458 《科学》，正式启航！（万更求订阅）
《我有科研辅助系统》作者：肥美的韭菜 2021-04-23 07:40
下午，许秋开始进行叠层器件文章撰写的前期准备工作。
既然打算首投《科学》，许秋需要先找一个《科学》投稿的模板，同时也要了解一下《科学》期刊收文章的要求。
于是，他直接登录了《科学》的官网，unication格式。
在“研究文章”和“报告”中，《科学》要求材料和方法部分提供足够的细节，以便复制研究。
此外，对于生命科学中涉及一种方法的论文，《科学》鼓励作者向他们的合作伙伴bio-protocol《生物协议》提交一份详细的方案。
《生物协议》是来自斯坦福大学的科研工作者，于2011年创办的一份专精于遴选、发表实验方案，需要同行评审的在线期刊。
他们的目的打造一个开放获取与沟通的平台，分享高品质的实验方案，让生命科学的研究更高效，更具可重复性。
这个还是蛮有意义的，就是不知道为什么限定在生命科学。
大概是因为里面造假的论文比较多？
倒是不排除这个可能性，毕竟生命科学领域每年发表的高质量文章太多了。
而基数比较大的话，即使造假的概率比较低，最终产生的绝对数量也会比较高。
看新闻报道出来的学术造假事件，生命科学领域确实也是重灾区，甚至有院士牵涉其中。
话说回来，其他领域为什么很少有院士牵涉进去？
因为很多领域没有院士。
第三种，“评论”。
它要求综述具有跨学科意义的最新发展，并突出未来的方向，6000字左右，正文包括摘要、概述主要主题的导言、简要副标题和重要未解决问题的概要，100篇左右的参考文献，4-6个图表。
除了特刊的“评论”外，所有的“评论”现在都只在网上发表。
也就是不会在纸质版的刊物上收录“评论”的全文，只会放550-600字的摘要，包括背景、进展和展望三个部分。
大概也是因为篇幅太长了的缘故。
而且，许秋估摸着《科学》的综述应该是大佬专属。
反正他一般很少听到有人在《科学》上发综述，有机光伏领域他也没有看到过发表在《科学》上的综述。
最后一种，“短评”。
具体又分为了六类，包括“观点”（perspectiments）。
“观点”，1000字加1张图片，需要突出近期重大的科学进展，但不能主要讨论作者自己的工作，可以为一个领域内的发现提供背景，或者解释潜在的跨学科重要性。
同时，还要求发的“观点”应该为别人的研究增加一个维度，而不仅仅是对别人论文中描述的实验进行总结。
另外，由于是为了表达个人观点，除了极少数例外，“观点”的作者不应超过两个。
换言之，就是别人发了一些cns之类的文章，我过来点评点评，发表一下自己对这些工作的看法。
当然，不是什么阿猫阿狗都能提出看法的，基本上是大佬专属。
“书籍或媒体评论”，最多800字，以新书、电影、展览、表演、移动应用程序、博客和其他可能引起读者广泛兴趣的媒体为主题进行评论。
同时，还要求作者在投稿“书籍或媒体评论”前联系编辑，说明“为什么你认为这项工作会引起科学读者的兴趣，以及为什么你能很好地撰写评论。”
看起来，有点影评的意思在里面，许秋估摸着同样是大佬专属。
不过，《科学》期刊居然会收这种类型的投稿，还真是许秋之前没有想到的。
“政策讨论”，1000-2000字，1-2张图片，最多15篇参考文献，要求介绍与科学和社会之间具有政策影响交叉点的问题。
“信件”，最多300字，讨论过去3个月在《科学》期刊上发表的文章或普遍感兴趣的问题。
“电子信件”，“信件”的电子版。
“技术评论”，最多1000字，2个图片或表格，15篇参考文献，无需补充材料，仅电子版发表，对前3个月内在《科学》期刊上发表的核心结论和/或研究方法进行评论。
总体来讲，“短评”这一类的文章有个共同点，那就是短。
许秋之前看到的有机光伏领域就，发表在《科学》上的文章，大多数都是出自“短评”。
这类文章，虽然也算是《科学》文章，但相比于第一种“研究文章”，和第二种“报告”格式的文章来说，含金量就差了不少。
因此，一般出去宣传自己课题组发表《科学》文章的研究者，别人都会默认他们发表的是第一种“研究文章”，或第二种“报告”的工作。
不过，话说回来，能够发“短评”的人，多半也是大佬，很多都是自己本身就曾经发表过cns的。
或许《科学》提供“短评”这个类目，也是为了能让大佬们在上面多灌灌水。
这里的“灌水”只是一种形象的比喻，偏中性，和狂发sci三四区的那种灌水不同。
本身“短评”就有点像是论坛一样的存在，大佬们在上面发点评论，就如同是论坛灌水一般。
在了解四种投稿格式后，许秋没有纠结太久，便直接选择了“报告”格式，也就是2500字左右，大约3页的篇幅。
因为他做的叠层器件，把有机光伏领域的效率直接推进到15%以上，接近16%的水平，属于非常重大的突破。
他没必要把工作做的太过细致，主要是起到一个类似于抛砖引玉的效果，吸引其他科研工作者的关注。
要是能吸引到一些研究方向摇摆不定的课题组，投入有机光伏的怀抱就更好了。
毕竟，许秋一个人能耐再大，也不可能把有机光伏领域所有的活都干完，还是要靠其他工作者共同完成。
进入这个行业的人越多，这个领域发展的也就越快越好。
就像这次选择叠层器件顶电池材料时，自己课题组的材料就有些不够用了，需要找一些外援材料。
确定了文章格式后，许秋本来打算下载几篇最新“报告”格式的《科学》论文当做模板的。
结果发现下载不了，只能预览标题、文章作者、摘要等基础的信息，如果要阅读全文，或者下载文献全文pdf，就需要付费了。
他这才想到学校没有购买《科学》的电子版资源。
不过，很多期刊的电子版收费是有期限的。
也就是说文章发表后经过一定时间，会自动转换为开源文章，这个期限有的可能是一年，有的可能是两年。
因此，许秋找了找往期的《科学》论文，从中下载了几篇已经开源的“报告”格式论文，开始对照着制作模板。
大体上和之前acs、rsc、wiley旗下期刊的格式差不多，改变的主要是一些细节：
比如，正文中参考文献的标注，不是常见的上标，而是正常的字体大小直接跟在语句后面，用的也不是常见的方括号[]，而是圆括号()；
参考文献本身的引用格式也和其他期刊有所不同，年份需要加圆括号，放在页码的后面。
大致花费了一个小时，许秋终于完成了文章撰写前的准备工作。
接下来，就是构筑《科学》论文的大致框架。
……
……
……
三天后。
周三下午，许秋完成了这篇《科学》论文的大致框架。
正文中，他一共规划了三张图片。
第一张图片的主题是“基于am15g标准光照条件下，对二终端法叠层有机太阳能电池器件理论效率的半经验分析”。
这张图片属于叠层器件文章中较为常规的配图，在平常单结器件的文章中并不多见。
具体细分为a、b、c、d四张小图。
其中，a图是核心。
许秋构建了一个三维立体坐标系，xyz三个坐标分别为：
x，外量子效率eqe，从65%到85%；
y，顶电池的光吸收边λonset，近似于顶电池材料可以吸收光波长的最大值，从900到1200纳米；
z，器件的理论光电转换效率pce，从12%到30%。
此外，还有第四个变量，即每个子电池的能量损失eloss，分为04、05、06、07、08电子伏特五个档次。
同时，假定填充因子ff恒定为075。
经过计算，得到在不同子电池能量损失下，光电转换效率随外量子效率和顶电池的光吸收边变化的曲面图像。
因为能量损失有五个档次，所以对应的三维立体坐标系中就有五个曲面。
许秋为了表述直观，还给五个曲面染了色，从蓝到红分别表示光电转换效率逐渐增大。
这张图片看起来比较高端，但其实背后的计算过程并不复杂。
顶电池的光吸收边，可以通过公式换算出有效层材料的禁带宽度，禁带宽度再减去假定的能量损失，就得到了开路电压。
禁带宽度已知，外量子效率已知，可以通过积分计算得到短路电流密度。
最后，填充因子是给定的075。
三者相乘，就得到了最终的光电转换效率。
理论预测的结果还是比较美好的。
在光吸收边为1100纳米，外量子效率75%，填充因子075，能量损失06电子伏特的条件下，有机光伏叠层器件的效率可以达到20%！
20%！
然而，理想很丰满，现实有点短。
现实的情况是，每个值都比理想情况下差5%左右。
比如，光吸收边实际上只有1000纳米，外量子效率只有70%，填充因子只有070，能量损失是065电子伏特。
从而导致，现实里的结果差不多就是20%*095*095*095*095=163%。
而现在都还做不到163%呢。
不过经过许秋团队的努力，已经非常的接近这个数值了。
剩下的b、c、d三张图片，就是把三维坐标系之下立体的a图，变为二维坐标下的平面图。
也就是分别固定外量子效率、顶电池的光吸收边，以及每个子电池的能量损失，三个变量其中的一个，考察光电转换效率随另外两个变量变化的二维图谱。
其中，光电转换效率同样通过之前的蓝红颜色进行表示，并绘制出等效率线。
值得注意的是，在这些半经验分析图片中，许秋都把填充因子恒定为075。
一方面，是因为填充因子相对比较特殊。
它虽然是变量，但影响它的因素非常多，不是很好优化和界定，不像短路电流密度和开路电压，可以认为直接和材料禁带宽度相关。
理论上讲，填充因子主要受到太阳能电池器件本身的影响，最终得到的器件串联电阻越大，并联电阻越小，填充因子就越小。
但实际上，不论是串联电阻还是并联电阻，都是在涂膜后才测试出来的，在涂膜前怎么让这两个数值随心意而改变，是比较难以做到的。
换言之，器件填充因子的优化，几乎是纯粹的结果导向。
填充因子比较小的体系，用到的光电材料以及加工工艺，在发展的过程中会被自动淘汰，或者自动转为冷门的领域。
比如，全聚合物有机光伏的n2200的体系，填充因子通常会比较低，甚至只有05、06左右，现在做这个领域的研究者就非常的少。
另一方面，也是因为在一个三维立体图谱中，只能有三个自变量，如果再加上一个填充因子作为变量，就需要用到四维坐标系了。
四维坐标系，许秋就算想画，也画不出来。
况且，现在虽说是三个自变量、一个因变量，其实也是有限制的。
其中一个自变量“每个子电池的能量损失”并不是连续变化，而是以01电子伏特为间隔跳动变化的。
如果这个变量也连续变化，那么最终得到的就是连续曲面。
点动成线，线动成面，面动成体。
连续变化的曲面就会等效为一个立体的结构。
此时，“每个子电池的能量损失”变量，将取代光电转换效率成为新的z坐标。
而原本是z坐标的效率将“坍缩”为颜色，或者是一个强度值，从而得到一张真·立体图谱。
在纸张这种二维空间中，是无法表达“真·立体图谱”这种三维图谱的。
这也是之前“每个子电池的能量损失”非连续变化的原因。
第二张图片，单结器件相关的表征。
这个和
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既然打算首投《科学》，许秋需要先找一个《科学》投稿的模板，同时也要了解一下《科学》期刊收文章的要求。
于是，他直接登录了《科学》的官网，unication格式。
在“研究文章”和“报告”中，《科学》要求材料和方法部分提供足够的细节，以便复制研究。
此外，对于生命科学中涉及一种方法的论文，《科学》鼓励作者向他们的合作伙伴bio-protocol《生物协议》提交一份详细的方案。
《生物协议》是来自斯坦福大学的科研工作者，于2011年创办的一份专精于遴选、发表实验方案，需要同行评审的在线期刊。
他们的目的打造一个开放获取与沟通的平台，分享高品质的实验方案，让生命科学的研究更高效，更具可重复性。
这个还是蛮有意义的，就是不知道为什么限定在生命科学。
大概是因为里面造假的论文比较多？
倒是不排除这个可能性，毕竟生命科学领域每年发表的高质量文章太多了。
而基数比较大的话，即使造假的概率比较低，最终产生的绝对数量也会比较高。
看新闻报道出来的学术造假事件，生命科学领域确实也是重灾区，甚至有院士牵涉其中。
话说回来，其他领域为什么很少有院士牵涉进去？
因为很多领域没有院士。
第三种，“评论”。
它要求综述具有跨学科意义的最新发展，并突出未来的方向，6000字左右，正文包括摘要、概述主要主题的导言、简要副标题和重要未解决问题的概要，100篇左右的参考文献，4-6个图表。
除了特刊的“评论”外，所有的“评论”现在都只在网上发表。
也就是不会在纸质版的刊物上收录“评论”的全文，只会放550-600字的摘要，包括背景、进展和展望三个部分。
大概也是因为篇幅太长了的缘故。
而且，许秋估摸着《科学》的综述应该是大佬专属。
反正他一般很少听到有人在《科学》上发综述，有机光伏领域他也没有看到过发表在《科学》上的综述。
最后一种，“短评”。
具体又分为了六类，包括“观点”（perspectiments）。
“观点”，1000字加1张图片，需要突出近期重大的科学进展，但不能主要讨论作者自己的工作，可以为一个领域内的发现提供背景，或者解释潜在的跨学科重要性。
同时，还要求发的“观点”应该为别人的研究增加一个维度，而不仅仅是对别人论文中描述的实验进行总结。
另外，由于是为了表达个人观点，除了极少数例外，“观点”的作者不应超过两个。
换言之，就是别人发了一些cns之类的文章，我过来点评点评，发表一下自己对这些工作的看法。
当然，不是什么阿猫阿狗都能提出看法的，基本上是大佬专属。
“书籍或媒体评论”，最多800字，以新书、电影、展览、表演、移动应用程序、博客和其他可能引起读者广泛兴趣的媒体为主题进行评论。
同时，还要求作者在投稿“书籍或媒体评论”前联系编辑，说明“为什么你认为这项工作会引起科学读者的兴趣，以及为什么你能很好地撰写评论。”
看起来，有点影评的意思在里面，许秋估摸着同样是大佬专属。
不过，《科学》期刊居然会收这种类型的投稿，还真是许秋之前没有想到的。
“政策讨论”，1000-2000字，1-2张图片，最多15篇参考文献，要求介绍与科学和社会之间具有政策影响交叉点的问题。
“信件”，最多300字，讨论过去3个月在《科学》期刊上发表的文章或普遍感兴趣的问题。
“电子信件”，“信件”的电子版。
“技术评论”，最多1000字，2个图片或表格，15篇参考文献，无需补充材料，仅电子版发表，对前3个月内在《科学》期刊上发表的核心结论和/或研究方法进行评论。
总体来讲，“短评”这一类的文章有个共同点，那就是短。
许秋之前看到的有机光伏领域就，发表在《科学》上的文章，大多数都是出自“短评”。
这类文章，虽然也算是《科学》文章，但相比于第一种“研究文章”，和第二种“报告”格式的文章来说，含金量就差了不少。
因此，一般出去宣传自己课题组发表《科学》文章的研究者，别人都会默认他们发表的是第一种“研究文章”，或第二种“报告”的工作。
不过，话说回来，能够发“短评”的人，多半也是大佬，很多都是自己本身就曾经发表过cns的。
或许《科学》提供“短评”这个类目，也是为了能让大佬们在上面多灌灌水。
这里的“灌水”只是一种形象的比喻，偏中性，和狂发sci三四区的那种灌水不同。
本身“短评”就有点像是论坛一样的存在，大佬们在上面发点评论，就如同是论坛灌水一般。
在了解四种投稿格式后，许秋没有纠结太久，便直接选择了“报告”格式，也就是2500字左右，大约3页的篇幅。
因为他做的叠层器件，把有机光伏领域的效率直接推进到15%以上，接近16%的水平，属于非常重大的突破。
他没必要把工作做的太过细致，主要是起到一个类似于抛砖引玉的效果，吸引其他科研工作者的关注。
要是能吸引到一些研究方向摇摆不定的课题组，投入有机光伏的怀抱就更好了。
毕竟，许秋一个人能耐再大，也不可能把有机光伏领域所有的活都干完，还是要靠其他工作者共同完成。
进入这个行业的人越多，这个领域发展的也就越快越好。
就像这次选择叠层器件顶电池材料时，自己课题组的材料就有些不够用了，需要找一些外援材料。
确定了文章格式后，许秋本来打算下载几篇最新“报告”格式的《科学》论文当做模板的。
结果发现下载不了，只能预览标题、文章作者、摘要等基础的信息，如果要阅读全文，或者下载文献全文pdf，就需要付费了。
他这才想到学校没有购买《科学》的电子版资源。
不过，很多期刊的电子版收费是有期限的。
也就是说文章发表后经过一定时间，会自动转换为开源文章，这个期限有的可能是一年，有的可能是两年。
因此，许秋找了找往期的《科学》论文，从中下载了几篇已经开源的“报告”格式论文，开始对照着制作模板。
大体上和之前acs、rsc、wiley旗下期刊的格式差不多，改变的主要是一些细节：
比如，正文中参考文献的标注，不是常见的上标，而是正常的字体大小直接跟在语句后面，用的也不是常见的方括号[]，而是圆括号()；
参考文献本身的引用格式也和其他期刊有所不同，年份需要加圆括号，放在页码的后面。
大致花费了一个小时，许秋终于完成了文章撰写前的准备工作。
接下来，就是构筑《科学》论文的大致框架。
……
……
……
三天后。
周三下午，许秋完成了这篇《科学》论文的大致框架。
正文中，他一共规划了三张图片。
第一张图片的主题是“基于am15g标准光照条件下，对二终端法叠层有机太阳能电池器件理论效率的半经验分析”。
这张图片属于叠层器件文章中较为常规的配图，在平常单结器件的文章中并不多见。
具体细分为a、b、c、d四张小图。
其中，a图是核心。
许秋构建了一个三维立体坐标系，xyz三个坐标分别为：
x，外量子效率eqe，从65%到85%；
y，顶电池的光吸收边λonset，近似于顶电池材料可以吸收光波长的最大值，从900到1200纳米；
z，器件的理论光电转换效率pce，从12%到30%。
此外，还有第四个变量，即每个子电池的能量损失eloss，分为04、05、06、07、08电子伏特五个档次。
同时，假定填充因子ff恒定为075。
经过计算，得到在不同子电池能量损失下，光电转换效率随外量子效率和顶电池的光吸收边变化的曲面图像。
因为能量损失有五个档次，所以对应的三维立体坐标系中就有五个曲面。
许秋为了表述直观，还给五个曲面染了色，从蓝到红分别表示光电转换效率逐渐增大。
这张图片看起来比较高端，但其实背后的计算过程并不复杂。
顶电池的光吸收边，可以通过公式换算出有效层材料的禁带宽度，禁带宽度再减去假定的能量损失，就得到了开路电压。
禁带宽度已知，外量子效率已知，可以通过积分计算得到短路电流密度。
最后，填充因子是给定的075。
三者相乘，就得到了最终的光电转换效率。
理论预测的结果还是比较美好的。
在光吸收边为1100纳米，外量子效率75%，填充因子075，能量损失06电子伏特的条件下，有机光伏叠层器件的效率可以达到20%！
20%！
然而，理想很丰满，现实有点短。
现实的情况是，每个值都比理想情况下差5%左右。
比如，光吸收边实际上只有1000纳米，外量子效率只有70%，填充因子只有070，能量损失是065电子伏特。
从而导致，现实里的结果差不多就是20%*095*095*095*095=163%。
而现在都还做不到163%呢。
不过经过许秋团队的努力，已经非常的接近这个数值了。
剩下的b、c、d三张图片，就是把三维坐标系之下立体的a图，变为二维坐标下的平面图。
也就是分别固定外量子效率、顶电池的光吸收边，以及每个子电池的能量损失，三个变量其中的一个，考察光电转换效率随另外两个变量变化的二维图谱。
其中，光电转换效率同样通过之前的蓝红颜色进行表示，并绘制出等效率线。
值得注意的是，在这些半经验分析图片中，许秋都把填充因子恒定为075。
一方面，是因为填充因子相对比较特殊。
它虽然是变量，但影响它的因素非常多，不是很好优化和界定，不像短路电流密度和开路电压，可以认为直接和材料禁带宽度相关。
理论上讲，填充因子主要受到太阳能电池器件本身的影响，最终得到的器件串联电阻越大，并联电阻越小，填充因子就越小。
但实际上，不论是串联电阻还是并联电阻，都是在涂膜后才测试出来的，在涂膜前怎么让这两个数值随心意而改变，是比较难以做到的。
换言之，器件填充因子的优化，几乎是纯粹的结果导向。
填充因子比较小的体系，用到的光电材料以及加工工艺，在发展的过程中会被自动淘汰，或者自动转为冷门的领域。
比如，全聚合物有机光伏的n2200的体系，填充因子通常会比较低，甚至只有05、06左右，现在做这个领域的研究者就非常的少。
另一方面，也是因为在一个三维立体图谱中，只能有三个自变量，如果再加上一个填充因子作为变量，就需要用到四维坐标系了。
四维坐标系，许秋就算想画，也画不出来。
况且，现在虽说是三个自变量、一个因变量，其实也是有限制的。
其中一个自变量“每个子电池的能量损失”并不是连续变化，而是以01电子伏特为间隔跳动变化的。
如果这个变量也连续变化，那么最终得到的就是连续曲面。
点动成线，线动成面，面动成体。
连续变化的曲面就会等效为一个立体的结构。
此时，“每个子电池的能量损失”变量，将取代光电转换效率成为新的z坐标。
而原本是z坐标的效率将“坍缩”为颜色，或者是一个强度值，从而得到一张真·立体图谱。
在纸张这种二维空间中，是无法表达“真·立体图谱”这种三维图谱的。
这也是之前“每个子电池的能量损失”非连续变化的原因。
第二张图片，单结器件相关的表征。
这个和