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351 效率进一步突破,13.52%!(求订阅)

我有科研辅助系统作者:肥美的韭菜 2021-04-23 07:40
    几天后,许秋拿到了模拟实验室的测试结果,器件性能继续向上突破。

    最佳的体系为pbdb-tf:idic-4f,光电转换效率最高可达1352%。

    考虑到pbdb-tf给体材料,在其他各个非富勒烯体系中的表现也较为良好,许秋决定将其认定为一个基准给体材料。

    这就面临一个命名的问题。

    一方面,pbdb-tf这个名称稍微有些长;另一方面,原初的pbdb-t材料是其他课题组开发的成果,许秋也存了一些私心,想把这个印记给褪去。

    最终,许秋仿造学妹开发ftaz系列从h1x命名到h4x,把新的三种pbdb-t衍生物,pbdb-ts、pbdb-tf、pbdb-tsf,分别命名为j1、j2、j3。

    韩嘉莹的话,现在h用了,j也用了,日后有新的体系还可以命名为y系列,不得不说,三个字的名字就是好。

    这种用自己名字命名的方法,许秋倒不是很感兴趣,不然itic系列他可以索性直接叫x1,可以这样做,但是没必要。

    话说回来,对于给体这一块,许秋现阶段并不打算投入太多的精力。

    因为他现在手上的实验数据非常丰富,而这些实验结果表明,对于“宽带隙给体:窄带隙受体”的有机光伏体系来说,给体材料主要是锦上添花,器件性能主要还是看受体材料的表现。

    就比如idic-4f体系,idic-4f和j2结合,效率有1352%,但它和h43、j1、j3结合,效率同样不低,也分别有1192%、1227%和1298%,哪怕是它和光吸收不互补的窄带隙给体材料pce10、pce11结合,器件效率都双双突破10%。

    给许秋的感觉就是,受体材料如果非常好起来,对给体材料的要求就比较低,只要不是太托后腿就行,类似于有种优势叫做“栓条狗都能赢”,这边就是“随便什么给体材料都行”,毕竟,窄带隙的非富勒烯材料才是这个体系光电流的主要贡献者。

    实际上,之前徐正宏他们报道的idtbr体系,采用多种标准给体材料都表现出不低的器件性能,在那时候许秋就已经有了这方面的猜测,现在大量的实验数据无疑证明了当时他的想法是正确的。

    许秋总结他这个j2:idic-4f体系的工作,主要有几个亮点。

    其一,自然就是高效率了,相较于之前卡了三年的世界记录1221%,器件效率足足提升了131%,这个幅度可不算小了。

    其二,类似于之前idic体系,idic-4f体系同样可以做厚膜,比如300纳米的有效层薄膜,器件效率能够大于10%。

    其三,基于这个体系的大尺寸器件,比如1平方厘米的器件,效率同样能够达到10%以上。

    第二和第三点,可以合并在一起,然后与之前idic体系的推论整合,即:

    “侧链改变→分子间位阻减小→有效层中受体分子排布变得紧密→电子迁移率提高→可以制备厚膜、大尺寸器件,能量损失降低,开路电压提高”

    “氟原子的引入→分子内的相互作用增强→受体材料的homo/lumo能级变深、光吸收红移→短路电流提高、开路电压提高”

    如果是这样的话,不仅是提出了一些新的观点,更重要的是解决了困扰有机光伏领域多年的一个难题,因为之前虽然也有号称能够做大尺寸、厚膜的体系,但效率都比较低,没有超过10%的。

    高效率的例子,总是比低效率的例子更有说服力。

    而且,对于一个最高效率记录在12%左右,大多数体系都在10%以下的领域来说,效率破10%也有着独特的意义。

    不过,对于这篇工作的定位,到底投什么期刊,许秋还真有些纠结。

    因为在学术圈,am之类的顶刊和《自然》大子刊、cns级别的顶刊,中间跨度非常大,而且基本上没有什么过渡期刊。

    眼下的这个工作,能不能够的上《自然》大子刊还真说不好,可能五五开吧,看分到的编辑以及编辑选的审稿人。

    毕竟魏兴思在《自然》大子刊这种级别的期刊面前就是个萌新,他虽然通过py混过几篇《自然》大子刊,但都是夹在四五六七作者之中,没什么存在感。

    而投这种级别的顶刊,要是通讯作者没点光环,还真的有点虚。

    要是投了《自然·材料》、《自然·光学》,到时候审稿意见回来,直接把你转到nc了,那就有些尴尬了。

    虽然nc也不差,毕竟能上nc的稿件,有较大的一部分是投《自然》或《自然》大子刊被打下来的,只要不是乱投稿,敢投cns、《自然》大子刊的工作,多少都是有点东西的,这也是部分学者认为nc要比am、jacs档次稍微高那么一丢丢的原因。

    但这样一个突破性的工作要是到了nc上,许秋终究有些不甘心。

    要是器件性能能够突破到14%以上,那就比较稳了。

    可惜的是,现在模拟实验室中得到的结果,已经越来越接近最优条件了,基本上测出来是多少,现实中也就是多少,想要再提升05%还是有些难。

    许秋估摸着,眼前j2:idic-4f体系,大概率已经接近基于itic衍生物的单结二元有机太阳能电池器件性能的天花板。

    想要效率向上突破,要么在现有ada非富勒烯体系上做出重大改变,要么做双结叠层电池器件。

    不过,这又是另外的两个故事了,和现在这个工作无关。

    最终,许秋思来想去,决定瞄准和《自然·材料》、《自然·光学》同级别的新刊。

    新刊嘛,就意味着机会比较多,毕竟缺稿件嘛,对稿件的质量要求就不会卡的太严格。

    许秋大致有两个目标,一个是《自然》最新的大子刊《自然·能源》,另外一个是《细胞》出版社的新刊《焦耳》,两个期刊都是对标能源类目的新刊,和他做的领域高度相关。

    其中,值得一提的是《焦耳》期刊。

    焦耳这个人,基本学过中学物理的都知道,虽然他在名气可能比不上牛顿、爱因斯坦,但无疑也是科学界处于第一梯队的人。

    他是大不列颠的物理学家,在1841年发现电能和热能的转化关系,后来被称为“焦耳定律


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