我有科研輔助係統!
“許秋,你明白什麼了?”
“我想到了進一步提升器件性能的思路。”
許秋定了定心神,緩緩道來
“目前,我的體係,是氯仿溶劑下的器件性能最高,在9以上,而用氯苯溶劑冷塗出來的器件性能非常低。
隻有在用氯苯溶劑熱塗的條件下,器件效率才能勉強與氯仿溶劑相當,達到9,之前我一直沒想明白其中的原因。
而剛剛學姐提到,旋塗時溶液的溫度不同,會體現在旋塗得到的薄膜的光吸收光譜中。
這說明,我這種材料與傳統的低結晶性聚合物材料不同,旋塗時的處理溫度,會顯著影響其薄膜的顯微形貌。
學姐測試光吸收的時候用的溶劑都是氯苯吧?”
“沒錯,我用的都是氯苯溶劑,氯仿溶劑也沒法加熱啊。”陳婉清道
“這和你說的內容有關係嗎?”
“當然有關係,彆急嘛,”許秋道
“在有機光伏體係中,理想的有效層薄膜的顯微形貌中,要有三相結構,包括純聚合物相、純cb相以及兩者的共混相。
假如聚合物材料的本征結晶性過強,且不加以抑製,在得到的有效層薄膜中就會形成非常大的晶區,從而擠壓共混相的占比,不利於器件性能的提高。”
“我好像懂了,”陳婉清似有所悟
“你是說你的體係因為聚合物高結晶性,所以可以將注意力集中在優化有效層的共混形貌上。
那麼,具體怎麼操作呢?”
許秋做出一副“孺子可教也”的神態。
在收獲學姐的一個白眼後,他認真解釋道
“聚合物的結晶不是瞬間完成的,而是需要一定的時間。
在旋塗,也就是有效層成膜過程中,溶劑揮發的速度越慢,留給聚合物結晶的時間就越多,那麼得到的共混薄膜中聚合物的晶相尺寸就越大。
我們來分析之前采用的兩種溶劑。
氯仿是低沸點溶劑,即使常溫下旋塗,溶劑揮發速度也很快,同樣它的成膜過程也很快。
在這樣的條件下,聚合物相的結晶程度能夠被控製在合理的尺度範圍內。
但由於氯仿的沸點很低,無法對它進行加熱處理,因此對於具體尺度我們很難進行精細的調節。
而氯苯溶劑,直接冷塗,溶劑揮發很慢,成膜過程同樣很慢,這就導致聚合物的結晶相非常多,這也是其對應的器件性能不好的原因。
而熱塗法,因為提高了溫度,溶劑揮發速度隨之提高,成膜速度變快,聚合物結晶相減少,性能就提高了。
雖然目前來看,基於氯苯溶劑的器件性能不如氯仿的高,但可以通過控製旋塗過程中的溫度,做到精細控製。”
“可是,我記得你測試時,用的是90攝氏度的氯苯溶液熱塗的。”陳婉清道
“而氯苯的沸點也就是130攝氏度,向上調節的空間也不大吧。”
“這不是還有40攝氏度的餘地嘛,”許秋道
“況且,之前我們的熱塗法,主要目的是加速溶液溶解,而非結晶性方麵的考量,所以基片還是用的冷基片。
這種方法隻是偽·熱塗法。
我們可以對此改進,除了加熱溶液,連同基片也一起加熱至對應的溫度。