第四十章 考試月(上)

　　考試月第一周，許秋每天的日程，按照計劃有條不紊的進行著。

　　模擬實驗室。

　　繼續上周的實驗。

　　之前遇到的問題是有效層溶液應該熱涂還是冷涂。

　　許秋考慮了幾十秒后，他一拍腦門，做出決定：

　　既然不清楚哪個條件好，那便都試試看就知道了。

　　實驗結果會給出答案的。

　　他之前修讀過高分子化學，知道高聚物和小分子有很多不同之處。

　　對于高分子聚合物材料來說，它不是純凈物，而是由不同分子量的聚合物組成的混合物。

　　因此，研究者們難以對其中組分進行精確計量，只能通過實驗手段計算它的平均分子量。

　　通常用數均分子量、重均分子量、多分散系數來表征聚合物材料的分子量及其分子量的分布情況。

　　也因此，對于不同批次制備的高分子材料，它們的分子量、多分散系數都不同，那么性質自然就會有所差異，就算是同一批次的材料，彼此都會有細微的區別。

　　所以涉及到高聚物材料，摸索得到的實驗條件一般只對同一批次有效，如果換一個批次，那么最佳實驗條件就會改變。

　　好在學姐一次性買了500毫克的PTB7-TH，夠用幾個月，所以花費一些功夫摸索出最佳條件還是很有必要的。

　　結合文獻中其他研究者的實驗條件，許秋設計了自己的實驗方案。

　　他先是把上次稀釋過后的25#15#溶液，再次用移液槍加入833毫升氯苯溶劑，將其稀釋至10毫克每毫升，重新標記為25#10#，然后放置在90攝氏度的加熱攪拌臺上。

　　然后將10#溶液從加熱攪拌臺上取下，放在瓶架上等待其自然冷卻。

　　另外的15#和20#溶液，則不進行操作，仍然放在加熱攪拌臺上。

　　一共得到四組溶液，其中10#用于冷涂，15#、20#、25#10#用于熱涂。

　　12片基片，每組溶液采用3種轉速，暫定為1500、2000、2500r.p.m.。

　　為了減少實驗變量，他決定不加溶劑添加劑、不進行退火操作。

　　接著進行旋涂、蒸鍍、測試。

　　最終，這批器件的最高效率產生在“20#，2500”樣品，為8.22%。

　　其余所有樣品的效率值也均在7%以上。

　　完成實驗后，許秋將實驗結果記錄到實驗記錄本上，然后進行分析：

　　首先，當前實驗條件下，溶液濃度越高，光電性能越好。

　　其次，當前實驗條件下，冷涂法和熱涂法對器件性能的影響不大。

　　最后，共使用了12種實驗條件，但器件的光電性能波動變化較小，這說明PTB7-TH這種材料性能確實優異，對實驗條件的依賴性較低。這一點是和P3HT相比較的，他聽學姐說在她最早做P3HT的時候，完全參照文獻的實驗條件，器件效率卻只有1%不到。

　　對最佳效率8.22%這個數據，許秋還是比較滿意的，畢竟這是第一次嘗試。

　　雖說其他研究者的文章報道出的結果普遍在10%以上，甚至最高都做到了12.2%，但那是他們是經過不斷摸索，反復改進實驗條件后，得到的最佳性能。

　　之后，許秋基于上次的結果，改變轉速，又做了一批器件。

　　他制備了20#溶液在2500、3000、3500r.p.m.轉速下的樣品。

　　最高效率產生在“20#，3000”樣品，為8.40%。

　　周日，許秋收到了學姐的消息，說PEN基片已經快遞到實驗室了。

　　許秋便跑了趟實驗室。

　　“咦，許秋，你怎么來啦。”陳婉清道。

　　“學姐不是說PEN基片到了，我就過來看看。”許秋道。

　　“我就是通知你一下，你現在又不做實驗，還不好好復習去。”陳婉清嘴上這么說著，但還是起身進入實驗室，將PEN基片取了出來。

　　許秋接過基片，仔細查看。

　　基片是卷起來的一大卷，彎折起來質感偏硬，它的表面是透明的，有一點點淡黃色，單面鍍有ITO，有ITO的那一面上覆蓋著一層可揭掉的塑料保護膜。

　　許秋呼喚系統：

　　“系統，可以只復制PEN基片，而不改變模擬實驗室內的其他物品嗎？”

　　可以。

　　“那復制吧。”

　　復制成功。

　　許秋突然想到，這樣豈不是可以把其他東西也帶到模擬實驗室來了。

　　不過仔細想想，好像也沒什么用，就算能帶進來也帶不出去，只是虛擬的罷了。

　　他將手中的PEN基片放回原處，問道：

　　“學姐，最近實驗順利嗎？”

　　“我最近準備做PTB7-TH的器件，但是這東西好像不太好溶解。”陳婉清皺了皺眉。

　　“這樣啊，實驗條件是什么？”

　　“唔…我用的氯仿溶劑，總濃度是10毫克每毫升，給受體質量比1:1，也就是加了5毫克的PTB7-TH。

　　但是攪拌了好幾天，溶解的還是不好，瓶壁上總會有固體殘留。

　　但我又不敢把聚合物的濃度調太低，怕溶液的成膜性不好。

　　之前做P3HT的時候就沒有這種問題，哎。”陳婉清道。

　　許秋暗自想著：“學姐的進度有點慢啊，要是這樣發展下去的話，等一個月后，就算我把最優條件摸索出來，也不敢直接拿來用啊。

　　不如給學姐點提示，一步步引導學姐，讓她先試出來一個差不多的條件，最后我再把最優條件拿出來，就不會顯得那么突兀了。”

　　想到這里，他便說道：

　　“或許可以試試給溶液加熱，我最近在復習高分子化學，看到了里面有個時溫等效原理，覺得可以把它拓展到溶液溶解問題中，我覺得提高溫度應該可以加速聚合物溶解。”

　　“可這是氯仿溶劑啊，噢——”陳婉清道：“你是指換溶劑，用氯苯、二氯苯嗎，那會不會太費原料了？”

　　“舍不得孩子套不得狼，”許秋道：“而且如果用噴涂法，一次也就用20微升，一毫升溶液能用40多次，就算用了10毫克PTB7-TH，也不過140塊錢，平均下來做一片基片的溶液成本才三塊多。”

　　“你的數學真好，”陳婉清道：“聽起來好像有點道理的樣子，好呀，那我試試看。”

　　許秋不太放心學姐的實驗操作能力，又補充道：

　　“加熱溫度可以稍微高一些，比如75度、90度之類的，在氮氣氛圍內聚合物和PCBM還是比較穩定的。”

　　“好呀，好呀。”陳婉清點點頭，記錄了下來。

　　這下，應該沒問題了吧。