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455 叠层器件,双倍的“快乐”(求订阅)(3/6)

有一次旧的三氧化钼用完了,本来想回购原来那家,结果发现断货了,需要等两周才有货。

    当时为了实验能继续进行,她便换了另外一家,纯度都是一样的,材料检验报告也没有问题。

    但做出来的器件性能就是不行,比之前用的那种三氧化钼效率普遍低2左右。

    后来换回了原来那种三氧化钼,器件效率才恢复正常。

    至于造成这种现象的原因,谁知道呢?

    或许是和靶材的颗粒有关,或许是和里面某种微量的杂质有关,也可能刚好买到了一瓶次品……

    这些都是有可能的,就算强行找原因,也没有太大的意义。

    忙忙碌碌,花费半个月时间,终于找到了原因,最后有什么收获吗?

    没有,只是单纯的浪费了半个月的时间罢了。

    实验室中,许秋和和莫文琳两人一边工作,一边闲聊着。

    直到韩嘉莹进入实验室,号称:“我写文章写的有些累了,过来随便看看。”

    两人这才停下了交流,各奔东西。

    莫文琳转身离开,说道:“我回去写文章啦。”

    于是,许秋换了一个聊天的对象,他一边和学妹侃大山,一边制备器件。

    旋涂氧化锌,作为第一层传输层;

    旋涂pfn-br,作为第二层传输层;

    旋涂不同厚度的j4:pcb:idic-,作为底电池有效层;

    旋涂-pedot,作为第三层传输层;

    旋涂氧化锌,作为第四层传输层;

    旋涂不同厚度的pce10:iei-4f,作为顶电池有效层;

    蒸镀三氧化钼,作为第五层传输层;

    蒸镀银,作为电极。

    这是之前经过优化后得到的最佳加工工艺,许秋直接套用过来。

    毕竟现在只是将idic-4f更换为idic-,传输层方面的加工工艺大概率不会存在很大的差异。

    一直忙活到晚上十点多,许秋终于完成了新的一批idic-体系叠层器件的制备与性能测试,最高效率达到了1467。

    同时,模拟实验中的idic-体系的初步摸索结果也出来了,最高是1497,还有不小的上升空间。

    而idic-4f体系的结果,经过这些天的多次优化,目前已经达到了1532,上升空间并不大。

    虽然这批idic-体系的叠层器件效率,暂时没有idic-4f体系的高,但许秋也不是很在意。

    他本来也不指望只靠制备一次器件就实现效率突破,这次尝试,主要是为了验证自己的思路有没有问题。

    现在仅仅是初步尝试,idic-的体系就已经做出了与idic-4f相当的器件效率,说明当前优化的思路大概率是正确的。

    也就是说,有很大的几率能把叠层器件效率上限,再往上提升一些,或许能够达到155以上。

    至于能不能上16,这就要看运气了。

    完成了现实中的初次尝试,剩下的工作,许秋主要还是打算交由模拟实验室进行大范围的摸索。

    因为相较于普通的单结器件,双终端法制备的叠层器件在优化时的工作量翻倍都不止,有系统的帮忙可以省下不少时间。

    具体来说,在单结电池中,只有唯一的有效层,只需要优化一个有效层的膜厚,摸索范围通常在80-150纳米之间。

    而且对于绝大多数的有机光伏体系,把有效层的膜厚做到100纳米左右,就算偏离了最佳膜厚,通常也能达到最佳膜厚效率的90。

    如果不是冲刺效率的工作,可以做的不那么精细。

    而双终端法制备的叠层器件,有两个有效层,需要同步优化两个膜厚。

    两个膜厚就是双倍……不,是相乘的“快乐”。

    不仅如此,摸索的范围也更大,底电池一般要从50纳米做到300纳米,顶电池要从50纳米做到200纳米。

    以底电池膜厚50-300纳米,顶电池膜厚50-200纳米为例。

    就算是以非常低的精度,比如50纳米为间隔进行摸索,也需要做64=24组器件。

    这么低的精度,在冲刺高效率的时候,显然是行不通的。

    因为有时候膜厚差10纳米,效率可能就会偏差03、05。

    那么选择高精度,比如10纳米为间隔进行摸索,就需要做2616=416组器件。

    现实中,要是做416种条件得累死,一个月都不一定能做出来。

    折中的选择,以20纳米为间隔的话,也需要119=99组器件,保守估计也得爆肝一周才能完成。

    这或许是叠层器件做的人比较少的原因,不仅加工工艺的门槛比较高,还费事。

    而把这些优化放在模拟实验系统中进行,就相对简单一些,可能两三天就能完成现实中一个月
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