348 进阶任务完成！新功能开放！（求订阅）

       八月一号，许秋跟合租室友郝仁打了声招呼，然后独自背着电脑包，踏上了回家的绿皮火车。

       相对于春运来说，暑假期间的火车票还是稍微好买一些的，再加上许秋买的是学生票，可以提前购票，因此他成功买到了两张硬卧票，都是他喜欢的上铺。

       大四毕业生在回家的时候可以凭学生证买一次学生票，研究生新生凭录取通知书也可以买一次，就是需要随身带着本科学生证和研究生录取通知书，还是挺麻烦的。

       这个暑假，和之前的几年也并没有太多的不同，许秋的打算就是宅在家里，偶尔出去走走亲戚。

       大学毕业后，之前的高中同学基本上也都同步大学毕业了，不过，今年连聚会都没有组织起来，因为大多数人都分散在全国各地，化身为一枚枚螺丝钉，踏上了各自的工作岗位，成为一名名光荣的打工人，为国家的发展贡献自己的力量。

       在离开象牙塔，褪去了学生的身份后，除了教师之类的职业，就已经没有暑假之说了。

       晚上，许秋吃了一顿家里做的“摩擦擦”配猪排骨。

       “摩擦擦”是北方的一种面食，主要原料是土豆，面粉，肉泥，配着辣椒、盐、黄油、花椒粉、干姜粉、葱、香菜做成的蘸料，味道滑而不腻，吃起来非常的爽。

       饭后，许秋美滋滋的躺在自己房间的大床上，进入模拟实验室。

       之前的PCE10:IEICO-4F体系，效率已经优化到了12.44%，距离完成进阶任务需要的12.71%，只差一步之遥，他打算趁暑假期间，把这个任务给完成了。

       于是，他总结了一番现有的优化途径：

       一方面，是给体材料，目前主要的宽带隙聚合物材料，由韩嘉莹负责，她从初始的FTAZ和PBDB-T体系，分别开发了Hxx系列以及PBDB-T衍生物体系。

       Hxx系列，到H43为止，基本上已经优化到头，除非大幅度调整D单元或者A单元，可那样的话，便将成为一个新的体系，暂时没必要步子迈那么大，主要原因也是随意调控分子结构的话，大概率获得不了好结果。

       PBDB-T衍生物体系，目前到手的只有PBDB-TS，其性能和H43相当，另外还有PBDB-TF和PBDB-TSF，单体已经从深城光电公司购得，就差最后一步聚合反应了。

       另一方面，是ADA类型的非富勒烯受体材料，主要基于原初的IDT-I，以及现在的基准材料ITIC，目前有四条优化路径。

       其一，D单元的侧链改性，目前有ITIC-Th、m-ITIC、IDIC三种，均表现不错。

       其二，D单元的主链共轭长度改性，从原初的IDT，到ITIC中的IDTT，以及后来邬胜男FNI单元，暂时的结果来看共轭长度越长，禁带宽度越小，具体对光电性能的影响尚不明确，因为样本太少，日后可以让邬胜男进行进一步的研究；

       其三，A单元的改性，有IT-2F、IT-4F、IT-2Cl、IT-4Cl、IT-DM、IT-M六种，表现比较突出的有IT-4F和IT-M，对应的是双氟取代的I-2F，以及单甲基取代的I-M，而单/双氯取代的体系整体拉胯，但不排除在其他体系中会有效；

       其四，模仿IDTBR的A-π-D-π-A结构，主要是陈婉清负责，有IEIC、IEICO，以及衍生物IEICO-4F。

       盘点过后，许秋首先让模拟实验人员开始合成两种给体，PBDB-TF和PBDB-TSF，并在合成完毕后自动进行器件性能摸索。

       指令下达，模拟实验人员迅速开动，重蒸甲苯、制作氮气球……

       接着，许秋开始对受体材料进行优化，路径非常清晰，就是把两种有效策略进行组合，从而得到新的受体材料。

       不过，当他下达合成包括IDIC-4F、IDIC-M等材料的指令时，却被系统提示“无法执行当前指令，请提升实验技能，或提升权限等级”。

       “有点类似于我之前尝试让模拟实验人员合成IEICO-4F时模拟实验室的反馈啊。”

       许秋分析了一番，大致推断出来了原因，两种给体的聚合反应是他已经熟练掌握的Stille偶合反应，因此模拟实验人员可以直接操作。

       而IEICO-4F、IDIC-4F、IDIC-M这些材料，中途有些合成步骤他并没有亲自操作过。

       比如IEICO-4F的前几步反应，涉及了噻吩单元上的长链烷氧基侧链的引入，这步反应许秋只知道反应过程，但没有亲手实操过；

       IDIC系列也是同理，引入直链烷基，用到的卤代烃反应，他也没有实操过。

       不过，许秋也不急，假期很长，可以先等两种给体材料的结果出来。

       如果效率没有突破，他就手动把那几种受体材料合成出来，反正现在模拟实验室I也有16倍加速，一两天的时间基本就能够搞定。

       第二天一早，许秋便被系统的消息刷屏，整个人打了个激灵，顿时清醒了过来。

       【检测到宿主制备的有机太阳能电池器件效率达到12.88%，已打破有机太阳能电池领域光电转换效率世界纪录（12.21%），且提升幅度超过0.5%。进阶任务已完成，获得20000积分，权限等级+1。】

       【当前权限等级为7级，模拟实验系统I、II升级，解锁模拟实验系统III。】

       【检测到宿主当前主要研究方向为：有机太阳能电池。】

       【获得进阶任务（二选一）：以第一作者/第一通讯作者身份发表SCI一区文章10篇（宿主已发表4篇）；以第一作者/第一通讯作者身份在《自然》、《科学》、《细胞》任一杂志上发表一篇文章。任务奖励：20000积分，权限等级+1。】

       【模拟实验系统I(LV6)：

       可以扫描一定空间内的实验设备、耗材，并在系统空间中将其完全模拟出来，宿主可以在模拟实验室中进行实验，每小时消耗100积分。

       当前可扫描的空间上限0.1立方千米。

       模拟实验室内开启内置加速功能，当前开放倍率1/32-32倍，使用该功能时，消耗积分为100*倍率积分每小时。】

       【模拟实验系统II(LV3)：

       基本的模拟功能等同于模拟实验系统I，但时间流速与现实一致，且不可加速。

       允许宿主创造3个初级模拟实验人员，其各项实验技能等同于宿主自身，可以对其下达实验指令。

       每个模拟实验人员在执行实验指令时，每小时消耗100积分。】

       【模拟实验系统III(LV1)：

       基本的模拟功能等同于模拟实验系统II。

       允许宿主创造1个高级模拟实验人员，其各项实验技能等同于宿主自身，可以对其下达实验指令。

       每个模拟实验人员在执行实验指令时，每小时消耗100积分。

       允许宿主支付额外的积分，让高级模拟实验人员执行宿主未熟练掌握实验技能的实验指令，依据实验指令与宿主已掌握技能的相关程度，消耗的额外积分，最低限度为0.1倍，最高限度上不封顶。】

       【科研辅助系统】

       权限等级：7

       积分：16.2万

       ……

       ##

       许秋开始盘点收获。

       首先，是器件效率突破到了12.88%。

       许秋查看了一番详细的数据，体系是PBDB-TF:IT-4F，而另外一个PBDB-TSF的性能，反而不如PBDB-TF，不过也没差太多，最高效率是12.67%。

       看来将两种有效策略组合后，并不一定都会获得更好的结果。

       其次，新开放了模拟实验系统III，允许耗费额外的积分，执行未熟练掌握实验技能的实验指令。

       也就是说像IEICO-4F、IDIC-4F之类的材料，现在可以让高级模拟实验人员进行合成，只是需要的积分更多一些。

       但是，上不封顶的话，这就有点过分了吧……

       要是一不留神，搞个千倍、万倍的额外积分出来，眼下这16万的积分都经不起一小时花的。

       许秋直接设置了一条规则，除非他主动修改这项规则，不然如果实验操作的额外积分消耗倍率超过10倍，则默认无法执行；2倍到10倍之间，需要询问他的意愿；而2倍以下的，默认可以直接执行。

       设置好后，许秋开始进行测试。

       他吩咐高级模拟实验人员，先是随便选择了一个简单的Stille反应，额外倍率为0，也就是不需要额外的积分消耗；

       随后，又尝试了IDIC-4F的合成，额外倍率为0.3倍，IDIC-M的合成，额外倍率为0.4倍，IEICO-4F的合成，额外倍率为0.6倍；

       接下来，基于ITIC的场效应晶体管的开发，额外倍率为6.8倍；可控核聚变，托克马克装置的开发，额外倍率为10万倍。

       果然，跨界程度越大，额外倍率就越高。

       像有机场效应晶体管，也就是OLED，和有机光伏相关性比较高，虽然许秋之前没有接触过，但额外倍率也不算夸张，而可控核聚变这种，需要10万倍，一小时一千万的积分消耗，暂时就不用考虑了。

       最后，在完成了之前三选一的进阶任务后，新的进阶任务变为二选一，不过任务要求没有变化，还是原来的那两个。

       看来这三个任务是打包的，大概率完成以后会出现什么大的变化吧。

       毕竟，要是能完成这三个任务，在有机光伏领域的新生代学者中，就算不是TOP1，至少也是TOP3、TOP5的级别，而且这个比较的对象并不是学生群体，而是和“长江”、“杰青”、“青千”这些教授们进行比较。

       在剩下的两个任务中，发表十篇一区的难度比较小。

       许秋现在手里有四篇，路上有两篇，

       等到年底中科院发布新的SCI期刊分区信息时，毕竟现在它的实时影响因子都已经破10了。

       另外，还有若干未整理的工作，再凑三篇一区文章出来，并不算难。

       而S主刊的难度相对就比较高了，不是大佬的话，大多数课题组想发一篇这种级别的文章，平均都得准备两年左右的时间。

       当然，许秋对此并不是很虚，只要顺着思路，进一步优化，慢慢取得突破，登顶也是迟早的事情。

       他有这个信心。

       接下来，许秋遵照之前的策略，安排模拟实验人员合成包括IDIC-4F、IDIC-M、ITIC-Th-4F等在内的十数种新的非富勒烯受体材料。

       他本人则在模拟实验室I中系统的研究了一下IDIC体系，利用32倍加速，对FTAZ:IDIC体系进行了包括CELIV、SCLC、GI富勒烯衍生物体系，受体材料几乎不能吸可见光，只能依靠给体材料吸光。

       如果考虑到光吸收互补，采用一个窄带隙给体的体系和一个宽带隙给体的体系的话，由于窄带隙的给体材料对应的短路电流通常较高，可能出现顶电池和底电池电流不匹配的问题。

       因为器件是串联连接的，根据中学物理知识，串联电路电流处处相等。

       假如上下两个电池器件的短路电流密度差距过大，比如一个10毫安每平方厘米，另一个6毫安每平方厘米，那么最终表现出来的电流就会在6毫安每平方厘米左右。

       对于第一个电池来说，就会直接损失大约40%的效率。

       电压方面的问题倒是不大，各个电池之间近似是线性叠加的，比如一个是0.8伏特，另一个是0.7伏特，那么最终就是1.4、1.5伏特的样子。

       除了短路电流方面的问题，另外还有加工工艺上的问题。

       有机光伏领域现有文献报道的叠层器件，大多数都是双结两终端的结构，在制备叠层器件时，两个电池中间需要有一层电荷复合层，通常采用的是导电的电极材料。

       而这层电极必须是透光的，因为如果不透光，下层的电池就废了，没有光可吸收了。

       透光的电极，比如ITO，不能通过溶液法制备，只能用磁控溅射等方法。

       而磁控溅射的话，一方面温度高，可能破坏有效层的结构，另一方面，一台磁控溅射的设备，一般需要50-80万，就用来做个ITO电极，有点大炮打蚊子的意思，除非是那种大课题组，经费花不完，才会买一台用用。

       基于ITO制备困难的现状，主流的思路是采用金属电极作为电荷复合层，需要解决的主要问题就是透光性。

       其中一个方法，可以采用薄的金属电极作为电荷复合层，比如蒸镀几纳米的银，可以兼顾导电率和透光率。

       日常生活中的金属不透光，本质是金属原子把入射的光子都吸收或反射了，而在几纳米这个尺度下，哪怕是金属，也可以透光，当然，透光率不会太高，可能在50%左右。

       这种方法的优点是制备工艺简单，只需要修改蒸镀电极时的厚度即可，缺点则是透光性不理想。

       另外一个方法是采用银纳米线、银纳米颗粒等方法，优点是透光性会好一些，缺点是制备工艺比较复杂。

       总结下来，制备叠层器件的思路，就是：

       利用新开发出来的一系列ITIC衍生物非富勒烯材料，从中找到两个光吸收、短路电流适配的体系，再解决加工工艺方面的难题，最终实现器件效率的飞跃。

       根据理论计算，如果一切顺利，效率将有望达到15%以上！

       这便是许秋试图冲击S顶刊的途径。

       当然，实际做起来，肯定要分成多步进行，徐徐图之。

       因为叠层器件的工艺难度很大，国内能做叠层器件的课题组也不多，徐正宏算是一个主力，主要是老外在做。

       许秋打算先从半透明器件开始入手，这算是制备叠层器件的一个前置条件，像是四终端法的顶电池，其实就是一个半透明器件。

       而且，制备半透明器件，还有其他额外的好处：

       一方面课题组里开发出来的近红外非富勒烯受体，比如FN-4F、IEICO-4F、IEICO-4Cl，这些可以利用起来发一些文章；

       另一方面这也是有机光伏未来商业化的亮点之一，可以和蓝河那边进行合作，比如把柔**件制作成各种各样的颜色，然后可以贴在楼宇外侧，用来装饰发电。

       PS：欠更4W，已还3W8，明天大概能把欠更还完吧……这个月日均码字接近八千，给自己点个赞。