第四十一章 考试月（中）
第二周。
在上周，许秋初步探索了溶液浓度、旋涂手段对器件光电性能的影响。
这周他打算同时研究给体受体质量比、溶剂添加剂以及退火对电池效率的影响。
因为是在模拟实验室，原料不要钱，所以许秋在设计实验的时候也没有太多顾虑。
首先是给体受体质量比例。
根据文献，大多数研究者给出的比例介于1:1到1:1.5之间，不过少数也有到1:2的。
许秋决定先跟着大多数人走，于是配置了3组溶液，保持溶质总浓度在20毫克每毫升，给体受体质量比例分别为1:1、1:1.3和1:1.5的溶液，各1.5毫升。
因为其中的1:1.3比例，给、受体用量不是整数，所以他提前计算好物料质量，用标签纸贴在手套箱玻璃上。
其次是溶剂添加剂。
最常用的添加剂是1，8-二碘辛烷，简称DIO，是一种高沸点溶剂，可以延长溶液的成膜时间，改善共混薄膜的形貌。
此外，也有部分研究者使用其他溶剂添加剂，比如氯萘等。
许秋最终选择DIO，他设置了3种条件，分别为不添加、按体积分数添加1%和2%。
他在手套箱中找到DIO的试剂瓶，其内部有铜粉作为稳定剂，沉积在液体下方。
他先用一次性滴管避开试剂瓶底部，小心吸取大约100毫升的液体，转移至2毫升离心管中待用。
等到刚才的3组溶液完全溶解后，许秋再将每组溶液等分为3瓶，每瓶0.5毫升，然后用移液枪依次加入0、5、10微升的DIO。
三组溶液就这样变成了九组溶液。
接着是退火条件。
根据文献报道，PTB7-TH体系一般不进行溶剂退火，部分研究者会选择热退火操作。
所以许秋设计了两种条件：不退火和120摄氏度热退火15分钟。
最后是转速。
上次实验中的最佳转速为3000r.p.m.，次一级的是2500r.p.m.，许秋决定继续沿用这两种转速。
他计算了一下，一共3*3*2*2=36组条件。
要不是怕样品数量膨胀到上百，许秋还想做更精细的调控。
不过就算这样，36组，还是蛮多的。
他摇摇头，不再多想，开始实验。
旋涂，完成。
蒸镀机器每次最多只能蒸镀25片基片，所以要分两次进行，完成。
测试，完成。
最高效率是9.88%。
对应的样品是“1.3，1，w/o，2500”，即PTB7-TH:PC[70]BM的质量比例为1:1.3，溶剂添加剂DIO体积比为1%，2500r.p.m.转速，不退火的条件下。
其他器件的效率则在5-9%之间波动。
许秋将实验结果列表记录到实验记录本上，然后进行总结：
第一，最佳质量比例为1:1.3，且比例变化对光电性能影响不大。此项暂时不用更改。
第二，进行退火操作，器件效率会提高或降低，不过效率波动幅度较小，只有不到1%，这说明退火与否对器件光电性能的影响不大。此项暂时不用更改。
第三，溶剂添加剂对器件性能的影响较大，1%的添加量为最佳，如果增加至2%，效率会大幅降低。因此，需要对添加剂的添加量进行更细微的调控。
第四，添加DIO的样品，最佳转速从3000变更为2500r.p.m.。因此，需要进一步调节添加了DIO样品的转速。
总结过后，许秋产生了两个疑问。
为什么仅有1%体积比的添加剂，就会对结果造成这么大的影响？
为什么最佳转速发生变化？
思考了一会儿，他感觉脑袋有些晕，身体也在给他传达疲惫的信号。
高强度的复习、实验，节奏确实太快了，生活需要张弛有度。
许秋决定去校园里溜达一会儿。
逛着逛着，他想到今天刚好是周日，学姐应该在实验室吧，不如去看看她的实验进度吧。
…………
“咦，许秋，你怎么又来了。”陈婉清道。
“复习太累了，出来逛逛，顺路看看学姐实验做的怎么样了。”许秋道。
“还行吧，用了你的方法，果然聚合物溶解的很好，我做了一批器件，效率最高7.57%。”陈婉清犹豫了一下，说道：
“就是……出了点小小的意外。”
“意外？手套箱被你弄炸了？”许秋道。
“没有那么夸张啦，”陈婉清道：“就是我把之前用氯仿配制的溶液，也放在加热搅拌台上了，90摄氏度的。”
“好吧，不过只有一毫升的溶液，应该问题不大吧。”许秋道。
“确实问题不大，瓶子的质量不错，”陈婉清道:
“当时把它拿起来的时候，我从外观看没有发现什么异常，直到我用右手旋开瓶盖时，沸腾的溶液瞬间喷出，我下意识的用橡胶手套档了一下，结果本来黑色的手套现在变成蓝色花纹手套了。”
“人没事就好，”许秋想起了他来实验室的目的，便问道：
“学姐，现在做PTB7-TH，用的什么条件啊。”
陈婉清拿出实验记录本递给许秋，道：“条件都在上面了，自己看吧。”
许秋接过记录本，发现学姐的最佳条件是“15毫克每毫升，给受体比例1:1，2000转速，120度退火15分钟。”
没有写溶剂添加剂，那应该是没有加。
许秋心想，要是直接提醒学姐改浓度或者改给受体的比例，就显得有些刻意了。
不如从溶剂添加剂的方面提醒，学姐或许还能为自己解答之前遇到的两个问题。
于是，他说道：
“学姐，我这几天看PTB7-TH体系的文献的时候，发现他们有人用溶剂添加剂，加了1%的DIO，效率就能提高很多，但加到2%，效率就会急剧降低，学姐知道是为什么吗。”
“这几天考试你还看文献啊。”陈婉清道。
“现在每天看一个小时文献，积少成多，感觉要学习的东西还很多。”许秋道。
“好吧，你的问题我正巧知道，溶剂添加剂的沸点比原溶剂要高，所以在旋涂成膜过程的最后阶段，几乎是只剩下溶剂添加剂的，所以哪怕是少量的添加剂也会对薄膜形貌造成巨大影响。
同理，添加量从1%到2%，看似只增加了1%，其实溶剂体积增大了一倍，那么浓度就会缩小一倍，自然造成的影响就会有显著的不同。”
陈婉清说完，恍然大悟道：
“对哦，我也可以在配溶液的时候加点溶剂添加剂试试。”
许秋满意的点点头，一箭双雕啊。
在上周，许秋初步探索了溶液浓度、旋涂手段对器件光电性能的影响。
这周他打算同时研究给体受体质量比、溶剂添加剂以及退火对电池效率的影响。
因为是在模拟实验室，原料不要钱，所以许秋在设计实验的时候也没有太多顾虑。
首先是给体受体质量比例。
根据文献，大多数研究者给出的比例介于1:1到1:1.5之间，不过少数也有到1:2的。
许秋决定先跟着大多数人走，于是配置了3组溶液，保持溶质总浓度在20毫克每毫升，给体受体质量比例分别为1:1、1:1.3和1:1.5的溶液，各1.5毫升。
因为其中的1:1.3比例，给、受体用量不是整数，所以他提前计算好物料质量，用标签纸贴在手套箱玻璃上。
其次是溶剂添加剂。
最常用的添加剂是1，8-二碘辛烷，简称DIO，是一种高沸点溶剂，可以延长溶液的成膜时间，改善共混薄膜的形貌。
此外，也有部分研究者使用其他溶剂添加剂，比如氯萘等。
许秋最终选择DIO，他设置了3种条件，分别为不添加、按体积分数添加1%和2%。
他在手套箱中找到DIO的试剂瓶，其内部有铜粉作为稳定剂，沉积在液体下方。
他先用一次性滴管避开试剂瓶底部，小心吸取大约100毫升的液体，转移至2毫升离心管中待用。
等到刚才的3组溶液完全溶解后，许秋再将每组溶液等分为3瓶，每瓶0.5毫升，然后用移液枪依次加入0、5、10微升的DIO。
三组溶液就这样变成了九组溶液。
接着是退火条件。
根据文献报道，PTB7-TH体系一般不进行溶剂退火，部分研究者会选择热退火操作。
所以许秋设计了两种条件：不退火和120摄氏度热退火15分钟。
最后是转速。
上次实验中的最佳转速为3000r.p.m.，次一级的是2500r.p.m.，许秋决定继续沿用这两种转速。
他计算了一下，一共3*3*2*2=36组条件。
要不是怕样品数量膨胀到上百，许秋还想做更精细的调控。
不过就算这样，36组，还是蛮多的。
他摇摇头，不再多想，开始实验。
旋涂，完成。
蒸镀机器每次最多只能蒸镀25片基片，所以要分两次进行，完成。
测试，完成。
最高效率是9.88%。
对应的样品是“1.3，1，w/o，2500”，即PTB7-TH:PC[70]BM的质量比例为1:1.3，溶剂添加剂DIO体积比为1%，2500r.p.m.转速，不退火的条件下。
其他器件的效率则在5-9%之间波动。
许秋将实验结果列表记录到实验记录本上，然后进行总结：
第一，最佳质量比例为1:1.3，且比例变化对光电性能影响不大。此项暂时不用更改。
第二，进行退火操作，器件效率会提高或降低，不过效率波动幅度较小，只有不到1%，这说明退火与否对器件光电性能的影响不大。此项暂时不用更改。
第三，溶剂添加剂对器件性能的影响较大，1%的添加量为最佳，如果增加至2%，效率会大幅降低。因此，需要对添加剂的添加量进行更细微的调控。
第四，添加DIO的样品，最佳转速从3000变更为2500r.p.m.。因此，需要进一步调节添加了DIO样品的转速。
总结过后，许秋产生了两个疑问。
为什么仅有1%体积比的添加剂，就会对结果造成这么大的影响？
为什么最佳转速发生变化？
思考了一会儿，他感觉脑袋有些晕，身体也在给他传达疲惫的信号。
高强度的复习、实验，节奏确实太快了，生活需要张弛有度。
许秋决定去校园里溜达一会儿。
逛着逛着，他想到今天刚好是周日，学姐应该在实验室吧，不如去看看她的实验进度吧。
…………
“咦，许秋，你怎么又来了。”陈婉清道。
“复习太累了，出来逛逛，顺路看看学姐实验做的怎么样了。”许秋道。
“还行吧，用了你的方法，果然聚合物溶解的很好，我做了一批器件，效率最高7.57%。”陈婉清犹豫了一下，说道：
“就是……出了点小小的意外。”
“意外？手套箱被你弄炸了？”许秋道。
“没有那么夸张啦，”陈婉清道：“就是我把之前用氯仿配制的溶液，也放在加热搅拌台上了，90摄氏度的。”
“好吧，不过只有一毫升的溶液，应该问题不大吧。”许秋道。
“确实问题不大，瓶子的质量不错，”陈婉清道:
“当时把它拿起来的时候，我从外观看没有发现什么异常，直到我用右手旋开瓶盖时，沸腾的溶液瞬间喷出，我下意识的用橡胶手套档了一下，结果本来黑色的手套现在变成蓝色花纹手套了。”
“人没事就好，”许秋想起了他来实验室的目的，便问道：
“学姐，现在做PTB7-TH，用的什么条件啊。”
陈婉清拿出实验记录本递给许秋，道：“条件都在上面了，自己看吧。”
许秋接过记录本，发现学姐的最佳条件是“15毫克每毫升，给受体比例1:1，2000转速，120度退火15分钟。”
没有写溶剂添加剂，那应该是没有加。
许秋心想，要是直接提醒学姐改浓度或者改给受体的比例，就显得有些刻意了。
不如从溶剂添加剂的方面提醒，学姐或许还能为自己解答之前遇到的两个问题。
于是，他说道：
“学姐，我这几天看PTB7-TH体系的文献的时候，发现他们有人用溶剂添加剂，加了1%的DIO，效率就能提高很多，但加到2%，效率就会急剧降低，学姐知道是为什么吗。”
“这几天考试你还看文献啊。”陈婉清道。
“现在每天看一个小时文献，积少成多，感觉要学习的东西还很多。”许秋道。
“好吧，你的问题我正巧知道，溶剂添加剂的沸点比原溶剂要高，所以在旋涂成膜过程的最后阶段，几乎是只剩下溶剂添加剂的，所以哪怕是少量的添加剂也会对薄膜形貌造成巨大影响。
同理，添加量从1%到2%，看似只增加了1%，其实溶剂体积增大了一倍，那么浓度就会缩小一倍，自然造成的影响就会有显著的不同。”
陈婉清说完，恍然大悟道：
“对哦，我也可以在配溶液的时候加点溶剂添加剂试试。”
许秋满意的点点头，一箭双雕啊。