第四十章 考试月（上）

考试月第一周，许秋每天的日程，按照计划有条不紊的进行着。

模拟实验室。

继续上周的实验。

之前遇到的问题是有效层溶液应该热涂还是冷涂。

许秋考虑了几十秒后，他一拍脑门，做出决定：

既然不清楚哪个条件好，那便都试试看就知道了。

实验结果会给出答案的。

他之前修读过《高分子化学》，知道高聚物和小分子有很多不同之处。

对于高分子聚合物材料来说，它不是纯净物，而是由不同分子量的聚合物组成的混合物。

因此，研究者们难以对其中组分进行精确计量，只能通过实验手段计算它的平均分子量。

通常用数均分子量、重均分子量、多分散系数来表征聚合物材料的分子量及其分子量的分布情况。

也因此，对于不同批次制备的高分子材料，它们的分子量、多分散系数都不同，那么性质自然就会有所差异，就算是同一批次的材料，彼此都会有细微的区别。

所以涉及到高聚物材料，摸索得到的实验条件一般只对同一批次有效，如果换一个批次，那么最佳实验条件就会改变。

好在学姐一次性买了500毫克的PTB7-TH，够用几个月，所以花费一些功夫摸索出最佳条件还是很有必要的。

结合文献中其他研究者的实验条件，许秋设计了自己的实验方案。

他先是把上次稀释过后的25#15#溶液，再次用移液枪加入833毫升氯苯溶剂，将其稀释至10毫克每毫升，重新标记为25#10#，然后放置在90摄氏度的加热搅拌台上。

然后将10#溶液从加热搅拌台上取下，放在瓶架上等待其自然冷却。

另外的15#和20#溶液，则不进行操作，仍然放在加热搅拌台上。

一共得到四组溶液，其中10#用于冷涂，15#、20#、25#10#用于热涂。

12片基片，每组溶液采用3种转速，暂定为1500、2000、2500r.p.m.。

为了减少实验变量，他决定不加溶剂添加剂、不进行退火操作。

接着进行旋涂、蒸镀、测试。

最终，这批器件的

最高效率产生在“20#，2500”样品，为8.22%。

其余所有样品的效率值也均在7%以上。

完成实验后，许秋将实验结果记录到实验记录本上，然后进行分析：

首先，当前实验条件下，溶液浓度越高，光电性能越好。

其次，当前实验条件下，冷涂法和热涂法对器件性能的影响不大。

最后，共使用了12种实验条件，但器件的光电性能波动变化较小，这说明PTB7-TH这种材料性能确实优异，对实验条件的依赖性较低。这一点是和P3HT相比较的，他听学姐说在她最早做P3HT的时候，完全参照文献的实验条件，器件效率却只有1%不到。

对最佳效率8.22%这个数据，许秋还是比较满意的，毕竟这是第一次尝试。

虽说其他研究者的文章报道出的结果普遍在10%以上，甚至最高都做到了12.2%，但那是他们是经过不断摸索，反复改进实验条件后，得到的最佳性能。

之后，许秋基于上次的结果，改变转速，又做了一批器件。

他制备了20#溶液在2500、3000、3500r.p.m.转速下的样品。

最高效率产生在“20#，3000”样品，为8.40%。

…………

周日，许秋收到了学姐的消息，说PEN基片已经快递到实验室了。

许秋便跑了趟实验室。

“咦，许秋，你怎么来啦。”陈婉清道。

“学姐不是说PEN基片到了，我就过来看看。”许秋道。

“我就是通知你一下，你现在又不做实验，还不好好复习去。”陈婉清嘴上这么说着，但还是起身进入实验室，将PEN基片取了出来。

许秋接过基片，仔细查看。

基片是卷起来的一大卷，弯折起来质感偏硬，它的表面是透明的，有一点点淡黄色，单面镀有ITO，有ITO的那一面上覆盖着一层可揭掉的塑料保护膜。

许秋呼唤系统：

“系统，可以只复制PEN基片，而不改变模拟实验室内的其他物品吗？”

【可以。】

“那复制吧。”

【复制成功。】

许

秋突然想到，这样岂不是可以把其他东西也带到模拟实验室来了。

不过仔细想想，好像也没什么用，就算能带进来也带不出去，只是虚拟的罢了。

他将手中的PEN基片放回原处，问道：

“学姐，最近实验顺利吗？”

“我最近准备做PTB7-TH的器件，但是这东西好像不太好溶解。”陈婉清皱了皱眉。

“这样啊，实验条件是什么？”

“唔……我用的氯仿溶剂，总浓度是10毫克每毫升，给受体质量比1:1，也就是加了5毫克的PTB7-TH。

但是搅拌了好几天，溶解的还是不好，瓶壁上总会有固体残留。

但我又不敢把聚合物的浓度调太低，怕溶液的成膜性不好。

之前做P3HT的时候就没有这种问题，哎。”陈婉清道。

许秋暗自想着：“学姐的进度有点慢啊，要是这样发展下去的话，等一个月后，就算我把最优条件摸索出来，也不敢直接拿来用啊。

不如给学姐点提示，一步步引导学姐，让她先试出来一个差不多的条件，最后我再把最优条件拿出来，就不会显得那么突兀了。”

想到这里，他便说道：

“或许可以试试给溶液加热，我最近在复习《高分子化学》，看到了里面有个时温等效原理，觉得可以把它拓展到溶液溶解问题中，我觉得提高温度应该可以加速聚合物溶解。”

“可这是氯仿溶剂啊，噢——”陈婉清道：“你是指换溶剂，用氯苯、二氯苯吗，那会不会太费原料了？”

“舍不得孩子套不得狼，”许秋道：“而且如果用喷涂法，一次也就用20微升，一毫升溶液能用40多次，就算用了10毫克PTB7-TH，也不过140块钱，平均下来做一片基片的溶液成本才三块多。”

“你的数学真好，”陈婉清道：“听起来好像有点道理的样子，好呀，那我试试看。”

许秋不太放心学姐的实验操作能力，又补充道：

“加热温度可以稍微高一些，比如75度、90度之类的，在氮气氛围内聚合物和PCBM还是比较稳定的。”

“好呀，好呀。”陈婉清点点头，记录了下来。

这下，应该没问题了吧。