順利,得到的是渾濁的反應(yīng)產(chǎn)物,不過,她成功合成了兩種共軛聚合物P(TPACO)和
P(TCEC),因此就沒有繼續(xù)合成量子點(diǎn)。
不同科研工作者對(duì)自己開發(fā)的材料命名習(xí)慣不同,像鄔勝男偏愛用括號(hào)一些,而在魏老師課題組,受魏興思的影響,許秋他們都偏愛用橫杠“”。
說起這個(gè)橫杠,文章中的“”并不是直接用鍵盤上的減號(hào)打出來的,而是在WORD里特殊符號(hào)一欄里插入的,這種特殊符號(hào)里的橫杠,要比正常的減號(hào)稍長一些,而且種類還不止一種。
要說許秋是怎么得知的,全靠魏老師對(duì)細(xì)節(jié)的執(zhí)著,不過他個(gè)人感覺這就和“茴香豆的四種寫法”一樣,并沒有太多的實(shí)際意義。
上午九點(diǎn)半,韓嘉瑩到旋涂手套箱查看昨天配制的溶液。
一共九組,基于她新合成的三種給體,以及三種受體,三乘三各自配對(duì)。
其中,三種受體,既包括兩種此前開發(fā)的非富勒烯受體,學(xué)妹的三代B4T8系列3DPDI分子,以及學(xué)姐的IDTICIN分子,還包括富勒烯衍生物受體PC[70]BM,作為標(biāo)樣。
因?yàn)榫酆袭a(chǎn)物都是經(jīng)由氯仿提取的,溶解度非常好,沒有出現(xiàn)大顆粒非溶物、固態(tài)物質(zhì)掛壁等情況。
判斷溶液正常后,學(xué)妹開始準(zhǔn)備氧化鋅基片。
鄔勝男則找到許秋,問道:“可以教我測(cè)試TRPL嗎?”
許秋之前連續(xù)寫了兩天論文,也想轉(zhuǎn)換一下口味,做做實(shí)驗(yàn),便直接答應(yīng):“可以,什么時(shí)候測(cè)?!?p/>
“現(xiàn)在吧,我樣品都已經(jīng)準(zhǔn)備好了?!编w勝男顯然是有備而來,她虛指了一下實(shí)驗(yàn)臺(tái)的方向,上面放著一個(gè)裝有樣品的培養(yǎng)皿。
“好啊?!痹S秋點(diǎn)點(diǎn)頭,雖然積分球來沒有到,但是常規(guī)的TRPL還是能夠測(cè)試的。
兩人穿好手套,帶著樣品、鑷子工具,一同進(jìn)入218,和魏老師打了聲招呼,啟動(dòng)儀器,開始測(cè)試。
許秋示范了一次,把整個(gè)操作流程描述了一番,然后又看著鄔勝男操作了兩遍。
沒有出現(xiàn)什么紕漏,博后學(xué)姐的基本科研素養(yǎng)還是有的。
教學(xué)完成后,鄔勝男剩下的測(cè)試,許秋就沒有參與了。
他直接回到216,遠(yuǎn)遠(yuǎn)的就聽到來自韓嘉瑩的呼喚:“師兄,幫我涂下有效層好不好”
“好——”許秋隔空回復(fù)了一句,然后徑直走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室,一邊穿實(shí)驗(yàn)服,一邊隨口問道:“準(zhǔn)備做多少器件?”
在器件制備過程中,最關(guān)鍵的步驟就是有效層的旋涂了,而實(shí)驗(yàn)室有機(jī)三人組中論旋涂功底,許秋自認(rèn)是最強(qiáng)的,這也是他主動(dòng)攬下器件制備的原因。
“一共十八片,九組溶液,每種參照之前的最優(yōu)條件制備兩片,”韓嘉瑩頓了頓,補(bǔ)充道:“我一共準(zhǔn)備了二十片氧化鋅基片,應(yīng)該夠用吧。”
“沒問題。”許秋自信滿滿道,二十分之十八,也就是說只要保證百分之九十的良品率就可以,對(duì)他來說并不難。
清洗手套箱氛圍、開始旋涂、同步用氯仿溶劑擦片。
花費(fèi)了半小時(shí)的時(shí)間,一共得到十八片薄膜涂覆均勻的基片,零失誤。
由于這些體系都不需要退火,許秋直接把他們轉(zhuǎn)移至蒸鍍艙中,開始抽真空。
這次的新材料,許秋并沒有放入模擬實(shí)驗(yàn)室II中優(yōu)化,主要是沒必要,結(jié)果基本上是可以預(yù)見的,也就不需要浪費(fèi)積分。
積分花費(fèi)在學(xué)姐開發(fā)的新型非富勒烯受體上,收益會(huì)更高一些。
午飯后,許秋繼續(xù)撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)的緒論部分。
因?yàn)樗乃膫€(gè)工作,主要都是針對(duì)于聚合物給體材料的傳統(tǒng)富勒烯體系,所以不能直接翻譯他之前發(fā)表的那篇非富勒烯綜述作為緒論。
不過,不能翻譯自己的,翻譯其他人的就可以了。
許秋找了幾篇同行發(fā)表在AM、EES以及Chem.
Rev.上的大綜述,再加上自己的那篇ACSEL綜述,一共四篇,作為參考資料。
其實(shí),以許秋現(xiàn)在對(duì)有機(jī)光伏領(lǐng)域的理解,緒論這部分不參考文獻(xiàn),用他自己的話來寫,也不是不可以,但是一來比較麻煩,二來可能有所疏漏。
緒論嘛,本身就是要集百家之長,既然決定打造一篇精品畢業(yè)論文,自然要把每個(gè)細(xì)節(jié)都處理好。
晚上,韓嘉瑩拿到了這批器件的測(cè)試數(shù)據(jù)。
九個(gè)體系中,最佳的體系是H13:IDTICIN的體系,最高效率達(dá)到了6.4,超過了學(xué)姐之前的IDTICIN體系的最高性能數(shù)值,不過提升并不顯著。
雖然只是初步的結(jié)果,有進(jìn)一步提升的空間,比如達(dá)到7,但是指望和那篇《自然·材料》文章10的效率比肩,還是非常困難的。
這個(gè)結(jié)果,一方面說明這種給體優(yōu)化的方向是正確的;
另一方面,也印證了許秋之前的猜測(cè),目前這種寬帶隙給體窄帶隙受體的搭配,對(duì)給體材料的優(yōu)化大概率只能錦上添花,也就是在原基礎(chǔ)上略微提高,想要讓器件性能大幅度提升,主要還是得挖掘受體材料的潛力。
不管怎么說,就目前這個(gè)情況,又可以發(fā)表一篇文章。
當(dāng)有了自己的一套體系,擁有先發(fā)領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)后,想要灌水發(fā)一發(fā)二區(qū)甚至弱一區(qū)的文章,并不是很難。
比如這個(gè)工作,至少是一篇JMCA、CM之類的弱一區(qū)文章,運(yùn)氣好點(diǎn),發(fā)篇AM子刊,AFM之類的中等程度一區(qū)文章也是有機(jī)會(huì)的。
不過,當(dāng)首批的這些文章發(fā)表過后,其他人得知了“ICIN”這個(gè)單元,先發(fā)優(yōu)勢(shì)就比較微弱了,畢竟其他同行也會(huì)跟風(fēng)模仿的。
假如不能保持一路領(lǐng)先,好文章就會(huì)被其他人瓜分了去。
這就比較考驗(yàn)運(yùn)氣和科研實(shí)力了。
周四,學(xué)姐還在張疆做合成。
許秋又幫學(xué)妹涂了一次有效層,還教鄔勝男處理了昨天測(cè)試的TRPL數(shù)據(jù)。
安排好她們兩人后,許秋繼續(xù)撰寫緒論部分。
一直忙活到晚上,緒論部分終于完成,他一共寫了二十頁之多,論文總頁數(shù)也達(dá)到了92頁。
緒論部分一共有六個(gè)小節(jié),其中:
第一節(jié)是引言,主要講述為什么要做這個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)。
許秋寫了三段話,以依次遞進(jìn)的方式,分別敘述“為什么要開發(fā)太陽能電池”、“目前太陽能電池領(lǐng)域的現(xiàn)狀和存在的問題”、“開發(fā)有機(jī)太陽能電池是解決問題的途徑之一”。
第一段話,許秋直接翻譯了自己綜述中的表述:
“人類對(duì)能源需求不斷增加,而煤、石油、天然氣等傳統(tǒng)化石能源日益枯竭,且對(duì)環(huán)境造成大量污染。因此,尋找各種新能源尤其是清潔可再生能源已是當(dāng)今社會(huì)面臨的最重要的問題之一。在諸多可再生能源中,太陽能由于無污染且可無限利用,因而被普遍認(rèn)為是一個(gè)能夠解決全球能源需求問題的有效途徑,但目前利用率非常有限。”
第二段話,許秋先描繪一番整個(gè)太陽能電池領(lǐng)域的現(xiàn)狀:“已商業(yè)化的太陽能電池中主流產(chǎn)品為傳統(tǒng)硅基太陽能電池,包括單晶硅、多晶硅以及一些薄膜硅太陽能電池……”
隨后話鋒一轉(zhuǎn):“但是,傳統(tǒng)的硅基電池也面臨許多待解決的問題,比如單晶硅電池雖然光電轉(zhuǎn)換效率高,但對(duì)硅的純度要求很高、工藝復(fù)雜、材料用量大、制作成本高等缺點(diǎn)……”
這一段主要翻譯了Chem.
Rev.那篇大綜述,他們講的非常詳細(xì),畢竟那篇文章頁數(shù)都有60多頁,一篇綜述抵得上一本碩士畢業(yè)論文的厚度了。
最后,第三段話,承接第二段,引出畢業(yè)設(shè)計(jì)的主角“有機(jī)太陽能電池領(lǐng)域”,著重突出有機(jī)光伏的優(yōu)勢(shì),包括“質(zhì)輕、成本低、選擇性強(qiáng)、制備簡單、具有良好的溶液可加工性,并具備可卷對(duì)卷印刷到大面積柔性襯底……”。
總之,一句話,吹就完了。
這也算是科研圈普遍的現(xiàn)象,從業(yè)人員都在吹自己的領(lǐng)域如何如何的好,可仔細(xì)想想,要是真的那么好,整個(gè)產(chǎn)業(yè)早就工業(yè)化,上市賺錢了,不可能還停留在實(shí)驗(yàn)室階段。
不過,換一個(gè)角度思考的話,這種“自吹自擂”反而是必要的。
假如連相關(guān)領(lǐng)域內(nèi)部的從業(yè)人員自己都不看好自己的領(lǐng)域,那整個(gè)行業(yè)都會(huì)陷入到悲觀的氛圍之中,想要繼續(xù)發(fā)展下去幾乎是不可能的。
就如同“謊言的最高境界就是連自己都欺騙”,對(duì)于這種前沿的、妄圖打破人類現(xiàn)有技術(shù)瓶頸的領(lǐng)域來說,前面是一片迷霧,從業(yè)人員的信念非常重要。
唯有堅(jiān)持向前,才有機(jī)會(huì)驅(qū)散迷霧。
第二節(jié)是“有機(jī)太陽能電池的基本介紹”,包括“有機(jī)太陽能電池光電轉(zhuǎn)換機(jī)理”、“有機(jī)太陽能電池的性能表征”、“體異質(zhì)結(jié)單層光伏器件的基本結(jié)構(gòu)”,這部分主要參考Chem.
Rev.那篇大綜述。
參考文獻(xiàn)數(shù)量開始暴漲,因?yàn)橐玫臅r(shí)候一定要具體引用到最初的文獻(xiàn)上,也就是說一些觀點(diǎn)雖然是從綜述上看到的,但這些觀點(diǎn)本身是綜述引用別人的,就必須要從綜述上找到原始的文獻(xiàn),再進(jìn)行引用。
此外,這一部分中許秋還從綜述里面盜了四張圖,直接貼在了畢業(yè)設(shè)計(jì)中,并在所有圖片的圖注注明了參考文獻(xiàn)的來源。
圖片都是他從文獻(xiàn)原文中找到的原始圖片,其實(shí),直接從PDF中截圖也可以,就是分辨率會(huì)降低,可能會(huì)被魏老師的火眼金睛發(fā)現(xiàn)。
第三節(jié)是“有機(jī)太陽能電池的聚合物給體材料”,包括由各種類型的給體結(jié)構(gòu)單元合成的聚合物給體,許秋主要參考了那篇EES的綜述。
這部分對(duì)許秋來說,算是比較陌生的。
之前看這篇綜述,還是許秋剛剛?cè)胄械臅r(shí)候,那會(huì)兒他懵懵懂懂的,如同走馬觀花一般過了一遍,沒有獲得太多的收獲。
現(xiàn)在重新細(xì)致的讀了一遍,并轉(zhuǎn)化到自己的畢業(yè)設(shè)計(jì)中,許秋收獲頗豐,增加了不少給體分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的思路和靈感。
有機(jī)光伏領(lǐng)域是個(gè)二十多年的老領(lǐng)域,在許秋入行的時(shí)候,這個(gè)領(lǐng)域已經(jīng)發(fā)展的非常充分了。
比如,他拿到手的PCE10,也即PTB7TH,實(shí)際上是經(jīng)過七代開發(fā)的產(chǎn)物。
再比如,給體材料中D、A單元的演進(jìn)過程,從早期的芴單元、噻吩單元,到后來漸漸的豐富起來。
這些前人造的輪子,未來都可以靈活應(yīng)用在自己的體系之中。
第四節(jié)是“有機(jī)太陽能電池的受體材料”,包括傳統(tǒng)富勒烯衍生物,以及近些年新興的非富勒烯受體。
富勒烯衍生物,除了PCBM系列,其實(shí)還有非常多的系列,比如ICBA,BisPCBM等等,只是PC[60]BM、PC[70]BM最為常用,許秋主要參考了AM那篇綜述。
至于非富勒烯的部分,許秋就從自己的綜述中簡單的拿了一些內(nèi)容出來,沒有詳細(xì)描述,一筆帶過,畢竟自己的四個(gè)工作都和非富勒烯無關(guān)。
第五節(jié)是“器件性能優(yōu)化”,包括三個(gè)部分,其一是“有效層形貌調(diào)控”,有溶劑添加劑、熱退火、溶劑退火等方法,其二是“界面工程”,主要是針對(duì)于傳輸層的改性,最后是“器件結(jié)構(gòu)優(yōu)化”,包括正、倒兩種器件結(jié)構(gòu)。
第六節(jié)“課題的提出與研究思路”,首先和第一節(jié)的引言部分呼應(yīng),再次重復(fù)一下為什么要做這個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì),然后一段段的分別簡單描述一下每章的主要內(nèi)容,也就是把每篇文章的摘要部分精簡一下,放到這里。
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