不過,他可以退而求其次。
到學校里做計算物理、計算化學或是計算材料學的實驗室,蹭一臺能夠進行高性能運算的服務器應該也暫時夠用了。
比如,魏老師對門219辦公室的裴子材教授,就是做“無機半導體材料和介電材料的第一性原理計算”。
許秋選修過裴子材的《計算材料學》課程,這個老師還是比較有意思的。
他在上課的時候,總是會忍不住笑出來,不是很能控制自己的面部表情,也因此同學們私下稱他為“裴哈哈”。
……
在等待計算結果的過程中,許秋也找了很多關于PTB7-TH的文獻,并總結了PTB7-TH的各項性能,主要是能級和禁帶寬度。
與文獻對照后發現,模擬計算出來的數據與實際上還是有一定的差距的,偏差值大約在0-0.4電子伏特左右。
相較于原始未改進的版本,這個差距已經非常小了。
原始的DFT模擬,因為把大分子材料當做小分子材料進行計算,所以測試出來能級的誤差通常在0.5電子伏特以上,而禁帶寬度的誤差甚至超過了1電子伏特。
要知道,合適的光伏材料,禁帶寬度也就是在1-2電子伏特之間,這誤差都接近50%了,甚至已經不能說是誤差了。
這也是學姐之前說這種方法使用的人越來越少的原因。
對于改進版本后,仍存在的小幅誤差,許秋也考慮了可能的原因:
一方面,像PTB7-TH這種分子,它其中的一個結構單元,TT,不是軸對稱的,因此它在大分子中的排布規律不確定。
假如所有的TT單元都朝著一個方向排布,那么得到的大分子材料的結晶性能就較強,禁帶寬度也較小,性能通常也比較好。
反之,如果是胡亂排列,材料的性能則較差。
另一方面,他學過《有機化學》,知道合成反應都是存在副反應的。
理想情況下,你想讓小分子單元手拉手連成一條直線,形成一條直直的大分子鏈。
但實際情況可能是有的人手拉著別人的腳,有的人頭發被別人扯住了,還有人斷了胳膊斷了腿。
雖然上述情況發生的可能性很小,或許只有1%-5%。
但對于數十數百個這樣的人,總會出現各種意外,導致最終得到的材料并不是理想中的材料,而存在缺陷。
因此,理論得到的結果終究還是需要用實踐來檢驗。
……
許秋用軟件畫出他構想中的分子結構,然后進行進階DFT模擬計算。
A單元他選擇了結構簡單的苯并噻二唑BT單元,D單元則選擇了噻吩,從一個噻吩到四個相連的噻吩,分別為T、2T、3T、4T。
模擬計算需要一個半小時的時間,他開啟了2倍時間加速。
在這段時間內,因為不能離開模擬實驗室,他索性在里面做起了組會PPT。
上周學姐考慮到他第一次參加組會,沒有經驗,才替他把他的工作講了,這周他就要自己上場了。
先是這周的實驗進展,包括器件性能的重復性測試、穩定性測試。
然后是他設計的分子的合成路線。
看似他設計了四個分子,但實際上是四類分子,因為合成中的變化特別多。
比如可以改變支鏈的大小、種類、位置、數量,可以選擇是否引入雜原子,可以改變雜原子的位置、數量等等。
當他完成組會PPT后,模擬結果也全部出來了。
從能級結構和禁帶寬度上來看,四類分子都是比較合適的光伏材料。
不過,也只是理論上的。