慢慢適應冷水的感覺后,許秋打開系統界面:
【科研輔助系統】
權限等級:1
積分:1978
進行中的任務:1個
熟練度:
【實驗操作類】
制備手段:
清洗基片(四階20%/四階50%,需求超聲波清洗儀、鑷子、氮氣槍)
溶液配制(四階10%/四階50%,需求手套箱、加熱攪拌臺、一次性注射器、藥匙、移液槍)
旋涂(四階0%/四階50%,需求臭氧發生器、勻膠機、一次性注射器、鑷子、移液槍、加熱攪拌臺)
蒸鍍(三階0%/四階50%,需求手套箱、蒸鍍設備)
表征手段:
光電性能表征(四階3%/四階80%,需求手套箱、源表、J-V測試軟件、太陽模擬光源)
【儀器設備工具類】
……
【特殊類】
文獻(一階94%/四階50%)
進階任務:制備基準體系太陽能電池器件,并獲得超過5%的光電轉換效率。任務獎勵:2000積分,權限等級+1。
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許秋沒想到系統將表征手段也列入了實驗操作類,還陰差陽錯的完成了新手任務V。
算是意外之喜吧,不過首要還是考慮怎么完成進階任務。
他開始分析:
首先,系統不會發布完全不可能完成的任務。
那么要完成任務,肯定就是在現有實驗條件的基礎上進行改進。
而影響實驗結果的變量有:試劑、儀器、操作、意外。
試劑方面。
包括PEDOT、二水合醋酸鋅、P3HT、PC[60]BM、以及各種溶劑等等。
它們都是從各大試劑商或專門的光電材料公司購買的,目前實驗室沒有自行生產試劑的能力。
據說張疆校區那邊正在建設的實驗室,主要是用來做合成用的,但還沒有完工,遠水解不了近渴。
因此,試劑可以先忽略。
儀器方面。
大多數都是類似于超聲波清洗儀的傻瓜式儀器,它們的影響也可以忽略。
不過,像是勻膠機、蒸鍍設備,還是會有一定程度上的影響,可以納入考慮范圍。
操作方面。
四種操作步驟中,按重要程度從小到大排列。
清洗基片最小,基本可以忽略;
然后是蒸鍍,雖然操作難度大,但程序基本上都是設定好的,可改進的空間不大;
接著是溶液配制,主要是有效層溶液的配制,不同的溶劑、濃度、加熱溫度,都可能影響聚合物在溶液中的聚集形態。
最后是旋涂,有效層的旋涂過程會對實驗結果造成重大的影響,當然這一步與溶液配制也有一定的關聯性。
他從文獻中了解到,有機太陽能電池中,有效層采用的是體異質結,也就是兩種不同的物質共混后形成薄膜。
其中,P3HT是聚合物,PC[60]BM是小分子,它們相容性不好,會在薄膜中形成三相結構,即聚合物相、小分子相、共混相。
三種相的分布情況,也就是共混薄膜的顯微形貌會影響光生載流子的產生、拆分、輸運、復合、收集,進而影響器件的光電性能。
其中,最理想的顯微結構是“雙連續的互穿網絡結構”。
不同的旋涂方法,成膜過程不同,得到的共混薄膜形貌可能會有很大的差異。