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1314小说，免费在线网络小说，小说在线-尽在1314novel.com -> 都市言情 -> 我有科研辅助系统 章节目录 467 17%效率达成，为国争光！（求月票）
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- 模拟实验室中，许秋发现将“真空放置一段时间”和“顶电池三元化”两种策略综合在一起，确实能够实现1+1>1的效果。
不过，现阶段的最高器件效率仍然没有突破17%，只有16.94%，相较于前值的16.66%和16.83%，提升幅度并不高。
许秋估计是因为摸索时间比较短的缘故。
这种开创性的摸索工作，只能交给模拟实验室III来进行。
模拟实验室III中，只有两个高级模拟实验人员，就算它们24小时不间断的工作，加起来的工作效率也只有现实中的十倍左右。
对于普通器件的体系来说，模拟实验室III出马，耗费一两天的时间，就相当于现实中连续工作十多天、二十多天，足够把条件摸索的较为完美。
而叠层器件的摸索工作非常的繁琐，给模拟实验室几天的时间显然是不够的。
虽说如此，模拟实验室其实已经做了不少的工作，初步得到了器件效率随顶电池和底电池厚度变化的二维图谱。
只是这个二维图谱的精度不够，还需要进一步的实验，把最佳条件给找出来。
许秋从二维图谱中，找到了两根主要的等效率线。
14%等效率线：顶电池厚度处于90-180纳米范围内，底电池厚度处于120-300纳米范围内的条件下，得到的叠层器件效率，在大多数情况下可以达到14%以上。
16%等效率线：顶电池厚度处于120-150纳米范围内，底电池厚度处于180-210纳米范围内的条件下，器件的效率大多数情况下可以达到16%以上。
之所以说是大多数情况，是因为得到的等效率线并不是一个矩形，而是一个近似于三角形的样子。
也很容易理解，比如在第一种14%等效率线的条件下，选取两个边界条件，顶电池厚度90纳米，底电池厚度300纳米，这样得到的器件性能肯定不会很高。
因为底电池做的非常的厚，它会吸收较多的光，短路电流密度较高，而顶电池厚度比较薄，得到的短路电流密度较小，难以和底电池相匹配，进而就会造成器件性能损失。
因此，现在许秋要做的事情，就是在16%等效率线中，把最高效率点给找出来。
他打算亲自上阵，进行实验。
之前模拟实验人员摸索的时候，是以30纳米厚度做为间隔摸索的。
许秋准备以10纳米为精度，那么顶电池厚度120-150纳米范围内，一共有4个档次，底电池厚度180-210纳米范围内，同样有4个档次，也就是一共要摸索4*4=16种条件。
如果每种条件制作3批器件，每批器件重复3片，一共16*3*3=144片，这太多了，一个半小时绝对做不完。
如果每种条件制作2批器件，每批器件重复2片，一共64片，好像还是挺多的样子。
思索片刻，许秋决定继续降低标准：
每种条件制作1批，每批器件重复1片，那么总器件数量就缩减到只有16片。
一般光伏器件都要重复10批以上，但现在许秋没有那么多时间，就只能希望自己欧一些，可以一发入魂，突破17%！
考虑到接下来的实验工作可能会消耗比较多的时间，许秋先是回到现实。
他看了看周围，发现没有什么异常情况，然后调整了一个比较舒服的坐姿，重新返回到模拟实验室中。
接着，许秋开启了尘封许久的模拟实验室I。
随着系统的不断升级，模拟实验室I现在已经可以开启最高64倍的加速功能。
不过，因为模拟实验室II和III可以自动挂机的缘故，所以许秋很少用模拟实验室I。
但其实，64倍的加速，这个功能还是非常强大的。
对于蒸镀操作来说，本来要抽一个小时的真空，在64倍速的条件下，就只需要一分钟的时间。
蒸镀过后要放置12个小时，64倍速换算过来，也只要10分钟。
当然，积分消耗也是非常的夸张，64倍速使用一个小时，就需要消耗6400积分。
好在许秋现在剩余积分非常的多，有20多W，足够他挥霍了。
模拟实验室I中除了可以加速外，还有不少其他额外的好处。
一方面，基片不用清洗。
而且，最近因为在做叠层器件，所以现在的基片都已经按照最佳的条件，旋涂好了用于叠层器件的两层传输层，氧化锌和PFN-Br。
因此，可以直接从底电池的有效层开始旋涂，从而节省大量的时间。
另一方面，模拟实验人员已经通过若干次旋涂实验，结合光吸收光谱仪、扫描电子显微镜等手段，得到了旋涂转速和膜厚之间的对应关系。
许秋可以直接按照指定转速旋涂，即可得到对应的膜厚，不需要自己重复摸索，也节省了不少的时间。
准备就绪，开始实验。
许秋取来旋涂好两层传输层的基片，首先开始旋涂不同厚度的J4:IDIC-M，作为底电池有效层。
在旋涂的过程中，并不能全程64倍加速。
比如夹取基片等过程，必须要按正常速度或者低倍加速。
不过，在基片旋转的时候，还是可以加速的。
换算下来，平常旋涂一片需要用时2分钟，现在64倍速下，大概需要用10-15秒钟。
16片涂完，一共消耗了5分钟不到的现实时间。
接下来，许秋继续旋涂M-PEDOT，作为第三层传输层，旋涂氧化锌，作为第四层传输层。
这两层旋涂过后需要擦片、退火。
退火虽然需要十分钟到十五分钟，但因为可以把所有基片放在一起退火，所以在64倍加速下，实际耗时可以忽略不计。
两步旋涂，加上擦片、退火，合计时间每片基片大约30秒左右，共计消耗10分钟不到。
许秋继续旋涂顶电池的有效层，PCE10:PCBM:COi8DFIC。
这步耗时和底电池有效层旋涂类似，同样是5分钟不到。
最后一步，是蒸镀三氧化钼和银电极。
在蒸镀之前，许秋突然灵机一动，他把旋涂出来的16片基片，各自复制成10份，准备同时蒸镀10次，这样就可以得到10批器件。
虽然这10批器件的有效层都是完全一样的，但是因为蒸镀操作有差异，可以以此近似的排除蒸镀操作对器件性能的影响。
包括之后的真空放置操作，许秋也准备同时复制出来多个器件，然后摸索不同放置时间对器件性能的影响。
这样，他虽然只做了一批器件，但是实际上已经把包括蒸镀、真空放置的重复性实验都同时完成了，有更大的概率可以让自己的器件效率波动的更高。
这算是作为人的优势，如果是模拟实验室的模拟人员进行操作，是玩不出许秋这样套路的，它们只会按部就班的一批一批器件进行制备。
就是不知道现在许秋把这个方法开发了出来，他们会不会同步的学会，这一点还有待观察。
接下来，许秋蒸镀了10批器件，并真空放置，在64倍加速下，加起来一共不到30分钟时间。
10批器件全部制备完毕，共计耗时45分钟左右。
看似初始条件下许秋只做了16片器件，但经过两次复制，总的器件数量已经膨胀到了1000多片。
终于到了激动人心的测试环节了。
因为有加速，所以测试还是比较快的。
基本上连线完成，就可以秒出结果。
差不多平均15秒能测试得到一个结果。
许秋选取了自己蒸镀时手感最好的那批器件，统一选择真空放置时间条件为12小时。
开舱，进行测试。
许秋的策略是，把初次测试效率低于16.5%的器件直接舍弃。
如果初次能达到16.5%，那么就给它三次扫描机会，如果性能达不到17%，就直接舍弃。
就这样，许秋接连测试了1#到12#，共计12片器件。
其中，最好的一个体系是7#，最高效率达到了16.96%，离17%非常近了。
当时许秋额外破例，给了它更多的几次机会，结果，越测越低，最后他只好放弃。
直到第13#器件，许秋终于第一次拿到了初始效率超过17%的数据，达到了17.07%。
他更换了遮挡板的位置，连续扫描了十个数据，最高效率为17.11%。
许秋想了想，先把14#、15#、16#测了一遍，发现没有其他初始效率超过17%的器件，然后就开始专攻13#。
13#对应的加工条件，是顶电池厚度约130纳米，底电池厚度约190纳米的条件。
许秋找到了13#器件上百个“兄弟姐妹”们，进行测试。
首先，是不同蒸镀批次，同样12小时真空放置时间下的另外9个13#器件，测试完毕后，最高效率提高至17.27%。
接着，是针对效率17.27%这个最佳批次下的13#器件，在不同放置时间下的器件进行测试，结果表明，放置时间在16小时的器件，性能最佳，可达17.36%。
拿到了最终的17.36%的结果，许秋了长呼一口气。
这一个多小时折腾下来，他基本上没有一刻是能休息的，全程都在专注的进行高强度操作。
许秋有种身体被掏空，进入了“贤者时间”的状态。
好在，结果非常的不错，终于取得了突破。
而且，现在只是初步摸索的结果，之前数据量能做上去的话，器件性能还有进一步提升的空间。
因此，现实中重复出超过17%效率的概率非常的高。
许秋看了眼时间，距离考试结束还有二十分钟左右，便没有急着出去。
他先是将当下的最佳条件，交给模拟实验人员进行批量重复，然后开始盘点叠层器件一步步走过来的历程。
最开始，是基于半透明器件，制备较为简单的“四终端法”叠层器件，当时底电池用的是半透明器件，结果发现即使是薄层金属电极，光损失仍然非常高，最终的器件效率总是小于10%，这说明“四终端法”并不适合有机光伏体系。
于是，许秋选择了“二终端法”，开始重新尝试，结果若干个体系试下来，终于把效率做到了10%。
后来，经过一段时间的工艺摸索，许秋选择了两个高效率的体系，底电池J2:IDIC-4F，顶电池PCE10:IEICO-4F，器件效率终于突破12%，打破了当时叠层器件的世界纪录。
再后来，许秋对“二终端法”的叠层器件的器件结构进行优化，不使用中间的薄层电极作为电荷复合层，而是直接用两层几乎透明的传输层取代，这样可以显著减小顶电池器件的光损失，极大的提升顶电池的电流密度，效率跃升到14%。
接着，许秋在J2:IDIC-4F中引入PCBM，用于调控顶电池和底电池之间的光吸收，使两者的短路电流密度可以更加容易的匹配，成功将效率冲上15%，突破了有机光伏领域公认的一大门槛。
然后，许秋看到Y系列受体在叠层器件中的折戟沉沙，觉得在设计叠层器件结构的时候，不能单单以原单结器件的效率为基准，而是要更多的考虑底电池和顶电池的适配情况，于是他将IDIC-4F替换为光吸收范围偏向于短波长范围的IDIC-M，进一步将器件效率往上推进了一些，达到了15.5%。
再然后，许秋试图寻找其他课题组开发的近红外非富勒烯受体，来取代原先组里使用的IEICO-4F，结果发现国家纳米科学技术中心李丹课题组开发出来的COi8DFIC，与之前自己的体系最为匹配，最终效率突破16%。
前几天，学妹心血来潮做了一批器件，结果现实器件的效率反超了模拟实验室的结果，经研究发现“真空放置”可以提升部分体系器件的性能，通过这种策略，成功将效率提升至16.5%以上。
同时，许秋还从李丹课题组的三元文章中获得了灵感，将PCBM从底电池有效层中取出，放到顶电池中，最后同样将器件效率提高到16.5%以上。
现在，许秋整合了“真空放置”和“顶电池三元化”两大策略，亲手操作，终于将器件效率做到了17.36%！
盘点完毕，许秋感慨万分，想要拿到现在这个结果，确实非常的不容易。
即使在有系统这个大杀器的情况下，叠层器件从零开始一步步优化，也花费了两个多月的时间。
这是许秋迄今为止，耗时最长的一个工作。
按照模拟实验室的工作效率是现实的十倍来计算，如果换算成现实时间，摸索的过程可能要长达一两年之久。
其实，这也是CNS级别的工作，普遍需要的工作量。
除非是那种开拓新领域的发现，比如“用胶布撕石墨烯”之类的。
但到了现在的阶段，这种新的领域想要开拓出来，非常的困难。
哪怕是诺奖级别的科研大佬，也不能保证自己在有生之年里，还能够开拓出一个新的领域来，这非常的看运气。
因此，现阶段都是在现有的领域中拼杀，试图在某个维度上有所突破。
而突破所需要的时间，通常都是以年来计算的。
这也是CNS和AM的不同，许秋叠层器件这一步步优化的过程，如果拆开发表文章的话，每一步优化都能发一篇AM，甚至有的都能达到《自然》大子刊的级别。
现在许秋把它们合到一起，只为冲击一篇CNS。
除了文章方面，许秋把有机光伏的世界纪录再次刷新，而且大幅领先于国际其他研究者，这是非常具有里程碑性质的事件。
许秋也算是为国争光了。
其实，2015年前，国内在光伏能源相关的研究非常的落后。
根据漂亮国国家可再生能源实验室NREL，出具的各类光伏效率进展图中，包括硅、铜铟镓硒、砷化镓、碲化镉、有机光伏、钙钛矿等各种类型的效率世界纪录，国内上榜的次数不足一成。
不足一成，那都是好听的说法，换成不好听的，就是几乎为0，榜单上几乎看不到国内高校或研究所的名字……
占比较多的是NREL本身，它们就是漂亮国专攻光伏、能源相关的研究所，里面有若干个部门，分别攻关不同领域，魏兴思之前就是从那边出来的。
另外上榜次数非常多的组织，还有漂亮国加利福尼亚大学洛杉矶分校，UCLA；袋鼠国新南威尔士大学，UNSW；瑞士洛桑联邦理工学院，EPFL等等。
当然，这张图表统计的时间是从1975开始的，国内几乎没有上榜，也和国内科研圈是近十年来才开始发力有关。
现阶段，除了有机光伏外，包括钙钛矿光伏领域，国内的发展也非常好，取得了不少突破性的进展，也算是和有机光伏双管齐下。
此时，现实中。
讲台上的汪继增一直在观察着许秋，他自然听说过许秋的大名。
不仅如此，他还经常跑到魏兴思课题组的网站上，查看许秋最近有没有什么新的工作发表。
结果，每次看几乎都有新的文章出来，而且还都是自己求之不得的AM级别以上的文章。
因此，汪继增非常好奇这位传奇人物，是怎么做到发文章如喝水一般的呢？
作为一个青椒学者来说，文章就是压在他们头上的一座大山。
尤其是像他这种没有什么背景的青椒副教授，能否晋升教授，几乎全靠自己的学术成果。
之前在监考助教的名单上看到了许秋，汪继增还有一丝莫名的感觉。
想着能不能借此机会结识一下对方，请教一下发文章的秘诀，结果发现许秋非常的“高冷”，发完试卷就坐在后面的座位上。
然后，纹丝不动。
是真的那种纹丝不动。
汪继增内心感慨，果然，别人成功不是偶然的。
这种定力就不是自己能做到的。
就在这时，汪继增突然看到许秋动了，好像要起身的样子。
然后起了一半，没起来，又跌坐了回去，还发出了轻微的撞击声。
这是在做什么，一种特殊的修炼手段吗？
果然，大佬的世界，和我这等凡人并不一样。
另一方面，许秋从模拟实验室返回现实，发现自己保持一个动作连续坐一个小时，屁股和腿都坐麻了。
本来想站起来的，结果起了一半发现起不来，就又坐回去了，结果力度没控制好，发出了“duang”的一声，好在周边没有其他学生，不然就尴尬了。
这让他想起了之前的黑历史。
当时许秋在卫生间里以蹲着的状态，进入模拟实验室，结果回到现实，发现腿麻了，差点掉坑里……
因此，之后他如果要长时间在模拟实验室中做实验的话，基本都会选择在寝室的床上进入模拟实验室。
平常在外面的话，一般只是进去看一眼结果就跑，不会待在里面太久。
坐在座位上缓了一阵子后，许秋终于恢复了正常。
他起身巡视了一番，发现这届学生都比较乖，居然没有作弊的。
不过仔细想想，这是门专业选修课，可能难度并不是很高。
同时，闭卷考试的考题难度一般也比较低，主要是为了不让学生挂科。
而开卷考试反而因为可以查阅资料，老师会把难度设置的比较高，不然最后全部都是满分，就很难给成绩。
开卷考试为了区分A档和其他档，老师在出题时，要么出几道有区分度的题目，比如像《复合材料》老师就把课堂上讲过的，PPT中没有的题目考了出来；要么就把试卷题目设置的非常多，用来筛选那些写字手速比较慢的学生。
许秋溜达了一圈，最后走上了讲台。
他发现从上面往下看，视角非常的清晰，几乎是一览无余，如果下面的学生有什么异常的情况，一眼就可以发现。
许秋突然明白，之前他都能发现的作弊现象，大概率监考老师也可以发现，只是他们选择了“睁一只眼闭一只眼”。
又过了一会儿，考试结束的钟声，终于再次响起。
这场考试提前交卷的人并不多，只有三个，剩下的都拖到了最后。
一般要提前交卷的话，都是交的很早，提前二十分钟或者半小时的样子。
快到考试快结束的时候，再提前交卷，监考老师一般就不会同意了。
因为可能会比较乱，影响老师收卷，而且在装订试卷的时候，需要按照学号进行排列。
如果提前交卷的人太多，乱了顺序，还需要手动排列，就比较麻烦。
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