我有科研輔助系統(tǒng) 319 魏興思:估計(jì)過不了幾年,我就要跟著他混了

許秋將手中的幾篇文獻(xiàn)裝訂好，大致掃了一眼內(nèi)容，有機(jī)光伏領(lǐng)域近期沒有什么值得注意的工作。

可能都在憋大招，像徐正宏那邊基于IDTBR體系的衍生物，保守估計(jì)有兩三篇AM級(jí)別的文章在路上。

放下文獻(xiàn)，許秋起身匯報(bào)，昨日大會(huì)上的收獲總結(jié)PPT。

魏興思已經(jīng)從龔遠(yuǎn)江那邊要了大會(huì)演講者們的PPT，不過許秋還沒來得及把對(duì)應(yīng)的圖片整理放進(jìn)去，都是文字版的。

首先，是Bazan提到的兩項(xiàng)測(cè)試：

激子結(jié)合能，即讓被束縛的電子/空穴對(duì)（激子）拆分成為自由電子/空穴需要付出的能量。激子平均擴(kuò)散距離，即被束縛的電子/空穴對(duì)（激子）在復(fù)合發(fā)光/發(fā)熱前平均移動(dòng)的距離。

這兩項(xiàng)測(cè)試在早年出現(xiàn)的比較多，針對(duì)傳統(tǒng)富勒烯體系中的給體材料，不過現(xiàn)在比較少見了。

主要是因?yàn)檫@些聚合物給體材料本質(zhì)上都是類似的DA共軛共聚物的結(jié)構(gòu)，所以對(duì)它們測(cè)試得到的這兩項(xiàng)參數(shù)差別不大，況且這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)測(cè)起來還很麻煩。

種種原因，導(dǎo)致后來的研究者們漸漸的就懶得進(jìn)行這兩項(xiàng)表征了，得不出什么新的結(jié)論來不說，測(cè)起來還賊費(fèi)事。

對(duì)于富勒烯體系的通用結(jié)論是：

一方面，給體材料激子結(jié)合能普遍偏高，導(dǎo)致有機(jī)太陽能電池器件的開路電壓相對(duì)較低，同樣禁帶寬度的材料，可能比無機(jī)硅太陽能電池或鈣鈦礦光伏器件的開路電壓低0.3伏特左右。

這是什么概念呢，拿干電池舉例，無機(jī)硅或鈣鈦礦就像正常的5號(hào)、7號(hào)電池，電壓在1.5伏特左右，而有機(jī)光伏的電壓就只有1.2伏特。

在其他條件相當(dāng)?shù)那闆r下，有機(jī)光伏器件天生就自帶20左右的光電轉(zhuǎn)換效率減成DEBUFF。

另一方面，激子平均擴(kuò)散距離也很短，大約在10納米左右。

這意味著絕大多數(shù)的激子在產(chǎn)生后，只能擴(kuò)散10納米的距離，再遠(yuǎn)的話，好不容易吸收太陽光產(chǎn)生的激子就會(huì)復(fù)合，重新變?yōu)楣饽芑驘崮軗p失了。

這就是為什么有機(jī)太陽能電池，不能硅基、鈣鈦礦太陽能電池那樣有效層采用平面異質(zhì)結(jié)，而必須要用體異質(zhì)結(jié)的原因。

因?yàn)橹挥行纬闪穗p連續(xù)的三相共混結(jié)構(gòu)，保證各個(gè)相區(qū)中都有一個(gè)維度的尺度在10納米的級(jí)別，才能確保產(chǎn)生的激子在被拆分和被電極收集前，不會(huì)大量復(fù)合。

一旦相區(qū)的尺度太大，比如超過20納米，或是像平面異質(zhì)結(jié)的100納米以上，那么位于中央部分的有效層在吸光后產(chǎn)生的激子，還沒來得及擴(kuò)散到界面，就會(huì)因復(fù)合而消耗掉，導(dǎo)致有效層的中央?yún)^(qū)域成為死區(qū)，不會(huì)對(duì)器件效率的提升做出貢獻(xiàn)，從而疊加一個(gè)？的效率減成DEBUFF。

同樣的，激子平均擴(kuò)散距離短，也讓有機(jī)太陽能電池器件不能做幾百納米厚的厚膜，只能制備有效層厚度在100納米左右的薄膜。

100納米的薄膜，可能只能吸收大約80的太陽光，剩下的20就直接透射損失掉了，如果能把膜做厚，比如做到300、500、800納米，光吸收可能會(huì)達(dá)到99以上，透射損失就可以基本忽略。

100納米左右的薄膜有效層，再次讓有機(jī)光伏器件疊加了一個(gè)20左右的效率減成DEBUFF。

幾個(gè)DEBUFF一同疊加下來，如果在傳輸層、界面、光反射等地方再損失一些，最終的器件效率就所剩無幾……

這就是為啥根據(jù)SQ限制，單結(jié)太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率的理論極限在30左右，而有機(jī)光伏領(lǐng)域?qū)嶋H上卻只有12左右，實(shí)在是拖后腿的地方太多……

不過，這些理論都是基于傳統(tǒng)富勒烯體系的，也即只有給體材料吸收太陽光產(chǎn)生激子的體系。

對(duì)于現(xiàn)在正慢慢崛起的非富勒烯體系來說，受體材料也是會(huì)吸收太陽光的，許秋打算重拾這些太古測(cè)試手段，拿他開發(fā)出來的ITIC材料試試水，看能不能得到一些新的理論出來。

如果能夠獲得什么顛覆性的結(jié)論出來，再搭配著高器件效率作為印證，就有機(jī)會(huì)搞一篇大文章出來。

接下來，許秋繼續(xù)介紹他從龔遠(yuǎn)江、盧長軍、臧超軍等人那邊得到的收獲，相對(duì)來說比較瑣碎，就是他在聽報(bào)告的時(shí)候，思緒碰撞，靈機(jī)一動(dòng)，抓住的一些靈感。

這些靈感比較超前，都是現(xiàn)在組里沒有嘗試過的想法，包括：“將鄔勝男的FNIC體系制備半透明器件”、“光吸收互補(bǔ)的多個(gè)體系制備疊層多結(jié)太陽能電池”、“有機(jī)光伏和鈣鈦礦光伏以非多結(jié)器件的形式制備”、“基于兩種光吸收互補(bǔ)非富勒烯受體的三元器件”等等。

最后，許秋介紹了另外一個(gè)較為系統(tǒng)的工作，是來自徐正宏他們課題組的，也就是他們組是如何一步步不斷優(yōu)化，基于饒丹寧A單元結(jié)構(gòu)的ADA非富勒烯受體分子，得到現(xiàn)在的IDTBR結(jié)構(gòu)。

許秋還幫徐正宏展望了一番，之后可以進(jìn)行“在BT單元上引入氟原子”、“將IDT末端的兩個(gè)噻吩替換為苯環(huán)”、“在饒丹寧端基中引入氰基”等一系列的優(yōu)化。

當(dāng)然，他也只是隨口一說，并沒有自己做的意思，許秋現(xiàn)在能做的體系有十幾個(gè)，已經(jīng)夠他消化一段時(shí)間的。

在許秋匯報(bào)的同時(shí)，魏興思也一直認(rèn)真的聽著，之前火車上他只是簡單的掃了幾眼許秋的PPT，沒有細(xì)看。

結(jié)果，魏興思越聽越心驚，雖然只有短短幾頁P(yáng)PT，十幾行的文字，但卻凝聚了近十個(gè)研究方向的科研想法，按照他對(duì)這些科研想法的理解，其中半數(shù)之上的都有機(jī)會(huì)發(fā)表文章，不少的點(diǎn)子都有發(fā)一區(qū)文章的潛力。

這就是帶許秋出去開會(huì)一天的收獲嗎，竟恐怖如斯……

魏興思不由得回憶起許秋進(jìn)入課題組后，這一年來的變化：

最開始，是許秋主動(dòng)發(fā)郵件說要進(jìn)課題組實(shí)習(xí)，當(dāng)時(shí)的想法是終于盼來了一個(gè)免費(fèi)的勞動(dòng)力。

和許秋當(dāng)面談過之后，了解到許秋3.5的績點(diǎn)，英語成績也很好，有保研的打算。

初步判斷如果好好培養(yǎng)一下，應(yīng)該能貢獻(xiàn)三四篇二區(qū)文章，運(yùn)氣好，可能能出一兩篇一區(qū)文章。

然后，就順手讓陳婉清帶著許秋熟悉各種實(shí)驗(yàn)，并讓他接手了一個(gè)爛尾的校內(nèi)項(xiàng)目，好像是關(guān)于柔性襯底的。

本來沒太關(guān)注這事情，畢竟是個(gè)本科生嘛。

結(jié)果沒過多久，他就把項(xiàng)目結(jié)題報(bào)告拿了出來，而且居然還被他發(fā)了一篇文章，文章也不差，沒記錯(cuò)的話應(yīng)該是一篇《大分子》。

接下來，許秋學(xué)會(huì)了聚合反應(yīng)，自己獨(dú)立開發(fā)出了PCE11，搶在了港大嚴(yán)虎課題組前面直接發(fā)了一篇AM。

當(dāng)時(shí)的感覺，他應(yīng)該是單純的運(yùn)氣好吧，撿了個(gè)漏，這在科研領(lǐng)域雖然不多見，但也是有的。

再后來，打臉就來了，3DPDI體系，許秋再次發(fā)表一篇NC，打破了PDI領(lǐng)域的世界紀(jì)錄，做到了我當(dāng)初想做卻沒有做到的事情。

雖然這個(gè)世界紀(jì)錄很快又被韓嘉瑩給超過了，但許秋如果只有運(yùn)氣的話，肯定沒辦法做到這一步。

他是真的有實(shí)力的，科研水平應(yīng)該和年輕時(shí)候的我差不多吧……大概？

在這時(shí)候，我產(chǎn)生了讓他做課題組小老板的打算。

最近，他又又又跨了領(lǐng)域，來到了ADA體系，并開發(fā)出了效率突破10的ITIC體系，繼續(xù)創(chuàng)造奇跡。

我也正式把他抬上了課題組小老板的位置上，并打算安排他畢業(yè)后出國訪問兩年，然后特聘回國來接我的班。

現(xiàn)在，看到他這科研想法層出不窮，仿佛就沒有止境一般。

按照這個(gè)趨勢(shì)，還讓他接個(gè)錘子班，估計(jì)過不了幾年，我就要跟著他混了……