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351 效率進一步突破,13.52%!(求訂閱)(1 / 2)

幾天後,許秋拿到了模擬實驗室的測試結果,器件性能繼續向上突破。

最佳的體係為PBDBTF:IDIC4F,光電轉換效率最高可達13.52%。

考慮到PBDBTF給體材料,在其他各個非富勒烯體係中的表現也較為良好,許秋決定將其認定為一個基準給體材料。

這就麵臨一個命名的問題。

一方麵,PBDBTF這個名稱稍微有些長;另一方麵,原初的PBDBT材料是其他課題組開發的成果,許秋也存了一些私心,想把這個印記給褪去。

最終,許秋仿造學妹開發FTAZ係列從H1x命名到H4x,把新的三種PBDBT衍生物,PBDBTS、PBDBTF、PBDBTSF,分彆命名為J1、J2、J3。

韓嘉瑩的話,現在H用了,J也用了,日後有新的體係還可以命名為Y係列,不得不說,三個字的名字就是好。

這種用自己名字命名的方法,許秋倒不是很感興趣,不然ITIC係列他可以索性直接叫X1,可以這樣做,但是沒必要。

話說回來,對於給體這一塊,許秋現階段並不打算投入太多的精力。

因為他現在手上的實驗數據非常豐富,而這些實驗結果表明,對於“寬帶隙給體:窄帶隙受體”的有機光伏體係來說,給體材料主要是錦上添花,器件性能主要還是看受體材料的表現。

就比如IDIC4F體係,IDIC4F和J2結合,效率有13.52%,但它和H43、J1、J3結合,效率同樣不低,也分彆有11.92%、12.27%和12.98%,哪怕是它和光吸收不互補的窄帶隙給體材料PCE10、PCE11結合,器件效率都雙雙突破10%。

給許秋的感覺就是,受體材料如果非常好起來,對給體材料的要求就比較低,隻要不是太托後腿就行,類似於有種優勢叫做“栓條狗都能贏”,這邊就是“隨便什麼給體材料都行”,畢竟,窄帶隙的非富勒烯材料才是這個體係光電流的主要貢獻者。

實際上,之前徐正宏他們報道的IDTBR體係,采用多種標準給體材料都表現出不低的器件性能,在那時候許秋就已經有了這方麵的猜測,現在大量的實驗數據無疑證明了當時他的想法是正確的。

許秋總結他這個J2:IDIC4F體係的工作,主要有幾個亮點。

其一,自然就是高效率了,相較於之前卡了三年的世界記錄12.21%,器件效率足足提升了1.31%,這個幅度可不算小了。

其二,類似於之前IDIC體係,IDIC4F體係同樣可以做厚膜,比如300納米的有效層薄膜,器件效率能夠大於10%。

其三,基於這個體係的大尺寸器件,比如1平方厘米的器件,效率同樣能夠達到10%以上。

第二和第三點,可以合並在一起,然後與之前IDIC體係的推論整合,即:

“側鏈改變→分子間位阻減小→有效層中受體分子排布變得緊密→電子遷移率提高→可以製備厚膜、大尺寸器件,能量損失降低,開路電壓提高”

“氟原子的引入→分子內的相互作用增強→受體材料的HOMO/LUMO能級變深、光吸收紅移→短路電流提高、開路電壓提高”

如果是這樣的話,不僅是提出了一些新的觀點,更重要的是解決了困擾有機光伏領域多年的一個難題,因為之前雖然也有號稱能夠做大尺寸、厚膜的體係,但效率都比較低,沒有超過10%的。

高效率的例子,總是比低效率的例子更有說服力。

而且,對於一個最高效率記錄在12%左右,大多數體係都在10%以下的領域來說,效率破10%也有著獨特的意義。

不過,對於這篇工作的定位,到底投什麼期刊,許秋還真有些糾結。

因為在學術圈,AM之類的頂刊和《自然》大子刊、CNS級彆的頂刊,中間跨度非常大,而且基本上沒有什麼過渡期刊。

眼下的這個工作,能不能夠的上《自然》大子刊還真說不好,可能五五開吧,看分到的編輯以及編輯選的審稿人。

畢竟魏興思在《自然》大子刊這種級彆的期刊麵前就是個萌新,他雖然通過PY混過幾篇《自然》大子刊,但都是夾在四五六七作者之中,沒什麼存在感。

而投這種級彆的頂刊,要是通訊作者沒點光環,還真的有點虛。

要是投了《自然·材料》、《自然·光學》,到時候審稿意見回來,直接把你轉到NC了,那就有些尷尬了。

雖然NC也不差,畢竟能上NC的稿件,有較大的一部分是投《自然》或《自然》大子刊被打下來的,隻要不是亂投稿,敢投CNS、《自然》大子刊的工作,多少都是有點東西的,這也是部分學者認為NC要比AM、JACS檔次稍微高那麼一丟丟的原因。

但這樣一個突破性的工作要是到了NC上,許秋終究有些不甘心。

要是器件性能能夠突破到14%以上,那就比較穩了。

可惜的是,現在模擬實驗室中得到的結果,已經越來越接近最優條件了,基本上測出來是多少,現實中也就是多少,想要再提升0.5%還是有些難。

許秋估摸著,眼前J2:IDIC4F體係,大概率已經接近基於ITIC衍生物的單結二元有機太陽能電池器件性能的天花板。

想要效率向上突破,要麼在現有ADA非富勒烯體係上做出重大改變,要麼做雙結疊層電池器件。

不過,這又是另外的兩個故事了,和現在這個工作無關。

最終,許秋思來想去,決定瞄準和《自然·材料》、《自然·光學》同級彆的新刊。

新刊嘛,就意味著機會比較多,畢竟缺稿件嘛,對稿件的質量要求就不會卡的太嚴格。

許秋大致有兩個目標,一個是《自然》最新的大子刊《自然·能源》,另外一個是《細胞》出版社的新刊《焦耳》,兩個期刊都是對標能源類目的新刊,和他做的領域高度相關。

其中,值得一提的是《焦耳》期刊。

焦耳這個人,基本學過中學物理的都知道,雖然他在名氣可能比不上牛頓、愛因斯坦,但無疑也是科學界處於第一梯隊的人。

他是大不列顛的物理學家,在1841年發現電能和熱能的轉化關係,後來被稱為“焦耳定律”,即電流通過導體所產生的熱量與電流的平方成正比,與導體的電阻成正比,與通電時間成正比。

後來,“焦耳”也被劃定為能量和做功的國際單位,1焦耳能量相等於1牛頓力的作用點在力的方向上移動1米距離所做的功。



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