許秋將樣品托放在手套箱的傳送艙內(nèi),，并不急著拿出來,。

　　他跟隨學(xué)姐,，來到外量子效率的測試儀器旁，這里有一臺電腦和一個黑色的箱體,。

　　箱體在關(guān)閉狀態(tài)下的遮光性很好。

　　打開箱體后,，它的內(nèi)部有光源,、透鏡、電源,、檢測器,、升降平臺，其中光源可以發(fā)射不同波長的單色光。

　　陳婉清開始操作示范,。

　　她把標(biāo)準(zhǔn)硅電池放在升降平臺上,，并將其與電源和檢測器連接，然后調(diào)節(jié)透鏡,，使光斑完全打在硅電池表面,。

　　標(biāo)準(zhǔn)硅電池是10厘米×10厘米的，而光斑很小,，所以操作起來沒有什么難度,。

　　接著打開電腦，開啟測試軟件,，設(shè)置參數(shù),。

　　掃描區(qū)間設(shè)置為300-800納米，步長設(shè)置為10納米,，

　　開始測試,。

　　儀器“當(dāng)當(dāng)當(dāng)”的運(yùn)轉(zhuǎn)起來，電腦上實(shí)時顯示測試結(jié)果,。

　　橫坐標(biāo)為波長,，縱坐標(biāo)為EQE值，從300納米開始,，每隔10納米,，產(chǎn)生一個數(shù)據(jù)點(diǎn)。

　　測試完成后,，軟件根據(jù)測試結(jié)果自動進(jìn)行校準(zhǔn),。

　　“學(xué)姐，接下來的操作換我來吧,?！痹S秋已經(jīng)通過系統(tǒng)影像提前看了一遍操作流程。

　　“你確定,？等下測樣品時光斑聚焦可不容易哦,。”陳婉清道,。

　　“沒事,，你放心?！?p>　　“好呀,。”陳婉清說完將位置讓給許秋,。

　　許秋從傳送艙將樣品托取出,，石英玻璃窗口的那一面朝上,，放在升降平臺上，將探針與電源和檢測器連接,。

　　接下來,，要將光源的光斑聚焦在待測電池上。

　　這步操作確實(shí)比較難,，因?yàn)槊總€電池器件的面積僅有0.09平方厘米,。

　　如果光斑沒有完全照射在這個范圍內(nèi)，那么范圍外的光能將會損失,，最終測試結(jié)果就會偏低,。

　　不過這難不倒許秋，他耐心調(diào)試了一會兒,，便將光斑調(diào)好,，啟動測試。

　　“你這操作可以啊,?！标愅袂遒潎@道。

　　“基本操作而已,，不值一提,。”許秋隨意擺擺手道：“話說,，為什么電池器件的面積要做的這么小呢,，做一個1平方厘米的不好嗎？”

　　“因?yàn)殡姵孛娣e越大,，光電轉(zhuǎn)換效率就越低啊,，”陳婉清道：

　　“現(xiàn)階段為了獲得高效率，大部分課題組都是做小面積的,，一般國際慣例是0.09或0.04平方厘米,，不過也有比較夸張的課題組，會做0.01平方厘米的器件,?！?p>　　“讓我想想，”許秋思考了一會兒,，說道：

　　“我明白了，我們旋涂出來的有效層薄膜,，肉眼看上去幾乎是均勻的,，但其實(shí)每個區(qū)域都有細(xì)微的差別。

　　比如一個0.09平方厘米的器件A,，將其均分為9部分A1-A9,，每一部分面積0.01平方厘米,。

　　A1-A9的光電轉(zhuǎn)換效率可能在5.0-5.5%之間波動，那么最終A的效率約為5.25%,。

　　最后比較最高效率,，0.09大面積的差不多在5.3%左右，而0.01小面積的則是5.5%,，甚至能夠波動到更高的數(shù)值,。

　　是不是這個原因呢，學(xué)姐,?！?p>　　“是呀，差不多就是這個樣子,，現(xiàn)在有機(jī)光伏還處于實(shí)驗(yàn)室階段,，所以沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，”陳婉清道：

　　“我之前還看到一篇文獻(xiàn),，標(biāo)題上寫著光電轉(zhuǎn)換效率達(dá)到了15%以上,，結(jié)果一看期刊是個SCI二區(qū)的。

　　我當(dāng)時就震驚了,，這就算發(fā)不了《自然》,、《科學(xué)》，也能發(fā)一個它們的大子刊,。

　　然后我就仔細(xì)看了正文,，發(fā)現(xiàn)原來它用的是單色光，而不是模擬的太陽光,，就是在標(biāo)題搞了個噱頭而已,。”

　　…………

　　樣品測試結(jié)束,。

　　EQE曲線的形狀大體上和有效層的光吸收光譜差不多,，通過軟件內(nèi)自帶的積分功能，可計(jì)算出理論上的短路電流密度,。

　　這個樣品的理論結(jié)果是11.96毫安每平方厘米,，J-V曲線實(shí)測結(jié)果是12.05毫安每平方厘米。

　　兩者誤差在5%之間,，表明后者的測試結(jié)果可信,。

　　之后，許秋又測試了另外的五組器件,。

　　到下午五點(diǎn)十五分,，全部測試完畢。

　　“學(xué)姐預(yù)測的挺準(zhǔn)啊,，今天果然不用加班,?！痹S秋道。

　　“熟能生巧嘛,，”陳婉清道：“對了,，晚上去吃什么？”

　　“怎么,，學(xué)姐要請客嗎,？”

　　“上周不是答應(yīng)你了嘛?！?p>　　“我當(dāng)時就是開個玩笑,，這怎么好意思，那就去吃哥老關(guān)火鍋吧,?！?p>　　“好呀?！?p>　　因?yàn)槭侵芪逋砩?，吃火鍋的人還是比較多的。

　　許秋取了個號,，A65,，前面還有12桌，估計(jì)要等一個小時左右,。

　　等待期間,，他也沒閑著，向陳婉清請教問題,。

　　雖然閱讀文獻(xiàn)也可以獲得答案,，但是真人指導(dǎo)效果自然是更好的。

　　搞科研是個系統(tǒng)的工作,，遇到的各個細(xì)節(jié)都要弄明白,，保不準(zhǔn)哪天就會用上。

　　因?yàn)槊繙y試的每一個數(shù)據(jù),，最終都要轉(zhuǎn)化為對結(jié)果的論證,，總不能在寫論文時，告訴別人,，我們測試了一個XXX,，得到的數(shù)據(jù)是XXX，然后就截然而止,。

　　必須對所得數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,，討論它與論文結(jié)論的關(guān)系。

　　如果是比較異常的結(jié)果,，無法解釋,，那也要說明“這個現(xiàn)象我們暫時無法解釋”，但這樣的話出現(xiàn)一兩次還可以,，通篇都是“我們無法解釋”的話,，就會被審稿人教做人了。

　　“剛才測試時,，我發(fā)現(xiàn)我們做的器件,，大多數(shù)波長下的EQE值都在60%以下，而硅電池卻能到80%以上,，這是為什么呢,。”許秋問道,。

　　“簡單來說,，就是現(xiàn)在使用的P3HT材料存在很多問題，需要改進(jìn),。

　　如果要具體展開來說,，首先你要知道太陽能轉(zhuǎn)化為電能的過程：

　　太陽光照射出光子，光電材料組成的有效層吸收光子,，其內(nèi)部產(chǎn)生電子-空穴對,，然后電子-空穴對拆分為自由電荷、自由電荷在材料內(nèi)輸運(yùn),，接著在電極處被收集,，最終形成電流。

　　這個過程很復(fù)雜,，中途任何一個步驟出現(xiàn)問題,，都會導(dǎo)致電流損失，表觀上看到的就是EQE低,?！标愅袂宓馈?p>　　“我懂了,，”許秋道：“所以人們就基于P3HT,，進(jìn)行改進(jìn)，到現(xiàn)在最好用的給體材料就是PTB7-TH,?！?p>　　“是啊，有機(jī)光伏領(lǐng)域發(fā)展了20年,，材料也迭代了好多代,，包括PTB7-TH，你知道它為什么叫這個名字嗎,？”陳婉清問道,。

　　許秋搖搖頭,，他也只是知道一個名稱而已。

　　陳婉清解釋道：

　　“這是一個系列的材料,，其中T表示噻吩并噻吩單元,，B表示苯并噻二唑單元，P表示它是由這兩個單元共聚而成的聚合物,，所以最早它是叫PTB,。

　　后來研究者們又基于PTB，對其進(jìn)行改性,，得到PTB2,、PTB3，一直到PTB7,。

　　再將PTB7上一個支鏈上的苯環(huán)改為噻吩環(huán),，所以加上了一個噻吩的縮寫-TH，就得到了現(xiàn)在的PTB7-TH,。

　　而且,，這20年來，主要改進(jìn)的方向都是聚合物給體材料,，受體一直使用的都是PCBM系列,。

　　或許將來某一天，受體領(lǐng)域也能夠取得突破,，對有機(jī)光伏領(lǐng)域造成翻天覆地的改變吧,。”