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474 Y系列材料再次启航,二度冲击CNS!(求订阅)

这时,手机传来震动,许秋点开一看,是一段微信语言:“这么快就降落了,我们提前半小时出发,现在刚刚到机场,马上来接你。”

“好的,好的。”许秋也用家乡话,回了个语音。

平常许秋在学校和同学、老师们交流,一般都是用文字。

而家乡这边的父辈,他们打字不利索,有的采用的还是手写输入法,因此更加习惯于使用语音进行交流。

……

终于,到家了。

许秋看着餐桌上的羊肉汤、手把肉、炖羊肉、焖羊肉、羊蝎子、羊肉包子……大快朵颐了起来。

真补啊……

“每逢佳节胖三斤”真的所言非虚。

接下来的几天,许秋联络了家乡这边的几个朋友,出去交流了一番。

这些朋友都是父辈那一代建立的交情,传到了第二代上,因此关系不那么容易破裂。

像是初中、高中同学,许秋基本上已经没有什么联系了,因为缺乏一种维系关系的纽带。

当然,如果是大学选择留在省里的一批同学,他们之间倒是联络的比较多,毕竟能够经常见到,而且之后有什么事情可能还可以互相帮扶。

魔都呆惯了,每次再回到家乡的五线小城市,许秋都会有一种疏离感,或者说隔阂感。

因为两种城市之间的生活方式,生活节奏差别非常大。

可以认为是两个极端,一线是最“卷”的,五线城市是最“不卷”的。

在五线城市,人们都没有什么太大的生活压力,偏向于佛系,这里没有太多薪资高的行业,天花板太低。

努力的意义其实也不大,无非是工资两千、三千还是四千的区别。

因此大家都是选择了躺平,过着简简单单的生活,拿着每个月两千、三千左右的工资。

饿肯定是饿不死,房价5000左右,基本涨不上去,而且很多家庭都有自己的地,盖房子住。

公交车一般晚上六点就收车了,因为这个时间,大多数人都已经下班了。

而魔都的地铁要开通到接近晚上十二点,晚上六点的时候,魔都的夜生活还没开始呢,因为白领们都还没下班。

另外,家乡也没有什么娱乐活动,像许秋和朋友出去玩,就是正常的吃饭、喝酒、KTV,这边甚至连专门的酒吧都没有,更别说新兴一些的,为年轻人打造的剧本杀、密室、VR了。

娱乐活动的匮乏,也会造成一些社会现象的出现。

比如,当直播行业火起来以后,不少县城里中年男性纷纷“中招”,给年轻女主播大量刷钱。

其实也很容易理解,他们在平常根本接触不到这种级别的女性,就算去那种不正规的大保健店里面,看到的也都是些歪瓜裂枣。

毕竟“小姐”这个职业,她们在哪里都是工作,有条件的肯定会选择到一二线找机会,期望的收入更高嘛,那么剩下给五线城市的,必然就是些歪瓜裂枣。

而网络上不同,几乎全部都是“仙女”,

当县城的中年男子邂逅了这些“仙女”,就会有一定的概率,把持不住自己XX以及钱包。

再加上,县城的生活成本很低,很多中年男性,尤其是那种不打牌、不抽烟、不喝酒的,他们属于有钱也花不出去,手上一直都有些闲钱,工作稳定,对金钱也没什么追求。

而“仙女”的一声“大哥”却能让他们获得极大的满足,因此直接几千、几万的往外丢,只为一声“大哥”也不奇怪。

许秋和朋友们连着交流了几天感情,开始着手开展实验方面的事情。

毕竟,这个寒假,有一个月的时间,也不能完全浪费了。

而且,在系统的帮助下,这一个月的时间,完全可以顶得上现实中的一年。

现在叠层器件已经取得了突破,算是给ITIC系列受体进行了完美的收尾,许秋打算接下来继续开发Y系列受体。

之前,Y1-Y4的材料,分子结构都是比较类似的,中央DAD单元都是一模一样的,基于NT单元为A单元,两边有两个TT单元作为D单元。

它们唯一的不同之处就是端基,Y1用的是ICIN,Y2-Y4用的是ICIN的衍生物。

其中,性能最佳的Y3材料,端基采用的是ICIN-2Cl。

虽然之前因为许秋专注于叠层器件,分配给Y系列受体的算力比较少,但因为摸索时间足够长,所以现在也找到了一条合适的路径,得到了一种高性能的Y系列受体分子,许秋将其命名为Y12。

其实,从分子结构上来看,Y12和Y3相比改变也不大,就是把中央DAD单元中带有侧链的NT单元换为了不带侧链的BT单元,同时在原先不带侧链的TT单元上引入侧链,补足溶解性,端基采用的是ICIN-2F。

至于这种材料为什么被命名为Y12,主要是因为邬胜男已经把她合成的几种材料命名为了Y5、Y6、Y7。

许秋也不打算和她抢,就直接从Y11、Y12开始命名。

刚好也可以进行区分:Y1-Y7的中央DAD单元都是基于NT的,Y11、Y12则都是基于BT的。

Y11、Y12的唯一区别,就是前者采用的端基是ICIN,后者是ICIN-2F。

最终,基于的器件,效率最高做到了相比于之前J4:Y3体系的14.8%,算是非常大的突破。

虽然叠层器件的效率目前已经做到最高17.3%,但如果单结也能达到17%,甚至18%的话,同样也是CNS级别的工作。

像CNS这种档次的期刊,在没有够到这个门槛的时候,研究者想要发表一篇非常的困难。

不过,一旦跨过了这道门槛,再想发表CNS的难度,其实就没那么大了。

尤其是在许秋已经走到有机光伏领域的最前沿,还能开挂的情况下。

差不多什么样的成果,可以达到这个CNS级别,许秋自己心里基本上都是有数的,他只要不断朝着那个方向努力就行了。

得到了Y12这种材料,许秋同步开展各项表征,分析它为什么比之前的Y3材料要好。

对于材料学科来说,想要在开始实验之前,通过分子结构去预测一种材料的好坏,还是非常困难的。

比如许秋拿到手的这个Y12材料,在它成功的背后,其实有数十个失败的材料。

这些材料都是之前许秋通过预测,得出它们可能具有较高性能的材料,但实际结果却并不理想。

从某种意义上来讲,这种应用型学科,还是有些“玄学”成分在里面的,经常要讲故事给别人听。

比如拿到一个比较好的结果,再回去看它的分子结构,并结合各种表征手段,去解释这种材料为什么好,其实就是一种“玄学”。

但故事总还是得讲的。

因为当“玄学”故事讲多了,得到了大多数人的认同,并可以预测其他结构的结果时,“玄学”也就演变成为了“科学”。

为了解释器件性能提升的原因,许秋主要通过DFT模拟,光源GIWAXS,TEM透射电镜等手段,对比了Y12和Y3两个体系。

结果发现,相比于Y3,Y12主链分子结构只是进行了细微的改变,主要是侧链位置的改变,使得受体分子之间的分子堆砌做到更好,进而有利于电荷的输运。

因为Y3和Y12两者的分子结构相似,所以Y12的合成也类似于之前Y3的合成,同样需要六步反应。

第一步,双溴取代的,氮原子上带有乙基己基侧链的苯并噻二唑(BT)单元,通过硝基化反应,在苯环剩余的两个反应位点上连接两个硝基,得到得到双溴、双硝基取代的BT单元。

第二步,将双溴、双硝基取代的BT和带侧链的单三甲基锡取代的TT单元反应,得到TT-BT-TT的结构,其中BT上连接有两个硝基,TT远端有一个直链烷基侧链。

第三步,将TT-BT-TT分子中的硝基还原,并与相邻的TT单元成环,形成环状的仲胺,得到连续的稠环结构。此时,产物中存在位于TT-BT之间的仲胺,上面还有一个残留的氢原子,这是一个反应位点。

第四步,将第三步的反应物和溴代烷烃反应,用烷基取代仲胺上的氢原子,形成叔胺,实现在N原子上引入侧链的目的,得到最终的中央DAD单元。

第五步,中央DAD单元的醛基化反应,在中央DAD单元的两端连接两个醛基。

第六步,经过醛基化的DAD单元与A单元ICIN-2F进行反应,得到Y12。

许秋开始思考接下来的优化方向。

之前他基于Y3改分子结构,试了数十种方法,结果发现改动幅度越大,最终的性能就越差。

像Y11、Y12这种程度的小改反而性能得以了提升。

可能这就是大米手机,花了200W更换LOGO,结果只是“加了一行代码”,从方变圆的原因吧。

当我们去精益求精的时候,不能更改的太多,因为一旦改的太多,就会变成另外一个新的东西了。

而如果是新旧东西的性能期望是按照正态分布的话,当原先已经做到比较顶尖,那么新东西大概率会变差。

经过一番思考,许秋最终决定不对Y12“动大刀子”,也就是暂时不更改主链,主要只针对侧链、端基进行修饰。

一方面,端基是比较常规的优化方式,之前发现引入甲基、氟原子、氯原子都会对器件性能造成影响,现在Y12采用的是引入氟原子的结构,可能更换为其他端基,性能还会有所提升。

另一方面,虽然非富勒烯受体的主链是主要负责光吸收的,但侧链的重要性也非常高,因为侧链可以改变材料的溶解性、结晶性,进而改变共混薄膜形貌,对电荷输运和最终的器件性能造成影响。

同时,之前搬家的时候,虽然确认了蒸镀仪器的功能良好,但是不确定最佳的蒸镀条件有没有发生改变。

因此,许秋在离开魔都之前,也把江弯手套箱的蒸镀设备复制了一份,现在也在利用标样器件,同步摸索最优的蒸镀条件。