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449 《自然·能源》文章,尘埃落定(求订阅)



       现在有机光伏领域内关于ITIC体系的文章有很多,而魏兴思课题组是首次报道ITIC这种材料的,因此不少稿件都发到了他这边,许秋平均每个月都要审四五篇以上。

       徐正宏课题组刚刚发表的一篇NC文章,许秋找早在两个月前审稿的时候就已经见过了。

       他们报道了一种名为DBC-IC的非富勒烯受体材料,与PBDB-T给体材料组合,器件效率可达10.3%。

       DBC-IC的分子结构有些类似于ITIC,也是ADA结构。

       不过,它的中央D单元并非传统的基于sp2杂化碳碳双键,组建成的大π共轭稠环结构,而是存在sp3杂化碳碳单键的非共轭结构。

       当时,许秋觉得徐正宏他们做的工作还是比较有意思的,没有盲目的跟风ITIC的结构,因此虽然效率不高,但还是给了他们一个机会——出具了大改的意见。

       主要是让他们补充一些关于器件稳定性的实验数据,并深入挖掘一下非共轭的体系和共轭体系之间可能存在的异同。

       现在徐正宏他们正式发表的NC文章中,已经包含了许秋提到的这两点意见。

       一方面,他们对比了DBP-IC、ITIC、PCBM三个体系的稳定性,发现DBC-IC的器件稳定性稍微好一些,ITIC次之,PCBM最差,尤其是在持续光照下的稳定性。

       DBC-IC可以在长时间光照条件下,比如1500个小时,保持60%以上的初始器件效率,而同样条件下ITIC的体系,效率已经衰减到50%左右,PCBM的体系,器件效率大约在200个小时持续光照的时候,就已经衰减到了0%。

       另一方面,他们通过DFT模拟,发现虽然DBP-IC的中央D单元中存在碳碳单键,分子的构型可以发生一定程度的旋转,但受限于空间位阻等因素,旋转的幅度不会很大。

       换言之,虽然名义上DBP-IC是非共轭的结构,但实际上还是有较强的共轭性质,并不是严格意义上的非共轭结构。

       徐正宏他们补充实验得出的结论,倒是和许秋预想中的差不多。

       有机光伏材料之所以能够实现光电转化,就是因为光电材料中存在大π共轭结构。

       这种共轭结构可以受到光能的激发,变为激发态,产生激子,激子拆分后的电荷会沿着分子内部,或者分子间的共轭结构进行传输。

       这里面有一个问题,那就是这个共轭结构吸收光能被激发的过程,其实相当于是发生了化学反应的。

       通常情况下,这个化学反应是可逆的,也就是当光照停止后,材料会恢复原状。

       但也存在一定的概率,使得共轭结构无法恢复,比如材料分子中的碳碳双键被打开,相当于材料内形成了缺陷。

       一旦形成缺陷,就会对激子的产生和输运造成影响,进而造成光电流的损失,表现出来的结果就是器件效率低下。

       因此,对于有机光伏材料来说,本身就是一个比较矛盾的存在,共轭结构赋予了有机光伏材料将光能转化为电能的能力,但也同时背上了光照下分子结构不稳定性的“诅咒”。

       总体来说,徐正宏的这个工作还是比较有启发性的,之后许秋或许也要在共轭和非共轭之间寻求一个平衡,兼顾器件的效率和稳定性。

       当然,这是较为后期的事情,现阶段的主要任务还是冲击效率。

       另外,还有一篇发表在AM上的文章也挺有意思的,是港大严虎课题组的工作。

       说起来,魏兴思和严虎两个课题组还是颇有“渊源”的:

       之前许秋抢在严虎他们前面发表了PCE11的工作,导致严虎的JACS文章胎死腹中;

       后来严虎他们开发出来了一种名为ITIC2的材料,和许秋设计的ITIC-Th分子结构一样,并抢先发表。

       两个课题组之间也算是有来有往。

       不过,ITIC-Th的工作被抢,对许秋和韩嘉莹来说,基本上是无关痛痒,当时他们本来就有些头疼手里的工作太多,严虎刚好帮忙“减负”了。

       而严虎的PCE11工作被抢,就有些伤了,毕竟那个工作可是许秋的第一篇大满贯文章,而且未来这篇文章被引用次数有望破百,可以称得上是一篇代表作。

       现在严虎这篇AM文章,是针对PCE11材料的改进。

       或许是出于某种考虑,严虎他们并没有把这种材料的本体称为PCE11,而是按照自己的命名方式进行命名,也就是PBTff4T-2OD。

       改进的主要目的是让PCE11给体材料,与他们开发的ITIC2非富勒烯受体材料相匹配。

       原先的PCE11是针对于富勒烯体系而设计的,因此是窄带隙、高结晶性的材料,和ITIC2材料并不适配。

       现在要做的就是提高其禁带宽度,同时降低其分子的结晶性。

       严虎他们采用的方法是在PCE11中塞入一个双氟取代的苯环(B),也就是将给体材料主链的分子结构从“-T-BT-T-T-T-”变更为“-T-BT-T-B-T-T-”。

       基于这个思路,他们一共开发了两种新材料,分别命名为PTFB-O和PTFB-P,前者插入的苯环上两个氟原子是邻位取代的,而后者是对位取代的。

       结果表明,两种给体材料的禁带宽度均被成功的拉升到1.8电子伏特左右,和ITIC2形成互补的光吸收,以及相互匹配的HOMO/LUMO能级。

       不过,基于PTFB-O和PTFB-P的电池器件性能有非常大的差异。

       PTFB-O:ITIC2的体系,效率可以达到11.3%,而PTFB-P:ITIC2体系的效率仅为6.89%。

       为了解释这个现象,严虎他们进行了光源GICA的编辑采纳了那个“变卦”的审稿人的意见,最终出具了拒稿意见,就很迷。

       上午九点半,许秋来到材一216,他和课题组小伙伴们吹了一会儿牛逼,享受了一波来自小伙伴们的膜拜,这才开始忙今天的工作。

       首先是打扫实验室的事情,因为邯丹的实验室很小,只有三十平米左右,所以任务并不重,课题组十几个人分摊下来,不到一个小时就搞定了。

       接下来,许秋开始进行魏老师之前提到的,课题组网页新增“代表作”栏目的事情。

       代表作的选择方面,他主要参考了上次申请基金时的十篇代表作名单,又额外新增了最新的几篇文章进去,加起来一共十五篇。

       网页建设方面,这回要创建一个新的栏目,和之前更新课题组科研成果不太一样,稍微有些麻烦,可能需要新建一个文件,然后多写一些代码。

       关键许秋之前并没有接触过相关的知识,于是他只好自学了简易网页制作知识,花费了几个小时的时间,终于把这件事情处理好。

       他不禁有些感慨,进了魏兴思课题组,除了做科研以外,其他杂七杂八的技能可没少学。

       下午,许秋提前预演了几遍下周二大会时的演讲内容,把每部分的时间严格控制在规划之内,并保证总时长在30分钟左右。

       另外,关于大会的事情,吴菲菲那边已经把海报做好,并打印了五张出来,分别张贴在邯丹校区的几个主要理工科大楼,包括材料一楼、材料二楼、先进材料楼,还有高分子楼和老化学楼。

       在张贴海报的时候,吴菲菲发现理工科的实验室,目前大部分仍然滞留在邯丹校区,并没有响应学校的号召,搬迁到江弯去,大概是都是比较怕麻烦。

       而且一般这种活儿也不太会有人带头。

       没人带头的话,就会陷入互相观望的状态。

       反正法不责众嘛,你不搬我不搬,就都不会有什么影响,能拖一会儿是一会儿。

       当然,大概率也拖不了太久,毕竟学校的红头文件都已经下来了。

       大多数的老师,哪怕是教授,其实都没有和学校掰手腕的能力。

       除非是院士级别的大佬,或者少数顶尖的教授,具有不可替代性的那种,才有和学校讨价还价的能力。

       当然,像这种档次的研究者,他们一般也不用担心这种琐事,只需要好好做科研,有成果产出就行。

       基本上学校都会给他们安排上顶级待遇,一个课题组一栋楼、半栋楼都非常的正常,有什么其他的条件都好商量。

       因为学校每年都会有考评,比如评选双一流学科,以及学校排名等等,其中最主要的一个指标就是学术成果,所以谁能够产出多的学术成果,谁自然就会享有一定的特权。

       就像之前“某大厂的内部价值观大辩论”,涉及月饼事件,出轨事件以及代考事件,有人表示:“低P碰红线,低P没了;高P碰红线,红线没了;高P碰考试,考试也没了。”

       这个社会就是这般的现实。

       大多数时候,规则确实都是用来束缚弱者的。

       当然,在某种程度上,这也是一种保护。

       因为真正能够无视规则的人,或者规则的制定者,只占极少数,千分之一,万分之一,甚至更少。

       剩下的绝大多数人,之间也都是有层级之分的。

       如果没有规则去束缚“不那么弱的弱者”的话,他们就会去欺凌“比他们还要弱的弱者”,然后一层一层的传递下去,底层就将永无翻身之日。

       在现实中,法律就是比较常见的规则,也是符合“束缚并保护弱者”这一条的。

       一方面,法律将违法犯罪的代价明确,震慑了“不那么弱的弱者”,让他们轻易不会做出违法犯罪的事情,切切实实保护了“真·弱者”的基本权益。

       另一方面,虽说“天子犯法和庶民同罪”,但实际操作起来,大家都懂得,怎么可能嘛,总有一些人是超脱的存在嘛。

       晚上聚餐的地方,魏兴思已经提前订好了,就在大学路上,是一家新开的川菜馆,名叫“五斗橱”。

       今天魏老师没有开车,带着课题组的众人步行过去,还带了拎了四瓶酒,三红一白。

       看的出魏老师是真的高兴,平常他和学生聚餐一般都是不喝酒的,今天难得破了一回例。

       然后,许秋就遭殃了,被轮番敬酒,要不是他本身酒量过关,外加演技在线,估计就得横着回去了。

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