“被你看出来啦,魏老师主要也是挑的这个毛病。”陈婉清叹了口气道:
“我设计的这几个A-D-A分子,D、A单元都比较小众,必须从原材料开始合成,不似D-A共聚物给体中,大部分的D、A单元单体,都可以直接从光电材料公司直接购买,然后拿到单体直接做聚合。”
“嗯……”许秋深以为然的点点头,随后补充道:
“当时我更倾向于先从PDI分子开始做,也有这方面的考虑,毕竟我之前只做过Stille耦合反应,虽然也上过《有机合成》的课程和实验课,但是实操经验并不多。
而相比于A-D-A分子,PDI分子结构单一,里面涉及到的有机合成种类较少,只要掌握两三类反应,比如溴取代反应,氨基和羧基的缩合反应,即可实现大多数的分子结构设计,拿来练手再适合不过了。”
陈婉清瞪了他一眼,“你都知道,那当时怎么不和我说呢?”
“你也没问啊……”许秋看她似乎有动手的征兆,忙转移话题:“要不,你也来和我一起做PDI?”
话音刚落,他就挨了一记左勾拳。
“我就不信我做不出来了,最近我可是查了不少资料,现在新设计的合成路线都已经做好了。”陈婉清余气未消,依然是一副气鼓鼓的样子。
她把PPT跳转到新的一页:“喏,你再看看。”
“四、七、九、十一步的合成反应?这么多步?学姐,你是认真的?”许秋惊讶,反应步骤多的话,最终产率会很低,而且也更容易出现意外,反正他是没有勇气,上来就挑战这么高的难度。
“当然是认真的,怎么,你有意见?”陈婉清没好气道。
“没,没有。”许秋摆了摆手,心想‘学姐现在而文章已经够她毕业了,想折腾就随她去吧,现在强行劝的话多半也劝不回来,等她到时候碰壁了,再劝也不迟,反正最多浪费一些时间’。
抱着这样的想法,他再次看向了学姐PPT上的其他部分,除了材料合成外,她还提及了光吸收、能级匹配、共混形貌这三方面内容。
过了一会儿,许秋又问道:“为什么要把受体材料的光吸收范围,限定在400-800纳米呢?”
“巧了,魏老师当时也问过我这个问题,”陈婉清解释道:“他的建议是,先从400-600纳米吸收的宽禁带宽度的非富勒烯材料入手比较合适。
因为可以和现阶段最佳给体材料PCE10,以及你的PCE11光吸收互补,后两者你知道的,都是窄禁带宽度的材料,光吸收范围大约在600-800纳米。
不过,原则上,他倒是没有反对我继续做窄带隙的受体,也鼓励我朝分子结构多样性的方向去努力,开发出一些有别于有别于现有体系的,不一样的分子来。”
“嗯,他这么说我倒是能理解他,他毕竟研究了很多年PDI体系,遇到像A-D-A这类的新体系,很容易把原有体系的一些研究思路代入进去。”许秋点点头道。
“这么说来,你更赞同我的想法?”陈婉清歪了歪脑袋。
“不,你们俩我都不赞同。”许秋摇了摇头:“我认为可以更加激进一些,把非富勒烯受体材料的带边扩宽至900、甚至1000纳米。”
“这样不可行吧?”陈婉清下意识的反驳:“真把材料的禁带宽度弄那么小,换算成禁带宽度,就只有1.2-1.4电子伏特了,器件开路电压岂不是只有0.4、0.5伏特了。”
“基于富勒烯衍生物的理论,是这样的没错,可非富勒烯的结构和富勒烯的球状结构是完全不同的,现阶段的机理研究也较少,并不一定适用于同一套理论。”许秋进一步解释道:
“如果我们站在更上层,跳出传统富勒烯体系的框架,直接根据肖克利-奎塞尔限制,就会发现宽禁带宽度下,光电转换效率的上限比窄带隙的低了不少。
而极值点,正在1.2-1.4电子伏特处,也对应于900-1000纳米的吸收带边。”
见学姐陷入思索,许秋继续道:
“我认为,缩小材料的禁带宽度,像硅材料看齐,这是有机光伏领域将来的出路。
总不能一直指望有机光伏材料的效率只有10-12%吧,这还是在实验室、无水无氧、小面积这些条件下做出来的器件。
如果应用的话,面对工厂生产、空气中制备、大面积、长期使用这些条件,做出来器件的效率可能就只有5%。
当然,路要一步步的走,也不急着一步到位,我们可以慢慢选择一个切入点先开始实验,再徐徐图之,但不能被现有的框架束缚了我们的想法。”
“我明白了,”陈婉清缓缓点了点头:“之后再设计新分子的时候,我会考虑这一点的。”
“说一千,道一万,现在都是纸上谈兵,学姐先合成出来一个分子再说吧……”
许秋刚说完,又挨了一记右勾拳。
“会说话你就多说点,”陈婉清白了他一眼:“对了,那你之后还要坚持做PDI么?那不也是宽带隙的吗?”
“其实,和你讨论了一番,也帮我理顺了思路,放假前那会儿我提出研究思路的时候,还没想的这么深远。”许秋挠了挠头道:
“不过PDI这个想法,我觉得可行性非常高,不太舍得放弃,反正有学姐先去探路,之后我要准备去抱你的大腿了。”
陈婉清嗯了一声,随后突然问道:“对了,你的药品买了吗?”
“买了啊,我在放假前就买了,”许秋用手指比划着:“包括PDI的初始原料苝四甲酸二酐,还有各种胺类,以及溴单质,这些都是常用的工业原料,直接在危化品网站上就能买到,之后我直接缩合就能得到所需要的苝二酰亚胺,进一步还可以……”
“哎,”陈婉清轻叹一声,“我要是早点在放假前把合成路线规划好,也不至于现在弄得这么麻烦,药品刚下单,估计要过一周多才能开始实验。”
“没关系呀,学姐可以趁这个机会,多写写综述嘛。”许秋笑道。
“你倒是会给人安排事情,那综述你可是共一排在前面的。”
“咱俩什么关系,如果你要一作,我给你就是了。”
“我就是开个玩笑,如果药品到不了,我先写写综述,打发下时间也不错。”
今天是周五,晚上许秋加班和魏老师、韩嘉莹一同投掉文章。
至此,许秋放假回来后,学姐和学妹的两件事情,算是全部了结。
……
周日下午。
本来许秋的打算是,今天去张疆实验室,投个简单的PDI合成反应试试水。
结果他带着韩嘉莹,兴冲冲的走到校车等车的地方,却发现今天没有去张疆的校车。
原来在假期里,只有开学前两周的周六、周日才有班车,而且车次也不多。
今天刚好是开学前三周的最后一天……
他又不想来回花费三个小时的通勤时间在轨道交通上,或是花一百多块大洋打车,于是便带着学妹重新返回实验室。
许秋坐在办公桌前,正在考虑今天做什么,要不要划划水的时候,走廊中传来了“哒哒哒”的脚步声。
众人瞬间都摆出了认真科研的样子。
魏兴思很快出现在了门口,他朝实验室中看了一圈,随后笑着向许秋、陈婉清两人说道:
“有两件事情,一件是你们的综述,Aergy Letter编辑同意投稿,可以开始写起来了。
当然,综述不急,可以慢慢写,主要还是要做实验,在做实验的间隙里完成即可,我和编辑要了两个月的时间,给你们一个月的时间完成初稿,到时候我们再改一改。”
“好的。”两人点头回应。
许秋心中暗自思索,‘最后这篇综述还是投到了新刊,肯定不能用来完成系统任务了,毕竟新刊要等两三年后出影响因子,再它等出来分区,黄花菜都凉了。’
“另外一件是有篇文章要审稿,已经转发到你们的邮箱了,你们看看,这篇文章非常有意思。”魏兴思留下这句话,便转身离开了。
“很有意思?”许秋和陈婉清对视了一眼,韩嘉莹也被吸引了过来。
许秋用他的电脑点开邮件,下载附件,打开文件。
“嗯,期刊是JACS……”他一边看,一边嘀咕着。
JACS是化学类的顶刊,与之同级别的还有德国应化,至于其地位和AM怎么比较,不同人有不同的看法,有的说两者相当,有的说一篇AM顶两篇JACS。
“标题,‘一种高性能的高结晶性聚合物给体材料用于有机太阳能电池中,效率可达10%以上’”
不会这么巧吧,看到这里,许秋露出了一丝莫名的笑容,他马上往下翻,直接到了分子结构的图片。
韩嘉莹看了一眼结构式,马上反应了过来,惊讶道:“这不就是师兄做的PCE11吗,好像一模一样哎。”
“是没错,”许秋点点头道:“只是他们命名是PffBT4T-2OD,和我的命名方法略有差异。”
“还好我们行动的比较快,”陈婉清轻舒了一口气,说道:“看看他们最高效率多少?”
“不高,只有10.16%。”许秋道,之前划过文章摘要的时候,效率数据一闪而过,但还是被他记住了。
“那这篇的审稿怎么说?”韩嘉莹好奇道。
“只能……拒了。”