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第353章 效率进一步突破,13.52%!(求订阅)

几天后,许秋拿到了模拟实验室的测试结果,器件性能继续向上突破。

最佳的体系为PBDB-TF:IDIC-4F,光电转换效率最高可达13.52%。

考虑到PBDB-TF给体材料,在其他各个非富勒烯体系中的表现也较为良好,许秋决定将其认定为一个基准给体材料。

这就面临一个命名的问题。

一方面,PBDB-TF这个名称稍微有些长;另一方面,原初的PBDB-T材料是其他课题组开发的成果,许秋也存了一些私心,想把这个印记给褪去。

最终,许秋仿造学妹开发FTAZ系列从H1命名到H4,把新的三种PBDB-T衍生物,PBDB-TS、PBDB-TF、PBDB-TSF,分别命名为J1、J2、J3。

韩嘉莹的话,现在H用了,J也用了,日后有新的体系还可以命名为Y系列,不得不说,三个字的名字就是好。

这种用自己名字命名的方法,许秋倒不是很感兴趣,不然ITIC系列他可以索性直接叫1,可以这样做,但是没必要。

话说回来,对于给体这一块,许秋现阶段并不打算投入太多的精力。

因为他现在手上的实验数据非常丰富,而这些实验结果表明,对于“宽带隙给体:窄带隙受体”的有机光伏体系来说,给体材料主要是锦上添花,器件性能主要还是看受体材料的表现。

就比如IDIC-4F体系,IDIC-4F和J2结合,效率有13.52%,但它和H43、J1、J3结合,效率同样不低,也分别有11.92%、12.27%和12.98%,哪怕是它和光吸收不互补的窄带隙给体材料PCE10、PCE11结合,器件效率都双双突破10%。

给许秋的感觉就是,受体材料如果非常好起来,对给体材料的要求就比较低,只要不是太托后腿就行,类似于有种优势叫做“栓条狗都能赢”,这边就是“随便什么给体材料都行”,毕竟,窄带隙的非富勒烯材料才是这个体系光电流的主要贡献者。

实际上,之前徐正宏他们报道的IDTBR体系,采用多种标准给体材料都表现出不低的器件性能,在那时候许秋就已经有了这方面的猜测,现在大量的实验数据无疑证明了当时他的想法是正确的。

许秋总结他这个J2:IDIC-4F体系的工作,主要有几个亮点。

其一,自然就是高效率了,相较于之前卡了三年的世界记录12.21%,器件效率足足提升了1.31%,这个幅度可不算小了。

其二,类似于之前IDIC体系,IDIC-4F体系同样可以做厚膜,比如300纳米的有效层薄膜,器件效率能够大于10%。

其三,基于这个体系的大尺寸器件,比如1平方厘米的器件,效率同样能够达到10%以上。

第二和第三点,可以合并在一起,然后与之前IDIC体系的推论整合,即:

“侧链改变→分子间位阻减小→有效层中受体分子排布变得紧密→电子迁移率提高→可以制备厚膜、大尺寸器件,能量损失降低,开路电压提高”

“氟原子的引入→分子内的相互作用增强→受体材料的HOMOLUMO能级变深、光吸收红移→短路电流提高、开路电压提高”

如果是这样的话,不仅是提出了一些新的观点,更重要的是解决了困扰有机光伏领域多年的一个难题,因为之前虽然也有号称能够做大尺寸、厚膜的体系,但效率都比较低,没有超过10%的。

高效率的例子,总是比低效率的例子更有说服力。

而且,对于一个最高效率记录在12%左右,大多数体系都在10%以下的领域来说,效率破10%也有着独特的意义。

不过,对于这篇工作的定位,到底投什么期刊,许秋还真有些纠结。

因为在学术圈,AM之类的顶刊和《自然》大子刊、S级别的顶刊,中间跨度非常大,而且基本上没有什么过渡期刊。

眼下的这个工作,能不能够的上《自然》大子刊还真说不好,可能五五开吧,看分到的编辑以及编辑选的审稿人。

毕竟魏兴思在《自然》大子刊这种级别的期刊面前就是个萌新,他虽然通过PY混过几篇《自然》大子刊,但都是夹在四五六七作者之中,没什么存在感。

而投这种级别的顶刊,要是通讯作者没点光环,还真的有点虚。

要是投了《自然·材料》、《自然·光学》,到时候审稿意见回来,直接把你转到NC了,那就有些尴尬了。

虽然NC也不差,毕竟能上NC的稿件,有较大的一部分是投《自然》或《自然》大子刊被打下来的,只要不是乱投稿,敢投S、《自然》大子刊的工作,多少都是有点东西的,这也是部分学者认为NC要比AM、JACS档次稍微高那么一丢丢的原因。

但这样一个突破性的工作要是到了NC上,许秋终究有些不甘心。

要是器件性能能够突破到14%以上,那就比较稳了。

可惜的是,现在模拟实验室中得到的结果,已经越来越接近最优条件了,基本上测出来是多少,现实中也就是多少,想要再提升0.5%还是有些难。

许秋估摸着,眼前J2:IDIC-4F体系,大概率已经接近基于ITIC衍生物的单结二元有机太阳能电池器件性能的天花板。

想要效率向上突破,要么在现有ADA非富勒烯体系上做出重大改变,要么做双结叠层电池器件。

不过,这又是另外的两个故事了,和现在这个工作无关。

最终,许秋思来想去,决定瞄准和《自然·材料》、《自然·光学》同级别的新刊。

新刊嘛,就意味着机会比较多,毕竟缺稿件嘛,对稿件的质量要求就不会卡的太严格。

许秋大致有两个目标,一个是《自然》最新的大子刊《自然·能源》,另外一个是《细胞》出版社的新刊《焦耳》,两个期刊都是对标能源类目的新刊,和他做的领域高度相关。

其中,值得一提的是《焦耳》期刊。

焦耳这个人,基本学过中学物理的都知道,虽然他在名气可能比不上牛顿、爱因斯坦,但无疑也是科学界处于第一梯队的人。

他是大不列颠的物理学家,在1841年发现电能和热能的转化关系,后来被称为“焦耳定律”,即电流通过导体所产生的热量与电流的平方成正比,与导体的电阻成正比,与通电时间成正比。

后来,“焦耳”也被划定为能量和做功的国际单位,1焦耳能量相等于1牛顿力的作用点在力的方向上移动1米距离所做的功。

《细胞》出版社给新刊起《焦耳》这个名字,显然是图谋不小,有可能打算和《自然》、《科学》扳扳手腕的,当然基本上是扳不过的,毕竟S的年限摆在那里,名声早就积累了起来,就连国内很多普通百姓都知道这两个期刊的名字。

但不管怎么说,在《细胞》出版社的强势推动下,《焦耳》的影响力还是能够比得上《自然》大子刊的。

在确定了基本规划后,许秋自言自语的感慨道:

“我这边J2和IDIC-4F都合成出来了,现实中还刚刚停留在J1、IDIC的阶段,看来等收假后,又要赶进度了。”

“而且,开学后的事情,还蛮多的,既要做J2:IDIC-4F体系,又要开始摸索半透明、叠层器件,还要忙着江弯实验室装修,以及日后的实验室搬迁,前几天还答应了要去蓝河那边做技术指导。”

“想想还真有些头疼呢。”

暑假期间,魏兴思倒是没怎么骚扰许秋,只是给他发了几篇AM、JMCA的审稿,还有一些最新发表的文献,放假前投稿的两篇文章,AM和Angew都已经送审了,但还没有意见传回来,

审稿的话,许秋就随意看了看,他还是比较佛系的,一般不太会拒人,不是那种很tough(严苛)的审稿人。

AM的那篇是一个老外的工作,他们做的是全聚合物有机太阳能电池,体系是类似于N2200的,他们基于N2200做了一个三元共轭共聚物,在N2200分子中引入了5%的刚性主链,把器件效率提升到了9%以上,打破了全聚合物有机太阳能电池的世界纪录,之前的世界纪录大约是8.0%左右。

这篇老外的工作还是比较严谨的,数据非常翔实,支持信息中有20多张图,都排到了FigureS22。

最终,许秋就提了几个意见,算是“小改”。

按照许秋对有机光伏领域科研圈的观感,亚洲的科研工作者发的文章普遍比较水,除了文章的核心亮点外,其他地方基本都是比较套路化的,看一眼标题,基本就知道

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