第一章 科研辅助系统 第二章 寻找课题组 第三章 安全第一 第四章 清洗基片 第五章 呆萌学姐 陈婉清戴上一次性PE手套,用镊子随机夹起一片基片,对着天花板上的日光灯照了照。 “不错,清洗的很干净。”她先是点点头,赞许了一句,接着话锋一转:“不过,这基片放反了,这是我的疏忽,刚刚忘记教你鉴别正反面了。” “好在这个培养皿比较干净,问题不大,只要每一片再重新确认一下就好了。” 然后,她示意许秋走到她身边观察,继续说道: “把基片拿到光线好的地方,从侧面平视基片,然后上下略微旋转角度。” “这时候从有ITO涂层的一面观察,可以看到连续的淡蓝色或紫色图案,这就是正面;而从反面观察,图案是间断的。” “好的,我来试试。”许秋也用镊子夹起一片,在灯光下观察。 在光照下,ITO涂层泛着淡淡的蓝紫色。 按照学姐给出的方法,他很快辨别了基片的正反面,并将其正面朝上,放回培养皿。 接着他又拿起一片,对着光看一看,放回去,再拿起下一片…… 不到一分钟,11片全都检查完毕。 “哇,许秋,你学的真快,一教就会,真是做科研的料子啊。”陈婉清随机抽查了几片,满意的点点头,感叹道。 许秋心中疑惑:“这个不是看一眼就能学会,有那么难嘛?” 不过表面上他还是不动声色。 陈婉清随后轻叹了一口气,说道: “不像我,之前魏老师教我的时候,我总是笨手笨脚的,他还老凶我,最后我花了接近半个小时才学会。” “学姐说笑了。” 许秋随即联想到魏老师进实验室时的场景,当时的学姐就像是一只受惊的小兔子一般,于是他好奇问道: “话说魏老师不是看着蛮和蔼的嘛,还会凶人吗?” “嗯……” 陈婉清敷衍的回了一句,情绪低落,显然是不愿多谈。 见状,许秋只好转移话题: “我继续去清洗基片了,刚刚又装了几个支架,这次可以一次性洗很多片。” “好的,学弟辛苦啦!”陈婉清重新摆出了笑脸。 ………… 忙碌的时光总是过的飞快。 2个小时后,“基片清洗工具人”许秋将最后一片处理干净的基片装好。 然后摘下口罩、手套,丢入专用的垃圾桶,原地运动了一会儿,脱掉实验服,挂在墙边的挂钩上。 尽管实验室内空调冷气充足,许秋还是出了一身的汗,就连实验服的后背上也都能看到明显的水渍。 搞科研,也是体力活啊。 他查看系统界面,熟练度再次上升了一大截。 权限等级:1 积分:200 进行中的任务:1个 熟练度: 【实验操作类】 清洗基片(三阶30%/四阶50%) 【仪器设备类】 超声波清洗仪(四阶50%/五阶0%) 镊子(三阶60%/四阶50%) 氮气枪(三阶30%/四阶50%) 【任务已完成,获得100积分。】 【获得新手任务III。将任意实验操作的熟练度提升至四阶及以上,任务完成奖励300积分。】 新任务和上一个类似,只需要继续提高熟练度就行了。 可惜今天是没机会完成任务了,因为他晚上还约了室友们一起吃饭。 此外,许秋发现熟练度的提升,并不只是单纯的操作变娴熟,他对于实验操作的理解也同步得到提升。 “不知道是因为我天资聪颖,还是系统提供的隐形福利呢。”许秋心想。 他现在已经可以做到不拘泥于标准流程进行操作,比如: 根据旧基片表面的干净的程度调整超声清洗的时间。 对于表面残留较多的基片,延长其在肥皂水中的清洗时间至40分钟; 而较为干净的,可以取消肥皂水清洗过程,直接从去离子水开始。 而且,通过观察和分析,还大致弄懂了每步清洗操作的目的: 肥皂水是粗洗,可以将基片上残留的大部分电极材料或涂层洗掉; 去离子水可以洗去无机物杂质; 丙酮可以洗去有机物杂质; 异丙醇的沸点低,容易挥发,可以使基片在氮气气流下快速变干。 同时,许秋还使用了华罗庚的统筹方法。 通过合理安排时间,在等待超声清洗的过程中同时吹干基片,极大的提高了工作效率。 至于缺点嘛,就是连轴转,会比较累。 最终,许秋一共得到60片干净的基片,满满当当的装了五个培养皿。 他以叠罗汉的形式放好,双手保护好两端,就像手持着一个巨型的汉堡。 当陈婉清看到许秋洗好的一二三四五盒基片时,她的表情是这样的: (๑°⌓°๑) “这……这也太多了吧。” 说完,她轻拍了下额头,说道: “哎呀,刚才又忘了提醒你啦。” “一般没必要吹干这么多的,两盒就够用了,其余洗干净的基片直接浸泡在IPA里面就可以了,等到需要用的时候再吹干。” 许秋无奈的摊摊手,这学姐感觉好像有点呆萌呆萌的。 感情她刚才说自己有点笨,不是自谦啊。 见许秋没有回话,陈婉清一脸歉意的说道: “不好意思哈,基片留着我晚上来处理吧,今天辛苦你啦。” 许秋:“没事,应该的。” 陈婉清:“对了,之后你来实验室的话,最好选择一些固定的时间,这样方便安排工作。” 陈婉清:“我们工作时间是上午九点半到十一点半,下午一点半到五点半,晚上七点半到十点。周一到周四全天,周五上午和下午,周六休息,周日下午和晚上。” 陈婉清:“周日没课,大家都在,所以最好过来。当然啦,你是本科生,魏老师应该也不会怎么管你。” “科研也有996福报啊。”许秋心中默默吐槽,然后看了看课表。 这学期共选了14学分的课程,一学分大致对应一节课,课程量不算多。 看到周二(今天)、周四和周五的课程较少,许秋便答复道:“那就周二下午,周四下午,周五下午,再加周日,怎么样。” 陈婉清拿笔记录,回复道: “好的。如果有事的话提前和我讲一声就好,其他时间想过来也是可以的。来,先加下微信吧。” “滴。” 许秋看了看学姐的微信,昵称就是她的真名,头像是一张旅游照片。 临别,陈婉清又递过来三份装订好的纸质文件,加起来大约有一个大拇指指节的厚度。 “这是三篇关于有机太阳能电池的文献,你先拿着看看吧。有什么不懂的问题,可以标注下来,下次来问我。” 许秋将文献接过来掂了掂,分量还不轻,将其塞进包里,与学姐告别。 第六章 室友约饭 许秋和他的室友们晚饭约在学校的WE COFFEE餐厅。 这是一家主打外国菜的餐厅,包括日式豚骨拉面、牛丼饭、炸物,韩式泡菜小火锅、石锅拌饭,西式煎牛排、披萨、意面等等。 餐厅是去年新建的,主要是考虑到学校里有很多的外国留学生。 菜品价格比正常餐厅的略贵,人均25元左右。 …… 许秋赶到食堂的时候,他的两个室友,任斌和陶焱已经到了。 任斌是疆省人,比较容易辨认,许秋远远的就看到了他。 今天聚餐是任斌提出的,所以也是他请客,见到人都到齐了,他便招呼道: “许秋,陶焱,你们随便点,今天我请客。” 陶焱略显夸张的笑了笑,说道:“嘿嘿,斌子,那我可就不客气啦,难得你请一次客。” 他看了看菜单,向食堂师傅说道:“来份黑椒牛排套餐。” 许秋:“一份炸猪扒套餐。” 任斌:“一份火焰一口牛肉,然后再拿三听冰可乐,我们三个一起付。” 说完,任斌拿出校园一卡通结账。 餐厅的人流量很大,在他们去点单的间隙,原来的位置已经被一对小情侣占据了。 没办法,三人只好重新找了个卡座坐下。 陶焱是寝室的寝室长,虽说大小算个官,但其实并没什么用处,只在奖学金评定的时候能比别人多0.5分。 他也是三人组中最为健谈的一位,直接开口问道:“斌子,是有什么喜事吗,今天怎么想起来请客呀。” 任斌挠了挠头,说道:“辅导员前段日子不是群发了邮件嘛,说系里有两个参军返校的名额,我就报上去了。今天得到消息,我拿到了一个名额。” 许秋和陶焱顿时明白了。 所谓参军返校就是大学毕业后,入伍两年,然后可以返校直接读研,而且还可以无条件的跨专业读研。 此外,毕业支教一年、参加合唱团、团委也有少量保研名额,不过竞争的非常激烈。 这也算是给学习成绩较差的同学留了一条路。 “恭喜,恭喜。”两人同时祝贺道。 随后,陶焱又补了一句:“两年后,再见面,你可就是我和许秋的学弟了。来,斌子,先叫声学长听听。” 任斌当然不肯吃这亏,反问道:“陶焱啊,我记得你的绩点好像3.0不到吧,怎么样,保研有把握吗?” 陶焱愣了一下,旋即勉强挤出个笑容,道:“是啊,2.98,反正我是报上去了,成不成只能看天意喽。只希望绩点排前面的能多几个出国的,我听说我们材料物理第一第二都要出国。” 陶焱瞅到旁边的许秋,拍了拍他的肩膀,说道:“还是羡慕许大学霸啊,接近3.5的绩点,这学期就算挂两科,也稳稳能保研。” 许秋笑骂道:“你这是咒我呢,还挂两科,要是补考不过,就直接凉凉。” 这时,食堂师傅那边吆喝了起来:“黑椒牛排套餐好了,炸猪排……” 出餐了,任斌起身去拿。 过了不久,任斌拿着两个餐盘回来,递给许秋一个:“许秋,你的猪扒饭。” 许秋:“谢谢。” 陶焱搓搓手指:“我的呢?” 任斌:“我只有两只手,你的自己拿去。” 陶焱:“嘁。” ………… 晚饭过后,三人结伴回寝室。 许秋躺在床上。 陶焱去公共浴室洗澡。 任斌则坐在桌子前,紧握鼠标,全神贯注的盯着电脑屏幕,不时可以听到他的声音混杂着游戏声音: “全体冲B点!” “手雷来了!” “小心!包点有人!” “刀他,快刀他!” 这也是任斌的绩点常年徘徊在2.0附近,专业排名吊车尾的原因了,他就是个网瘾少年。 关键在于,大四要毕业的时候,如果绩点低于2.0或学分低于120分的话,则学校只发毕业证,不发学位证。 许秋也尝试着劝过任斌几次,发现没什么用,后来就放弃了。 休息片刻,许秋下床,打开电脑,插入耳机,打开网抑云,打开有盗词典、谷狗翻译,掏出学姐塞给他的三篇文献。 许秋随手拿起一篇文献翻看起来。 文献是A4纸双面彩色打印的,一共有66页,全部都是英文。 “我的天哪,估计有好几万个单词,让我一周读完一篇,估计都难,而且一共还有三篇。” 想到这里,许秋头都大了。 突然,他灵机一动。 “系统,没有复制其他人的操作,可以直接凭空推演吗?我想学习文献阅读技巧。” 【可以,耗费积分翻倍,推演文献阅读至三阶需要1*(1+10)*2=22积分,到四阶需要222积分。是否推演?】 刚才心算了一下,许秋本打算花光200积分直接上个四阶,一步到位,结果居然需要222分。 稍微想了下,许秋就明白了系统的计算规则。 呵,这系统还蛮严谨的。 “先推演至三阶吧。” 这样也好,等周四去找学姐,可以把她的文献阅读能力搞过来。 她的能力值再不济,肯定也是四阶以上的。 或者明天专门跑一趟。 嗯,就这么愉快的决定了。 幸好需要222积分,不然一时冲动,花光了积分可就亏大了。 积分可以先攒着,留到后期冲五阶再用会比较好,五阶看样子是一个门槛。 推演成功后,系统面板发生变化。 【科研辅助系统】 权限等级:1 积分:178 进行中的任务:1个 熟练度: 【实验操作类】 清洗基片(三阶30%/四阶50%) 【仪器设备类】 超声波清洗仪(四阶50%/五阶0%) 镊子(三阶60%/四阶50%) 氮气枪(三阶30%/四阶50%) 【特殊类】 文献阅读(一阶50%/三阶0%) 新增加了一个特殊类,许秋点开“文献阅读”辅助系统,开始学习。 第一步,找到期刊名称,然后在MedSci等网站中,查询期刊的信息,以此确定期刊档次。 除了人们熟知的三大顶刊CNS外,影响因子大于10或中科院分区为一区TOP的均为行业一流期刊。 期刊档次越高,投稿发表在上面的文章水准通常就会越高,也就越值得仔细研读。 目前,顶尖期刊基本都是国外垄断的。 国内创办的期刊质量普遍较差,除了极少数已经不在乎名利的大佬,或是为了完成上头任务的大佬投递的文章外,其他绝大部分的文章只能用一个字形容,那就是水。 这也是没办法的事情,顶级期刊被国外垄断了几十年,想要打破行业垄断,可不是一朝一夕就可以的。 第七章 文献解读 第八章 准备取经 第二天,许秋打开辅助系统,继续钻研文献。 第五步是阅读文献的引言部分。 研究者们发表一篇Article或Communication文章,讲述他们所做的工作,本质上就是在讲故事。 而引言部分就是告诉读者,我们为什么要讲这样的一个故事,或者说我们做这样的一个工作的必要性。 故事可以是这样的: 甲:我在野外发现了一种具有白色皮毛的新生物,我将其命名为X兽,我把X兽抓了、宰了、炖了,发现X兽肉质鲜美,很好吃。 也可以是这样的: 乙:基于甲的发现,我也去野外抓了只X兽,也把X兽抓了、宰了、炖了,发现X兽肉质鲜美,很好吃。但是如果撒上胡椒粉、辣椒粉、椒盐等调味品,会更加好吃。 丙:基于甲的发现,我在野外发现了一只具有黑色毛发的X兽,我把黑X兽抓了、宰了、炖了,发现黑X兽肉质发柴,不好吃。此外,我还用猪肉和黑猪肉做了一组对照组,发现黑猪肉更好吃。最终得出结论,肉质鲜美与否和毛发颜色无明显相关性。 丁:基于甲乙丙,我发现X兽烤着吃更好吃。 戊:基于甲乙丙,我发现X兽和黑X兽肉按95:5的质量比混合,炖着吃比纯X兽肉更好吃。 他们的实际工作可能是这样的: 甲:我合成了一种新材料,分子式是C-60,我将其命名为富勒烯,通过一系列表征手段,发现C-60有许多优异的理化性能。 乙:基于甲的发现,我成功合成了C-60,通过一系列表征手段,得到的数据和甲差不多。然后对C-60进行表面修饰,得到了更佳的理化性能。 丙:基于甲的发现,我成功合成了C-70,通过一系列表征手段,发现C-70的理化性能不如C-60好。 …… 其中,甲通常是行业大佬,在“野外“这个大领域中,开创出“X兽”这个小领域,这样的工作一般都是发表在一流期刊上; 乙和丙紧跟大佬脚步,虽说创新性不足,但只要动作够快,能够快速做出成果,也能发表在二流期刊上; 至于丁和戊,因为下手太慢,就只能在三流期刊上灌灌水了; 再之后的跟风者,如果没有让人眼前一亮的观点或是结论,就只能在SCI三区、四区灌水了。 那么,对于甲之后的人,他们所做的工作是否有意义呢? 自然是有的,个人的精力终究有限,靠一个人或是一个团队把整个领域研究透彻是不现实的。 而且,哪怕某个人研究了诸如“人和X兽基因相似度高达82%”之类的工作,这看似无厘头的项目,也是有意义的。 因为科研本质上是人类对未来的投资,是留给子孙后代们的财富。 事实上,绝大多数,超过99%的科研成果在发表后几十年内,都找不到实际应用价值。 但总归有那1%的成果,可能在未来的一天,被一位研究者看到后从中获得灵感,找到了他科研拼图中缺失的一角,进而推动某个领域向前迈进一大步。 对于一篇Review来说,引言部分的作用也是类似的。 通常是用来告诉读者,我们为什么要研究这个领域,这个领域的发展历程,以及这个领域目前亟待解决的问题。 相较于摘要和结论,引言部分较长,显然不能很快将三篇文献的引言部分都看完。 许秋略作思考,选择了先看发表在《化学评论》上的那一篇,毕竟这篇影响因子最高嘛。 第一段主要介绍“为什么要研究有机光伏这个领域”。 借助有盗和谷狗,许秋将其翻译并总结,然后记录在了自己的科研记录本上: “太阳能是清洁、环保、无污染的可再生能源。 传统基于硅、CIGS等非金属的太阳能电池,虽然有着高光电转换效率(15%以上),已经商业化,但其成本高,且制备时会产生环境污染废弃物。 近些年,有机光伏材料,因具有价格低、质量轻、可以制备柔**件等优点,而备受研究者们的关注。 有机光伏器件的光电转换效率仍较低,目前最高10%。” 然后,又在后面补充了自己的感悟: “对于太阳能电池,核心指标是光电转换效率,决定了它能把多少太阳光能转换为电能。 无机电池的转换效率15%以上是商用程度,也就是在大批量工业化生产的条件下,而有机电池的10%是停留在实验室的阶段,要是工业化生产,能不能达到5%还是个未知数。 看来,有机光伏领域还任重而道远啊。” 第二段主要介绍“有机光伏的发展历程”,许秋总结记录: “1986年,Tang等人首次发表了关于有机光伏器件的文章,光电转换效率只有1%。 六年后,Heeger和Wudl课题组,采用共轭聚合物MEH-PPV和C-60作为双层有效层,并发现产生电流的原因是MEH-PPV在吸收太阳光后将电子转移至C-60,因此将这两种材料命名为电子给体和电子受体; 随后,研究者们发现将电子给体和电子受体混合后,制备体异质结有机太阳能电池器件,光电转换效率更高; 直到现在,体异质结仍是有机太阳能电池领域中最广为使用的有效层结构。” 然后他用荧光笔,将出现的“共轭聚合物、电子给体、电子受体、体异质结、有效层”等不熟识的专业术语标出。 最后一段,则介绍了本篇综述的行文顺序。 许秋看了看,感觉没什么干货,便没有总结,只记下了两个专业名词,“形貌”和“电荷迁移率”。 【文献阅读熟练度+10%】 看着记录本上满满当当的一页,许秋感到非常满意。 可随即,他又看到了那长达60多页的正文,刚刚收获的喜悦瞬间被冲淡了不少。 “我的科研路,同样任重而道远啊。”许秋感慨道。 第六步。查看正文。 …… ?? 许秋等了半天,发现既没有额外的提示,也没有像之前几步的举例说明,只有四个字“查看正文”。 稍微想了想,他觉得应该是自己推演得到的三阶文献阅读,熟练度太低的缘故。 不如下午找学姐取取经? 第九章 学姐的另一面 第十章 难道是BUG? 第十一章 手套箱 第十二章 薅羊毛要轮着来 “不错,操作的很规范,没有出什么差错。就是用时比较长,不过毕竟是第一次,也很正常。”陈婉清点评道。 【手套箱熟练度+5%】 同时,许秋也收到了系统的提示,他暗自盘算: 熟练度涨的这么慢,看来又是个硬茬子。 不过应该也可以像刷镊子、氮气枪熟练度那样,通过不断进出手套箱,把熟练度快速刷高。 但是要找个好的时机,如果当着学姐的面,对着手套箱进进出出,有些不好解释。 …… “差不多就是这些内容,你先熟悉一下手套箱操作,晚一点我教你怎么在手套箱中配制溶液。” 陈婉清说完后,走向自己的座位。 刚走了不到一半路,她又折返回来,指着手套箱侧边的一个圆柱状舱体说道: “差点忘了和你讲这个。” “这个是传送舱,通过它可以实现箱内与外界的实物交换。 传送舱的舱体一半在手套箱内部,一半在箱外,舱体末端各有一个舱门,舱内还连接有气压计,可以实时查看舱内压力。 从外界传物品到手套箱内时,要先打开外部舱门,放入物品,然后使用真空泵将舱内抽至真空状态,再充入氮气,重复抽真空和充氮气的步骤三次,确保传送舱内气氛为氮气,然后就可以从手套箱内部打开舱门,取出物品了。 而从内部往外面传送物品则同理,但需注意打开内部舱门的时候,必须确保传送舱内气氛为氮气,不然如果放了一整舱空气进去的话,氧值立马会飙升至500ppm以上。 魏老师是很注重手套箱内气氛的,他每次来实验室都会检查一下,看水氧指标是不是低于100ppm。 现在实验室就我们两个人,如果氧值爆了被他发现,他不一定会有对你怎么样,但我肯定会挨骂的。” “所以,你懂的……”陈婉清故意做出了一个非常凶狠的表情。 “学姐放心,有我在,没意外。”许秋自信满满道。 接着,许秋再次将手伸入手套箱内,佯装在操作,眼角余光则瞥向学姐离去的方向。 陈婉清回到自己的座位上,然后从包包里掏出一个粉色的水杯。 她应该是要去打水,是个好机会。 “学姐,可以帮我也打一杯水吗。”许秋道。 陈婉清愣了一下,才反应过来许秋说了什么。 她白了许秋一眼,问道:“你杯子在哪里?” “在我包里。”许秋道。 强行给学姐增加了一点的工作量,他就有更多的时间来刷熟练度了。 在学姐离开的一瞬间,许秋迅速行动起来,集中精神,跟随着系统影像,开始重复“进出手套箱”的操作。 …… 大概过了两分钟,他听到学姐的脚步声,便停了下来。 “我把水杯放你包里里啦。” “好的,谢谢学姐。” 然后,他开始查看熟练度的提升情况。 【手套箱熟练度+10%】 【手套箱熟练度+10%】 【手套箱熟练度+9%】 …… 【手套箱熟练度+1%】 …… 开始几次可以加10%熟练度,甚至比他第一次操作时的5%都要高。 之后熟练度的增加幅度开始渐渐衰减,到最后就只剩下1%了。 他打开系统界面: 【科研辅助系统】 权限等级:1 积分:478 进行中的任务:1个 熟练度: 【实验操作类】 清洗基片(四阶1%/四阶50%) 【仪器设备类】 超声波清洗仪(四阶80%/五阶0%) 镊子(四阶9%/四阶50%) 氮气枪(四阶1%/四阶50%) 手套箱(一阶88%/四阶80%) 气体钢瓶(一阶0%/四阶20%) 【特殊类】 文献阅读(一阶72%/四阶50%) 新手任务IV:将任意两种实验操作的熟练度提升至四阶及以上,任务完成奖励500积分。 ## 忙活了半天,手套箱熟练度只增加到一阶88%; 而且它居然属于仪器设备类,而不是实验操作类,所以不能用于完成任务。 简直是双重暴击。 不过,后者倒不是大问题,因为根据学姐所说,之后要学习在手套箱中配制溶液。 如果“配置溶液”算是实验操作的话,想要让它达到四阶,手套箱熟练度达到四阶就是必要条件。 所以问题的关键在于前者,也就是熟练度提升太慢。 总不能一直趁学姐不在,偷偷做实验吧。 一定是哪里出了问题。 许秋打开辅助系统,仔细观察虚拟小人的一系列动作。 进入手套箱,拿起一个试剂瓶放到了试剂架上,又用镊子夹取了一片基片,……,接着离开手套箱,最后还使用传送舱往箱内传送了一盒基片。 他之前为了高效刷熟练度,只截取了进出手套箱的操作,然后循环播放。 许秋很快想通了其中缘由: 手套箱的操作不单单是进出手套箱,还包括了箱内操作和传送舱使用。 现在进出手套箱的熟练度快被他刷满了,所以涨不动了。 薅羊毛不能只盯着一只羊薅,现在“进出手套箱”这只羊的羊毛已经快被他薅秃了,就必须要找其他的羊了。 于是,他在手套箱内,先用右手拿起一把长镊子,然后夹起一个空玻璃瓶,在空中划一个倒8,最后放回原位,再切换到左手,重复一遍。 【手套箱熟练度+20%】 【镊子熟练度+1%】 果然可行,顺带还提升了镊子的熟练度。 而且从熟练度的提升幅度来看,箱内操作所占的权重应该是大于进出手套箱的。 之后,许秋把镊子夹取的目标从空玻璃瓶换成了基片,左右手并用,将其移动至手套箱内的各个位置。 …… 很快,箱内操作的熟练度也几乎刷满,只能1%的涨了。 镊子在达到四阶20%后也不是每次操作都能提高,看来是到了瓶颈。 许秋离开手套箱,开始练习传送舱的使用。 【手套箱熟练度+12%】 …… 陈婉清听到手套箱方向,频繁传来抽气、放气的声音,疑惑的朝着许秋看了一眼。 许秋见状,主动解释道:“学姐,我在练习使用传送舱。” “好呀,小心点别爆氧了。”陈婉清道。 …… 在刷了几次传送舱的经验后,手套箱的熟练度终于达到了四阶。 第十三章 配制溶液 “学姐,手套箱的操作我已经掌握差不多了,可以教我接下来的实验了吧。”许秋道。 陈婉清有些将信将疑,“真的假的?我在旁边看你操作一遍,来吧。” “好。” 许秋戴上橡胶手套,脚部轻踩减压踏板,手臂则快速推进,将双手伸入箱体内部,整个过程一气呵成。 随后,他又展示了在手套箱内用镊子夹取基片、试剂瓶等操作。 虽然隔着一层厚厚的橡胶手套,但是动作顺畅自如。 “哎,你慢点哈,注意箱体内部压力。”陈婉清起初还在担心,之后转为惊叹: “咦,你怎么这么熟练。” “可能我就是万中无一的科研天才吧。”许秋开玩笑道。 陈婉清白了他一眼,不过仔细想想他这几天来的表现,也在心中默认了他的说法。 随后她又想到:“我现在算是他的半个导师,把他培养出来,不仅可以帮我做实验,日后说不定能让我蹭几篇论文二作甚至共一呢。” 研究生期间,导师和学生之间的关系更像是师傅和徒弟之间的关系,而非一般意义上的师生关系,而魏老师不亲自指导许秋,所以学姐就相当于是许秋的导师。 陈婉清越想越开心,到后面嘴角上的笑容都掩盖不住了。 “学姐,学姐,你怎么啦。”许秋还是头一次见学姐笑的这么奔放。 陈婉清也意识到自己的失态,马上从幻想中回过神来,又回归到从前淡然的样子。 ………… 【检测到溶液配制操作,是否进行记录?】 “记录。” “今天,我教你配制两种溶液,一种是氧化锌预聚体溶液,另一种是基准有效层溶液。” “首先是氧化锌预聚体溶液,配方是将1.0克二水合醋酸锌,溶于10毫升2-甲氧基乙醇中,再加入0.28克2-羟基乙胺稳定剂,在60摄氏度下搅拌2h以上。” …… “然后是基准有效层溶液,配方是将10毫克P3HT和10毫克PC[60]BM混合,溶于1毫升二氯苯溶液中,60摄氏度下搅拌过夜。” …… 学姐教学完毕后,许秋进行实操。 柿子要先捡软的捏,他对比了两种溶液的配制过程后,选择先配制难度较低的氧化锌预聚体溶液。 他先取出一个20毫升容量的白色玻璃瓶,作为待配置溶液的容器,放在天平上,去皮。 然后打开加热搅拌台,将其设定温度调节至60摄氏度。 接着从试剂架上,找到装有二水合醋酸锌的试剂瓶,旋开瓶盖,用药匙舀取白色晶状的二水合醋酸锌,用天平称取。 第一勺下去,天平示数变为0.2803克; 第二勺下去,0.5716克; 第三勺下去,0.8462克; 在加最后一勺的时候,许秋用右手拇指和食指捏住药匙柄,放在白色玻璃瓶的瓶口上方,随后轻轻抖动右手,拍击药匙。 随着药匙的振动,二水合醋酸锌晶体一点一点的掉落至瓶中,天平的示数也在缓步上升。 0.8813克、0.9316克、0.9683克、0.9902克…… 就差最后一点点了,许秋屏住呼吸,继续轻轻拍击药匙。 “啪。” 一大块二水合醋酸锌晶体从药匙上掉了下去,天平示数也变为了1.0503克。 “我*!” 称多了的药品是不能放回原来的试剂瓶的,但是可以取出来丢弃。 虽然出了一点点小意外,但是许秋觉得问题不大。 既然加多了一种原料,那么把其他的几种原料也等比例的加就可以了。 他在脑中飞速进行计算: 10*1.05=10.5,也就是要加10.5毫升2-甲氧基乙醇。 0.28*1.05=0.294,要加0.294克2-羟基乙胺。 找到2-甲氧基乙醇的试剂瓶,许秋发现上面标注了密度,是0.96克每毫升。 因为体积测量的误差比较大,他选择直接称质量,经过换算,10.5*0.96=10.08克。 取出一根一次性滴管,许秋用力按压滴管头部,随后将其伸入2-甲氧基乙醇试剂瓶内,再次松开后,滴管内便吸取了液体。 滴管本身是有刻度的,从0到2.5毫升,每隔0.5毫升一个刻度,不过精确度无法保证,只能用来估算。 将天平再次去皮,许秋加了三次2.5毫升和一次2毫升液体,当然是用肉眼估算的。 这时天平的示数为9.1024克。 他又吸取了一管液体,慢慢滴加至瓶内。 这次没有出现什么变故,天平的示数稳定在10.0820克。 不过随着时间的推移,示数也在0.0001克的慢慢减少,这是液体挥发的缘故。 接下来,是加入0.294克2-羟基乙胺。 2-羟基乙胺同样是液体,许秋拆开一只1毫升容量的一次性注射器,也被称为1毫升针筒,从试剂瓶中抽取了大约0.5毫升的2-羟基乙胺。 再次将天平去皮,他慢慢的推动针筒的推杆,液体从针头出一滴滴的滴落至瓶内。 最终示数为0.2906克。 有一定的误差,但在可以接受的范围之内。 最后,许秋取出一颗长度约1.5厘米的梭形磁力搅拌子,放入白色玻璃瓶中,盖上瓶盖,用记号笔在瓶身处标记“ZnO预聚体,6.5制备”。 此时,加热搅拌台的温度也达到了设定的60摄氏度左右,在55到65度之间震荡。 许秋将配好的溶液放到加热搅拌台的中央,然后用擦镜纸擦干净药匙,将使用过的滴管和针筒内的废液挤入废液桶,将取下针头的针筒和滴管扔入垃圾桶,针头则套在保护套中放入专门的盒子中,完成收尾工作。 他打开系统界面,查看收获。 【科研辅助系统】 权限等级:1 积分:478 进行中的任务:1个 熟练度: 【实验操作类】 清洗基片(四阶1%/四阶50%,需求超声波清洗仪、镊子、氮气枪) 溶液配制(一阶0%/四阶50%,需求手套箱、加热搅拌台、一次性注射器、药匙、移液枪) 【仪器类】 超声波清洗仪(四阶80%/五阶0%) 镊子(四阶9%/四阶50%) 氮气枪(四阶1%/四阶50%) 手套箱(四阶10%/四阶80%) 气体钢瓶(一阶0%/四阶20%) 加热搅拌台(二阶30%/五阶0%) 一次性注射器(二阶20%/四阶70%) 药匙(二阶30%/四阶70%) 移液枪(一阶0%/四阶80%) 【特殊类】 文献阅读(一阶72%/四阶50%) 新手任务IV:将任意两种实验操作的熟练度提升至四阶及以上,任务完成奖励500积分。 ## 第十四章 配制溶液(下) 第十五章 课堂风波 第十六章 旋涂 第十七章 反问 第十八章 科研路漫漫 “去医院?”许秋疑惑:“魏老师的身体有什么毛病吗,他看着挺精神的啊。” “他的腰和脊椎不好,应该是久坐不运动导致的,”陈婉清感慨:“他是个工作狂,就我的观察,他一周七天基本都会在办公室,在办公室的时间估计比在家的时间都多。” “那他平时一般都忙什么呢?”许秋问道:“我看他一直在办公室里不怎么出来。” 陈婉清没有直接回答,而是介绍道:“我们组情况很特殊,算上今年读研的田晴,一共就四个人,属于小型课题组,可却有四个不同的研究方向。我是‘有机光伏太阳能电池’,吴菲菲是‘钙钛矿太阳能电池’,段云是‘纳米复合热电材料’,田晴是‘太阳能电池的电荷输运机制’。” “四个领域之间虽然有所交叉,但毕竟不是同一领域。 因此,魏老师每天都要到各大期刊网站上,查看最新更新的论文,从中找到与我们研究领域相关的文章,然后下载下来,打印后发给我们。 此外,他还要顾及到教学任务、系里会议、实验室情况,以及我们每个学生的科研进度等等。” “原来当导师这么忙啊,我还以为研究生导师是那种不用做实验,然后每天上午过来往办公室里一坐,泡一壶茶,一喝喝一天。”许秋道。 “那样的导师也是有的,如果不渴望进一步往上爬,拿更好的资源,就会比较清闲。”陈婉清道。 许秋看了下时间,已经五点半,便说道:“学姐,该下班啦。” 随后,两人到实验室中,检查了一遍仪器,将窗户关好,空调设定为22度制冷,然后关灯锁门。 临近饭点,许秋提出邀请: “学姐,这几天你帮了我不少忙,我请你吃饭?” “好呀,”陈婉清轻笑道:“想到了我硕士在的课题组,刚去的时候是师姐请我吃饭,没想到来这边却反过来了。” “这个好办,下次你请我就好了。”许秋也笑道。 “等等,你去哪儿,食堂在那边。”见许秋朝着食堂的反方向走去,陈婉清喊道。 “啊,”许秋一愣,说道:“请客不应该到外面吃吗。” “你请客你做主,反正我只是蹭吃的。”陈婉清道。 “当初你师姐请你吃的食堂?” “嗯嗯。” “好吧,川菜吃的来吗。” “可以啊,我蛮喜欢吃辣的。” “那就去自流井川菜吧。” “嗯嗯。” …… “你好,跳水牛蛙、爆炒腰花、麻婆豆腐三个菜,再来两碗米饭,两听冰可乐,微辣就好。”店内,许秋对服务员说道。 上菜很快,二十分钟不到,三道色香味俱全的佳肴便摆了上来。 许秋请客不仅是感谢学姐,也有另外的目的。 “学姐,可以再给我讲些魏老师的事情嘛。”许秋道。 “嗯,好辣……”陈婉清深呼一口气,内心陷入纠结: “昨天魏老师才让我想办法把许秋留在组里读研,今天就要揭他的老底,好像不太好。 可这是许秋学弟哎,他请我吃川菜,我又不好骗他。 唔……还是把真实情况告诉他,让他自己决定吧。” 陈婉清放下筷子,喝了一口冰可乐,开始讲诉: “他这个人啊,给我的感觉很矛盾。 一方面,在生活上,他对学生是非常好的。 有什么问题或者麻烦都可以找他,比如想换个寝室之类的,他会想办法跟系里协商帮你解决; 还会经常请学生吃饭,会买零食、饮料、水果放在办公室,然后分给学生; 劳务费也发的比其他组多一些。 但是涉及到科研上,他就会变得偏执、严苛。 他会和你一起讨论,确认近期的研究内容,会给你经费上的支持,同时也会给定下非常困难的科研目标。 初期,他管的很宽松,但是如果长时间达不到他的预期,就会采取在组会上通报批评等手段,给你极大的心里压力,逼迫你出做出成果来; 而且对于论文格式、图片格式、PPT排版等同样有严格的标准,有一些强迫症吧。 如果不按他的标准来,就会要求你改,直到到他心中觉得完美为止。 总之,感觉在科研上,他就是那种严格要求自己,并且要求他的学生也成为像他一样的人。” 又灌了两口可乐,陈婉清继续道: “而且,他对科研成果的要求也比较高,学校的毕业要求是硕士一篇中文核心期刊,博士一篇SCI一区或两篇SCI二区,而他的要求是硕士一篇SCI二区,博士两篇SCI一区,或者四篇SCI二区。 所以,你要是只打算混个文凭的话,我不建议你在魏老师这边读研。 嗯,情况差不多就是这样,不过如果你想在科研上有所成就的话,这边还是蛮合适的,就是可能会比较累。” “谢谢学姐,我会好好考虑的。”许秋点点头道。 听学姐说完,他心中基本确定在魏老师这边读研了。 魏老师对待科研工作上的偏执严苛,在很多学生看来可能是缺点,但放在许秋这里反而是优点。 谁让他有系统呢。 他最担心的是遇到那种人品方面有问题的,比如无故打骂学生的,或者经常让学生帮自己干私事的导师。 ………… 饭后,陈婉清打算顺便在商城逛逛,许秋则返回寝室。 路上,他打开系统界面。 【科研辅助系统】 权限等级:1 积分:978 进行中的任务:1个 熟练度: 【实验操作类】 清洗基片(四阶20%/四阶50%,需求超声波清洗仪、镊子、氮气枪) 溶液配制(四阶10%/四阶50%,需求手套箱、加热搅拌台、一次性注射器、药匙、移液枪) 旋涂(四阶0%/四阶50%,需求臭氧发生器、匀胶机、一次性注射器、镊子、移液枪、加热搅拌台) 【仪器设备工具类】 超声波清洗仪(四阶80%/五阶0%) 镊子(四阶20%/四阶50%) 氮气枪(四阶15%/四阶50%) 手套箱(四阶30%/四阶80%) 气体钢瓶(一阶0%/四阶20%) 加热搅拌台(四阶20%/五阶0%) 一次性注射器(四阶15%/四阶70%) 药匙(四阶10%/四阶70%) 移液枪(四阶20%/四阶80%) 臭氧发生器(四阶0%/五阶0%) 匀胶机(四阶0%/五阶0%) 【特殊类】 文献阅读(一阶88%/四阶50%) 新手任务V:将任意四种实验操作的熟练度提升至四阶及以上,任务完成奖励1000积分、开启进阶任务。 ## 一周快要过去,共计掌握了11种仪器设备工具,3种实验操作,收获颇丰。 不过,许秋又想到,现在他连器件制备还没学完,之后还有材料的设计合成、性能表征、数据分析等等一系列的东西需要去学习。 再之后,还要做出创新,还要试着实现系统刚到手时,自己立下的宏愿。 还是要更加努力才行! 科研路漫漫啊。 第十九章 新的小伙伴 第二十章 真空镀膜(上) 第二十一章 真空镀膜(下) 第二十二章 演戏要演全套 这次的声音,是从旁边的手套箱中传来的,像是有什么重物掉了下来。 见状,陈婉清喊道:“阀门可以关啦。” 许秋淡定的旋紧阀门。 他其实早已做好心理准备,刚才他在试图打开舱门的时候,就注意到舱门其实是悬在半空中的。 因为蒸镀舱内是真空状态,舱内外有压力差,所以舱门才不会掉落下来。现在舱内充满氮气后,内外压强一致,舱门自然就会落到下面的轨道上,并发出撞击声。 他唯一不确定的是,蒸镀层舱内充满氮气所需要的具体时间,毕竟是第一次操作。 不过为了配合学姐,他还是回头装出惊讶的表情。 看着学姐一副阴谋得逞的样子,许秋顺势问道:“学姐,这什么情况啊,不会是仪器坏了吧。” 陈婉清笑着解释道:“蒸镀舱内充满氮气后,舱门就会弹出,刚才是舱门砸到轨道上的声音。” “原来是这样。”许秋恍然大悟道。 既然演都演了,那便演个全套吧。 ………… 许秋进入手套箱,拉开舱门,将样品支架取下,用镊子将支架上的11片基片依次夹出,放入培养皿中。 他随便夹起一片基片观察,发现基片表面上有六道银光闪闪的铝电极。 和生活中见到的铝制品不同,在氮气的氛围内,铝表面不会被氧化,所以从外观上来看和银也相差不大。 “学姐,为什么蒸镀出来的是这样的六道电极呢?”许秋疑惑道。 “因为蒸镀过程中使用了掩模板,”陈婉清解释道:“掩模板是上面有镂空图案的不锈钢片,将它放在样品台的下方,只有镂空的部位靶材分子才能够通过,从而在基片上蒸镀得到特定的图案。 至于为什么有六条电极,是因为这一片基片上集成了六个电池器件,每组电极分别对应于一个电池。 简单比喻一下,你伸出左右手的食指,将它们十字交叉,中间会产生一个正方形的重叠部分。 电池器件也是类似的,下方ITO电极和上方的铝电极就像是两根手指,只有它们交叉的地方,才是电池的有效区域。 有效区域的面积必须是确定的,这样我们才能够精确的计算电池器件的光电转换效率。 像我们这种基片,两种电极的宽度均为0.3厘米,所以一个器件的有效面积就是0.09平方厘米。” 突然,陈婉清像是想到了什么,急切的说道:“许秋,你快把基片拿过来,给我看看它的背面。” 许秋不太理解学姐想干什么,但还是照做了。 陈婉清仔细观察基片过后,说道:“再来一片。” 看完后,学姐松了口气,问道:“你放基片的时候,都是朝着同一方向的吗?” “是啊。”许秋道。 他在放基片的时候,有注意到基片上面ITO的图案是180度对称的,而不是90度对称的。不过他当时也没多想,直接按照系统的影像进行操作。 “那就好啊,”陈婉清道:“基片必须按照特定的方向摆放才行。就像刚才所说的,两种电极十字交叉后,重合部位是电池的有效区域。如果把这批基片旋转90度再蒸镀的话,ITO和铝电极的末端会直接连通,电池就会短路。” “不对啊,”陈婉清疑惑道:“我没有教过你这些,你是怎么知道的。” 许秋一愣,是啊,自己刚才可是连掩模板都不知道,总不能说是自己分析出来的吧。 既然解释不通,只能找个理由,看能不能蒙混过关。 “第一片基片,我当时就是随便放上去的,然后我想着这一批基片也算是一家人,那就要整整齐齐的,所以就索性按照同方向摆了。”许秋感慨道:“没想到啊,50%的概率还被我撞对了,真是运气好啊。” “真的?” “真的。” 此时。 许秋心想:“好在学姐没再纠结于这个问题。” 陈婉清心想:“这就叫先发制人,成功转移注意力。学弟完全没注意到,我又又又忘记跟他讲实验细节啦。” ………… 陈婉清看了看手机时间,下午4点56分,说道: “还有半个多小时吃饭,把下一批氧化锌的基片装上吧,时间上应该来的及。” 许秋心中盘算了下,问道: “不是要花两个多小时吗?” “抽真空的时间可以去吃饭,吃完饭回来可以继续。”陈婉清道。 “那仪器怎么办?”许秋疑惑道:“不需要有人看着吗,万一中途出故障怎么办?” “理论上大型仪器运转的时候,是要有人看着的,不过我们这个仪器没什么危险性,而且仪器运转异常也会发出警报。 所以让吴菲菲在外面看着就行,她要赶着写文章,魏老师说下周就要投稿了,催的紧。我们去食堂吃完饭后,给她打包一份就好了。”陈婉清解释道。 许秋点点头,继续干活。 第二批基片的器件结构是Glass/ITO/ZnO/P3HT:PC[60]BM:PC[70]BM/MoO3/Al。 所以需要蒸镀三氧化钼和铝,前者用束源炉蒸镀,后者还是用电流加热的方法。 许秋将10片基片用样品支架装好,放入样品台,在束源炉中加装三氧化钼粉末、挂好装满铝锭的钨篓,关闭旋紧舱门。 然后开启机械泵,开启超真空挡板阀。 待真空度降至20帕以下,关闭超真空挡板阀,开启分子泵。 搞定,收工。 ………… 去往食堂的路上。 许秋、陈婉清、段云、田晴四人边走边聊。 许秋正好借此机会,了解其他课题组成员。 “田晴师姐,你答辩PPT上的插图是自己画的吗?” “是啊,画的还不错吧,那是我用数位板画的。” “不错,看着挺像你的。” “我也觉得,有空给你也画一张。” “段云师兄,为啥你的研究方向是热电相关啊,我们组其他人都在做光电。” “我硕士毕业后工作了三年多,做的是3D打印和热电的。突然有一天脑子一抽,想读个博士深造一下。刚好我们老板和魏老师认识,把我推荐过来,就继续做热电领域了。” 第二十三章 进阶任务 第二十四章 性能测试 第二十五章 论研究领域的重要性 第二十六章 五阶推演 慢慢适应冷水的感觉后,许秋打开系统界面: 【科研辅助系统】 权限等级:1 积分:1978 进行中的任务:1个 熟练度: 【实验操作类】 制备手段: 清洗基片(四阶20%/四阶50%,需求超声波清洗仪、镊子、氮气枪) 溶液配制(四阶10%/四阶50%,需求手套箱、加热搅拌台、一次性注射器、药匙、移液枪) 旋涂(四阶0%/四阶50%,需求臭氧发生器、匀胶机、一次性注射器、镊子、移液枪、加热搅拌台) 蒸镀(三阶0%/四阶50%,需求手套箱、蒸镀设备) 表征手段: 光电性能表征(四阶3%/四阶80%,需求手套箱、源表、J-V测试软件、太阳模拟光源) 【仪器设备工具类】 …… 【特殊类】 文献阅读(一阶94%/四阶50%) 进阶任务:制备基准体系太阳能电池器件,并获得超过5%的光电转换效率。任务奖励:2000积分,权限等级+1。 ## 许秋没想到系统将表征手段也列入了实验操作类,还阴差阳错的完成了新手任务V。 算是意外之喜吧,不过当务之急还是考虑怎么完成进阶任务。 他开始分析: 首先,系统不会发布完全不可能完成的任务。 那么要完成任务,肯定就是在现有实验条件的基础上进行改进。 而影响实验结果的变量有:试剂、仪器、操作、意外。 试剂方面。 包括PEDOT、二水合醋酸锌、P3HT、PC[60]BM、以及各种溶剂等等。 它们都是从各大试剂商或专门的光电材料公司购买的,目前实验室没有自行生产试剂的能力。 据说张疆校区那边正在建设的实验室,主要是用来做合成用的,但还没有完工,远水解不了近渴。 因此,试剂可以先忽略。 仪器方面。 大多数都是类似于超声波清洗仪的傻瓜式仪器,它们的影响也可以忽略。 不过,像是匀胶机、蒸镀设备,还是会有一定程度上的影响,可以纳入考虑范围。 操作方面。 四种操作步骤中,按重要程度从小到大排列。 清洗基片最小,基本可以忽略; 然后是蒸镀,虽然操作难度大,但程序基本上都是设定好的,可改进的空间不大; 接着是溶液配制,主要是有效层溶液的配制,不同的溶剂、浓度、加热温度,都可能影响聚合物在溶液中的聚集形态。 最后是旋涂,有效层的旋涂过程会对实验结果造成重大的影响,当然这一步与溶液配制也有一定的关联性。 他从文献中了解到,有机太阳能电池中,有效层采用的是体异质结,也就是两种不同的物质共混后形成薄膜。 其中,P3HT是聚合物,PC[60]BM是小分子,它们相容性不好,会在薄膜中形成三相结构,即聚合物相、小分子相、共混相。 三种相的分布情况,也就是共混薄膜的显微形貌会影响光生载流子的产生、拆分、输运、复合、收集,进而影响器件的光电性能。其中,最理想的显微结构是“双连续的互穿网络结构”。 不同的旋涂方法,成膜过程不同,得到的共混薄膜形貌可能会有很大的差异。 他之前在旋涂时就注意到了这一点,所以都是严格按照系统影像操作的。 但现在想要寻求突破,肯定要加以改变。 意外方面。 因为无法避免,所以不在考虑之内。 …… 经过综合考虑,许秋决定从溶液配制和旋涂这两方面入手。 他打算花一些积分,把某些关键技能推演至五阶以上。 如果还是依靠学姐的四阶技能,最终的结果很可能是一直停留在4.5%。 他翻看系统中两种实验操作的需求: 溶液配制需求手套箱、加热搅拌台、一次性注射器、药匙、移液枪; 而旋涂需求臭氧发生器、匀胶机、一次性注射器、镊子、移液枪、加热搅拌台。 手套箱、加热搅拌台、臭氧发生器,首先排除; 药匙、镊子、一次性注射器,优先级也不高; 剩下的就只有移液枪和匀胶机了。 两者对比后,许秋觉得还是移液枪更加重要一些。 因为它的灵活性更高,可操作性更强,所以提升熟练度带来的预期收益也更多。 而且,学姐的移液枪熟练度已经四阶80%了,也不会花费太多的积分。 “系统,将移液枪熟练度推演至五阶。” 【推演移液枪至五阶0%需要20%*1000=200积分。是否推演?】 “推演。” 【推演成功。】 “系统,如果要想继续提升,积分怎么计算呢,还是每100积分提升1%吗?” 【熟练度达到五阶0%后,将开启两种推演方式:一种是100积分永久提升1%;另一种是花费500积分,提供1次不限时的五阶100%熟练度教学。】 一种是永久提升,一种是暂时提升,该怎么选择呢。 许秋没有过多纠结,就做出决定,选择了500积分1次的那种。 如果选择永久提升的话,就算把所有积分全砸进去,也只能达到五阶17%,万一还学不到什么东西,那可就亏大了。 不过,现在洗澡的状态并不适合学习,所以他没有立即兑换。 …… 回到寝室,许秋发现陶焱刚好回来。 “这么晚,居然还回寝室,不在外面过吗?”任斌打趣道。 “我今天去3108教室自习去了,”陶焱挥动手中的U盘,说道:“这是我整理的《材料制备与加工》第一章复习资料,你还要不要了,斌子。” “要,要,当然要了。”任斌忙起身接过U盘。 “陶焱,你居然也有浪子回头的一天。”许秋感慨道。 “你还说我,”陶焱挤眉弄眼,说道:“刚刚回来的路上,我可是看到你和一个女生走在一起压马路的,老实交待吧,她是谁。” “许秋,你变了,你还骗我说是去做实验。”任斌也起哄道。 许秋无奈的耸耸肩,说道:“那是我实验室的学姐,我们做完实验一起走的。” “哦——”两人一副不相信的语气。 解释不清楚,许秋果断开溜,躺到床上。 “系统,花费500积分,兑换1次五阶100%移液枪教学。” 【兑换成功。】 虚拟影像出现。 “我*,系统NB啊!” 五分钟后。 “我*,系统你坑我!” 第二十七章 确定实验方案 第二十八章 主动加班 配制完成三组溶液后,许秋和学姐道别,离开实验室。 从下周开始就要进入为期一个月的考试周了。 他这学期只修读了14学分,共6门课程,考试压力并不大。 不过还是要认真复习,防止翻车,毕竟不能挂科是保研的一个硬性指标。 因此,许秋决定这周赶一赶实验进度,至少把之前的想法都验证一遍。 ………… 周二,许秋吃过午饭,一点钟到达实验室。 在走廊里,他故意模仿魏老师的脚步声,“哒哒哒”的走着。 推开216的房门,与陈婉清四目相对。 “啊,是许秋啊,”陈婉清长呼了一口气,道:“我还以为是魏老师来了,你是故意的吧。” “当然没有了,我这鞋子底子硬,所以声音比较响。”许秋自然不肯承认,走到她身后说道: “学姐你在干嘛呢,偷偷摸摸的。” “追剧呢,刚刚我以为是魏老师,就把网页关闭了。”陈婉清道。 “现在不才是一点吗,又不是工作时间,就算被魏老师发现也没事吧。”许秋道。 “之前在工作时间追剧被他抓了两次,不过他也没有说什么,但我比较怂,所以划水的时候尽量还是不被他发现的好。”陈婉清道: “对了,许秋你的学号报给我一下,我帮你申请开通一下实验室的门禁吧。” “1230713XXXX。”许秋道。 “嗯嗯,我给系里负责门禁的老师发封邮件。”陈婉清道。 “好的,学姐,那我去做实验啦。”许秋道。 “这么积极呀,”陈婉清道:“行,你去吧,注意安全。” 她本来打算今天教许秋使用紫外可见分光光度仪,测试有效层薄膜的光吸收性能,然后随便让他帮她测几个样品的。 现在看到他干劲满满的样子,陈婉清决定还是自己测试或者过几天再说。 她很好奇许秋究竟有什么新的实验想法,但他不愿说,自己也不好追问下去。 想想自己当初刚入实验室,都是一直在重复别人的工作,熟练实验室中的各种仪器,完全没有新的想法。 直到后来文献阅读量提高后,才摸清了这个领域的套路。 于是就挑选了一种给体、两种受体共混,发现器件的性能从4.5%提升到了4.8%,然后做做表征,试着讲个故事出来。 材料都是买来的,自己拿来混合一下,其实也没多少创新之处,就是在水文章。 奈何不发文章毕不了业啊,组里的要求是四篇SCI二区,她这篇文章还不知道能不能上二区,说不定只能发个三区。 她又想到学弟才大三,科研天赋那么高,还这么勤奋。 比我优秀的人还比我努力,我又怎能沉迷于电视剧这种**乐之中呢。 给自己灌了一大碗鸡汤后,陈婉清关掉了网页,继续写她的文章。 ………… 许秋做好防护措施后,开始实验。 他先打开超声波清洗仪,将基片清洗起来,然后进入手套箱,查看昨日所配制溶液的溶解情况。 检查过后,三瓶都溶解的都非常好。 其中,氯仿溶液比较特殊,因为它的沸点是61.7摄氏度,而旋转加热台的设定温度是60摄氏度,所以许秋先把它放在了一个培养皿盖子上,再放置到加热台上。 上次的氧化锌预聚体溶液还剩余一些,许秋观察后发现其颜色由最初配制时的无色透明,变为了类似于蛋清的颜色,微微泛黄。 他之前询问过学姐这种颜色变化的原因。 陈婉清则告诉他,原因她也不知道,只有经验。 根据她的经验,像这种微微泛黄时的预聚体溶液,制备出来的电池器件的性能,会比新制的溶液效果更好一些,但差别也不会太大。 不过,如果继续长时间放置,溶液最终会变成类似于尿液的黄色,那样便无法使用了。 像材料这样的应用科学研究,通常都是结果导向的。 也就是说研究者们是先通过不断试错,得到一个好的结果,然后再去反推,分析得到这样好的结果的原因,提出猜想,然后再确定下一个试错的方向,以此反复进行,推动研究领域慢慢进步。 …… 许秋洗好24片基片,旋涂氧化锌预聚体溶液,退火后得到24片ITO/氧化锌基片。 看了下时间,已经三点多了。 他想了想,决定今天还是加个班,把这一批器件做完然后测出来。 继续旋涂有效层,一共15种实验条件,每种都至少要保证有一片。 正常旋涂操作比较简单,许秋没有失误,都得到了均匀覆盖整个基片的薄膜。 喷涂法难度较大,而且他之前花500积分兑换的是一次性的教学,现有的积分也不足以再次兑换。 没有了系统的实时指导,许秋只能只能凭借脑海中的记忆,自行摸索条件。 第一次,他像正常旋涂操作那样,将移液枪垂直于基片,直接喷涂,最终在薄膜的中央形成了一个大洞。 第二次,他将移液枪斜着喷涂,结果操作过程中手抖了一下,最终薄膜上出现了明显的分层。 两次实验失败后,许秋决定先用玻璃片代替基片试试手感。 喷涂法比较节省溶液,1毫升溶液可以喷涂40次以上,而旋涂只能15次左右,所以也不怕浪费。 他使用上次剩下的溶液,经过十几次的练习后,终于总结出了操作诀窍: 先将移液枪头从中间剪断,吸取20微升溶液,按下匀胶机的启动键; 然后在枪头距离基片约5厘米的地方,瞄准基片边缘,以约45度夹角,瞬间将全部溶液挤出; 整个过程中,手抖动幅度不能过大,而且溶液挤出的速度一定要快。 数了下剩余基片数量:一共24片基片,用掉了17片,还剩下7片。 许秋思索片刻,决定将实验组B的条件变更为: 氯仿(预估浓度10毫克每毫升,1:1)、氯苯(预估浓度16毫克每毫升,1:1)、二氯苯(预估浓度20毫克每毫升,1:1);转速1000、1200、1500;喷涂法。 这样,刚好可以再用掉6片基片,还余下1片。 接下来的实验没出什么意外,许秋将旋涂完成的基片溶剂退火、热退火、擦片。 接着转移至另一手套箱,装好后,启动蒸镀装置,开始抽真空。 最后回到办公桌休息,坐等五点半下班。 第二十九章 还可以这样旋涂? 第三十章 接手项目 “这事要向魏老师汇报一下。”陈婉清道。 “效率只是从4.5%提高到5%,有这么重要吗?”许秋不解。 “嗯……对P3HT这个基准体系来说,5%就是一个门槛,”陈婉清解释道: “像我现在在写的这篇文章,其实新意不是很足,档次差不多在SCI二区到三区之间吧,但如果我有5%的效率,那么投二区的期刊,审稿人看到效率做的挺高,便有较大几率通过。 这也是没有办法的事情,光电领域的衡量指标太少了,除了光电转换效率外,没有其他靠谱的比较方法。 而且除了行业大佬外,大多数研究者都在灌水,那么怎么区分他们工作的优劣呢,比较效率的高低就是一个简单的手段。 当然了,如果文章中有什么独特的观点、结论,那便不再讨论范围之内。 现在科研工作者非常多,而且硕士、博士想要毕业,就必须要发文章。 但大多数人并没有完成开创性工作的实力和运气,因此只能灌水。 大多数人所做工作的套路都差不多,因此当你在同一个领域内文献阅读量达到一定程度后,就能快速阅读大量文献。 只需要看看别人讲的故事是什么样子,注意点不要和他完全重复就好。” “这样啊,学术圈的潜规则还真多。”许秋道。 “做科研有点像是抽卡游戏。 卡池里面有SSR、SR、R、N等等卡片。 对于大多数研究者来说,可能抽到N卡的几率超过90%,只有不到10%的几率可以抽到R卡,至于再往上的SR、SSR,概率低到可以忽略。 关键在于,你不花费几个月到几年的时间去完成实验,根本不知道自己抽到了什么卡。 对于大佬来说,他们凭借自己对行业的独到理解,抽到SSR的概率或许能达到1%,但还是太低了。 那么,他们就会找到其他人去帮他们实现自己的想法。 这也是大课题组的模式,一个院士带几个长江,一个长江带几个杰青,一个杰青带几个博士、博后。”陈婉清道。 “听起来大课题组的模式更好,那我们学校怎么大多数都是小课题组,为什么不抱团呢?”许秋问道。 “这个和学校有关,能进我们魔都综合大学的,都是在某个领域内有所成就的人,这样的人往往不愿意轻易屈居人下。 而合并成为大课题组就会有主次之别,所以大都是自己单干,最多找其他人合作,而不会轻易的合并成为大课题组。 但对于稍差一些的大学,他们对于优秀的科研人才吸引力不足。 他们可能会用一栋楼或大量科研经费为等代价,掏空整个院系的资源,挖来一个院士、长江,然后组建一个大课题组,合力公关一个方向。” ………… 两人来到魏老师的办公室。 “怎么了,有什么事吗?”魏兴思见到二人同时进来,有些诧异。 “是这样的,许秋发现了一种新的旋涂方法,现在P3HT:PC[60]BM基准体系效率做到了5%,而且还有进一步的提升空间。”陈婉清小心翼翼道。 “可以啊,这是重大突破,”魏兴思赞叹道:“许秋,讲讲怎么旋涂的。” “就是先让匀胶机转起来,然后用移液枪快速将溶液喷到基片上。”许秋道。 “嗯,重复性好吗?”魏兴思道。 “还可以,做了三片,都比普通旋涂方法高。”许秋道。 魏兴思点了点头,然后站了起来,在房间内一边踱步一边思索,忽而道: “陈婉清,你按许秋的方法,试一试你现在的那六个体系,看看能不能把效率在提高一些,比如6%。” 陈婉清听到6%,呆在原地,没敢接话。 魏兴思也没管她,继续道: “许秋,最近你就帮她一起做做实验,到时候她的文章给你挂个二作。” “魏老师,我下周就进入考试周,估计没有太多时间做实验。”许秋道。 “噢,我忘记了,”魏兴思道:“那这样吧,这两天你把那个方法教给陈婉清,让她来做吧。” “好的,魏老师。”许秋道。 “行,你们去忙吧。”魏兴思从冰箱中拿出两盒饮料递给两人。 ………… 回到216实验室,陈婉清忍不住吐槽道:“6%,这都超过世界纪录了,他也真敢想。” “我也觉得不可能,话说为什么我们要用P3HT基准体系呢?”许秋道:“我看最新发表的论文中使用的PTB7-TH,最高效率都能达到10%以上了。” “P3HT被使用了十几年,研究的最为广泛,通常是新入行的研究者拿来练习各项实验操作的。”陈婉清道: “它的分子结构简单,学名叫做聚3-己基噻吩,成本低,如果能用它做出稳定高效的电池器件,有希望实现工业化。 等现在这篇文章发表之后,接下来我也会做PTB7-TH相关的研究,我们课题组刚刚花了七千块的科研经费,买了500毫克PTB7-TH,等下学期张疆校区那边实验室建好后还会自行设计合成材料。” “我明白了,”许秋开玩笑道:“是魏老师担心你浪费科研经费,所以才让你上手的时候先用便宜的P3HT。” “瞎说什么大实话。”陈婉清说完给了许秋一拳。 两人笑闹间,“哒哒哒”的皮鞋声音传来。 陈婉清迅速装作一副和许秋讨论问题的样子: “那个移液枪头距离基片大概多远啊。” “啥?”许秋看到魏老师走了进来才反应过来,回复道: “移液枪头的位置大约距离基片五六厘米吧,再近一点也可以,反正不能太远。” 魏兴思看了两人一眼,说道:“田晴呢,先回去了?” “嗯嗯,她刚走不久。”陈婉清道。 “行,今天我有事要早一点回去,”魏兴思道:“对了,之前那个谁到这边开了一个项目,后来他跑了,项目的资料陈婉清你有吧。” “有的,他走之前把项目资料都拷贝给我了。”陈婉清道。 “许秋,这是个学校的小项目,不难,今年十一月份就要结题了,你来接手吧,做做实验,搞个结题报告出来。本科生的项目,很简单的。”魏兴思道。 “好的,没问题。”许秋稍微考虑了一下,点头道。 “那我先走了,你们走的时候门窗关关好。”魏兴思道。 第三十一章 指导学姐 许秋回到寝室已经十点多了。 又是冲凉水澡的一天。 许秋边洗澡边思考项目的事情。 当学姐将项目资料交给他的时候,他都惊呆了。 除了一个开题报告外,啥都没有,实验进展为0。 标题是《基于柔性衬底的有机太阳能电池器件制备与性能表征》。 他需要自己查找文献、设计实验、进行实验、撰写报告。 不过,这个项目完成后,可以直接拿来充当毕业设计,而且还能拿到两千块钱的劳务费,还是稳赚的。 当然,估计要等暑假过后,才有时间去启动这个项目了,现在他还有一堆事情需要处理,教学姐喷涂、考试、保研夏令营…… ………… 周三下午,实验室。 “许秋,你终于来啦。”陈婉清道:“快来教我喷涂。” “学姐这么急啊,我氧化锌的基片还没做呢。”许秋道。 “我要先涂一组玻璃片的,测下UV-vis,也就是薄膜的光吸收性能,我猜测喷涂法可能改善了薄膜内部聚合物的结晶性能,想先看一看它的光吸收图谱。”陈婉清道。 “可以啊,这才过去不到一天,器件效率提升的原因都被你找到了。”许秋道。 “只是猜想而已啦。”陈婉清道。 “好,来吧。”许秋道。 …… 这回是陈婉清进入手套箱,许秋在外面指导。 玻璃片在旋涂前也是要清洗的,不过许秋上次练习喷涂时洗了好多,所以手套箱内还有几十片的存货。 许秋看到加热搅拌台上倒扣了一个培养皿,上面的瓶架中插有六瓶溶液。 他注意到瓶身上的字迹,是陈婉清的,便好奇道:“学姐什么时候配的溶液,我都没发现。” “昨天晚上我回去后,一直在思考你的喷涂法,到底是什么原因造成效率提升的,后来猜测是聚合物结晶的原因,就想今天来验证一下,”陈婉清道: “可之前配制的都是二氯苯溶剂的,所以昨晚我又返回实验室配了这六瓶溶液,用的氯仿溶剂。” “那做完实验不都凌晨十二点多了。”许秋道。 “是啊,可我在实验上的天赋不够,就只能靠努力来凑了呗。”陈婉清道。 “至少学姐在理论、分析上的天赋还可以。”许秋安慰道。 “嘿嘿,我也这么觉得。”陈婉清笑了笑,然后开始实验。 她夹取玻璃片,放在匀胶机平台上,然后调节转速。 “许秋,你觉得转速多少合适呢?” “2000吧,现在还没做器件,我也不知道具体多少合适。” “好呀,那便2000吧。” 然后,她将一根移液枪头装在移液枪上,用剪刀喀嚓一下将枪头剪断成两截。 一段还在移液枪上,另一段却不知所踪。 “学姐,你就是这样剪枪头的吗?” “不是你教我从中间之间剪断吗,有什么问题吗?” “移液枪上的这段是没什么问题,可以直接用,但另一段呢?” 她在手套箱内翻找了一会儿,终于在试剂架上找到了另一段,将其捡起扔入垃圾袋中。 “学姐,你剪它的时候,不要用太大的力,不然它就会飞的很远。” “嗯嗯。”陈婉清点点头。 接着,她吸取溶液,按下启动键,将移液枪内溶液喷出。 结束后,发现基片上有一半的区域没有被涂上,涂上的部分还一层层的。 “啊,怎么会这样。”陈婉清一副求助的眼神,望着许秋。 许秋有点脑壳疼,逐条给学姐分析她的操作问题: “第一点,匀胶机从静止加速至2000转速是需要大概1秒的时间的,所以要等它稳定在2000r.p.m.后再喷出溶液; 第二点,要一次性快速将溶液从移液枪中喷出,不然就会造成薄膜的分层,想象一下,一个高速旋转的基片,溶液在它的上面成膜会很快,而缓慢喷出溶液,就相当于多次喷溶液,就会形成多层膜; 第三点,在喷出溶液时,拿移液枪的手不能抖动,抖动的幅度过大也会造成多次成膜,从而产生分层现象; 第四点,移液枪头的位置和夹角,夹角是与基片呈45度为宜,位置的话,不好直接描述,这样吧,学姐你拿起移液枪,我来实时指导。” 陈婉清拿起移液枪,许秋开始指导: “靠前一点,再靠前一点,好,停住,靠左一点,是靠左不是靠右,好,停,然后角度不对,这都快60度了,往下压一点,好,就这个位置,保持三十秒别动。” 30秒后。 “学会了吗,学姐。”许秋道。 “大概,学废了吧。”陈婉清道。 “继续实操吧,来检验一下成果。”许秋道。 “好的。” 第一片,稍微有点瑕疵,有大约五分之一的部位没有旋涂上。 “扔了吧。”许秋道。 “为什么啊,测光吸收性能不需要全部覆盖就可以呀。”陈婉清问道。 许秋不说话。 “好吧。”陈婉清弱弱的说道,夹起玻璃片扔到垃圾袋中。 第二片,N层薄膜。 扔掉。 第三片,双层薄膜。 扔掉。 第四片。 “这片看着好像没什么问题。”陈婉清有些激动道。 “你再仔细看看。”许秋看了一眼说道。 “等下,这不是玻璃片,而是ITO基片。”陈婉清摆出一个委屈的表情,然后将其扔到旧基片盒子中。 第五片,有大约四分之一的部位没有旋涂上。 扔掉。 …… 学姐就这样循环犯着各种错误。 许秋在手套箱外干着急,恨不得直接上手,手把手教学姐做实验,奈何有一层厚厚的防爆玻璃阻挡着。 他突然有些理解魏老师当初教学姐时候的心情了。 好在,报废了二十几片玻璃片,外加一片ITO基片后,学姐终于连续喷涂成功,获得六组较为完美的薄膜样品。 “学姐,你都快把我之前洗的玻璃片用完了。”许秋吐槽道。 “嗯……至少结果是好的嘛,”陈婉清不好意思道:“等下我测UV-vis,学弟要不要来学习一下。” “好,等我下,我先把基片清洗起来。”许秋道。 第三十二章 光谱仪 第三十三章 进阶任务完成 第三十四章 考试周复习计划 洗完澡后回到寝室,许秋看到任斌坐在电脑桌前,戴着耳机,用触控板操作着笔记本电脑。 难道这家伙又在玩游戏? 许秋走了过去,发现任斌是在边听音乐边复习,便拍了拍他的肩膀。 “许秋,你吓我一跳。”任斌哆嗦了一下,摘下耳机。 “复习呢这是?”许秋道。 “哪是在复习,我这是预习。”任斌愁眉苦脸道:“这些专业课也太难了。” “等下,你看的这是啥?设f(x)在(-∞,+∞)上连续,且对任意x有f(2x-f(x))=x,求证f(x)≡x+c。”许秋道:“这不是数学分析的内容吗?” “我数学分析、物理化学、C程序设计现在还没过,这学期赶紧重修了一门,不然我怕系里不让我毕业。”任斌挠了挠头道。 “数学分析就是要多刷题,比如吉……”许秋本来打算给他推荐吉米多维奇的,可转念一想好像不太合适他,便问道:“你选的哪个学院的老师,是数院的,还是计算机学院的?计院的老师给分会好一些。” “选的张威老师,应该是计院的。”任斌道。 “张威老师给分是出了名的好,你期末考试的时候把试卷写满,不要留空白,张威看你是大三的学生,就大概率不会挂你的。”许秋道:“不过,他的课可不好选的上,你也是运气好。” “本来没选上的,后来我去找的他,让他在选课系统后台把我的学号加上了。”任斌道。 魔都综合大学的选课分为三轮。 第一轮是学期末开始预选,学生选择想上的课程,但不能在同一时间段选多门课程。 第一轮结束后,部分课程报的学生人数会超过最大人数。 比如某课程限50人,结果有150人报,那么就从这150人中随机挑选出50人,其他100人则会被退课。 第二轮是开学前的两周,学生根据自己被退课的情况,再进行选课,此时只能选择没有被选满的课程。 第三轮是开学后的两周,学生根据课程试听情况,可以自行选择退课、选课,同样只能选择没有被选满的课程。 同时,所有课程的选修限制解除,在前两轮中有部分专业课会设置保护,比如材料系的专业课,只有材料系的学生才可以选入,但第三轮则只要有余量,所有学生都可以选入。 此外,每门课程的老师在后台都有权限增加选课人数,所以选不上课可以将学号报给老师,让他在后台加进去,大多数老师不会拒绝这样的要求。 “没记错的话,数学分析应该是5学分的课程,重修要花650块,”许秋道:“怎么样,心疼不?” “还好吧,我们重修一学分130块,留学生可是一分500块呢,”任斌道:“不说我了,你现在科研做的怎么样,我看你最近每天都很晚回来。” “我们组主要做太阳能电池的,现在基本的制备工艺已经学会了,老板刚给我安排了一个项目让我做。”许秋道。 “可以啊,这才过去两周,就接手项目了,啥时候发了文章,可要请客啊。”任斌道。 “就是校内的小项目,玩玩的。”许秋谦虚道。 “对了,辅导员发了邮件,通知了我们系内课程考试的时间和教室。”任斌道。 “好呀,那我去看一下。”许秋道。 许秋回到自己的桌位,掏出电脑,打开邮箱。 收件箱(1454)。 好几天没看邮箱了,果然又收到不少垃圾邮件。 有一封邮件标题还有点意思: “你的设备已经被暂时锁定” 许秋点击标题,查看正文。 ## 我是一名专业的黑客,已经观察你好几个月了,在你浏览adult website时,我劫持了你设备的操作系统。如果你不明白我在说什么,我可以给你具体解释: …… 如果你想要解决这个麻烦,请转账1225美刀到我的比特币地址:133gp7wGpKFaB2C593B2MCk2G4abYnEj7j,如果你不知道怎么购买比特币,请自行谷狗。 …… ## 连个带毒附件都没有,就空口硬诓,不会真有傻子相信吧。 许秋摇摇头,将邮件永久删除,然后开始整理邮箱。 辅导员的邮件只通知了材料系课程的考试情况,其他院系的课程则需要自己去找,通常授课老师会以邮件、课堂口述、课件标注等方式传达。 许秋整理了这学期所修读课程的考试时间。 一共有六门课,《材料制备与加工》、《材料分析》、《复合材料》、《无机功能材料》、《近代史纲要》、《论法的精神》。 《材料制备与加工》、《材料分析》是学位专业课,被安排在了考试周的后两周,刚好一周一门,均为闭卷考试。 这两门课程都是需要大量记忆背诵的课程,还好它们的考试时间间隔在一周左右,复习时间很充分,保B+冲A问题不大。 《复合材料》、《无机功能材料》是专业选修课,被安排在了考试周的前两周,分别为开卷考试和做报告的形式。 《复合材料》据说题量很大,虽是开卷考试但有半数以上的人答不完,不过许秋对自己的手速很自信,拿个A应该没什么问题。 《无机功能材料》据说是按PPT页数给分的,许秋一度怀疑这传言的真实性,但宁可信其有,不可信其无,为了冲A,还是要认真准备PPT。 《近代史纲要》,闭卷考试,只能硬背,想和文科生争这门课的A有点太难了,只能争取B或B+。 《论法的精神》是通识选修课,开卷考试,只需要把这本书通读一遍基本就没什么问题,同样是保B争B+。 规划好考试周的复习计划后,许秋躺到床上,进入系统空间。 来到模拟实验室,许秋发现系统复制的216房间和真实的并无两样,不过只能复制与实验相关的东西。 学姐不也是和实验相关吗,怎么没复制过来呢? 如果复制过来,就可以…… 让她帮忙做实验了。 工作效率瞬间加倍。 可惜啊。 第三十五章 学术造假使不得 第三十六章 外量子效率 许秋将样品托放在手套箱的传送舱内,并不急着拿出来。 他跟随学姐,来到外量子效率的测试仪器旁,这里有一台电脑和一个黑色的箱体。 箱体在关闭状态下的遮光性很好。 打开箱体后,它的内部有光源、透镜、电源、检测器、升降平台,其中光源可以发射不同波长的单色光。 陈婉清开始操作示范。 她把标准硅电池放在升降平台上,并将其与电源和检测器连接,然后调节透镜,使光斑完全打在硅电池表面。 标准硅电池是10厘米×10厘米的,而光斑很小,所以操作起来没有什么难度。 接着打开电脑,开启测试软件,设置参数。 扫描区间设置为300-800纳米,步长设置为10纳米, 开始测试。 仪器“当当当”的运转起来,电脑上实时显示测试结果。 横坐标为波长,纵坐标为EQE值,从300纳米开始,每隔10纳米,产生一个数据点。 测试完成后,软件根据测试结果自动进行校准。 “学姐,接下来的操作换我来吧。”许秋已经通过系统影像提前看了一遍操作流程。 “你确定?等下测样品时光斑聚焦可不容易哦。”陈婉清道。 “没事,你放心。” “好呀。”陈婉清说完将位置让给许秋。 许秋从传送舱将样品托取出,石英玻璃窗口的那一面朝上,放在升降平台上,将探针与电源和检测器连接。 接下来,要将光源的光斑聚焦在待测电池上。 这步操作确实比较难,因为每个电池器件的面积仅有0.09平方厘米。 如果光斑没有完全照射在这个范围内,那么范围外的光能将会损失,最终测试结果就会偏低。 不过这难不倒许秋,他耐心调试了一会儿,便将光斑调好,启动测试。 “你这操作可以啊。”陈婉清赞叹道。 “基本操作而已,不值一提。”许秋随意摆摆手道:“话说,为什么电池器件的面积要做的这么小呢,做一个1平方厘米的不好吗?” “因为电池面积越大,光电转换效率就越低啊,”陈婉清道: “现阶段为了获得高效率,大部分课题组都是做小面积的,一般国际惯例是0.09或0.04平方厘米,不过也有比较夸张的课题组,会做0.01平方厘米的器件。” “让我想想,”许秋思考了一会儿,说道: “我明白了,我们旋涂出来的有效层薄膜,肉眼看上去几乎是均匀的,但其实每个区域都有细微的差别。 比如一个0.09平方厘米的器件A,将其均分为9部分A1-A9,每一部分面积0.01平方厘米。 A1-A9的光电转换效率可能在5.0-5.5%之间波动,那么最终A的效率约为5.25%。 最后比较最高效率,0.09大面积的差不多在5.3%左右,而0.01小面积的则是5.5%,甚至能够波动到更高的数值。 是不是这个原因呢,学姐。” “是呀,差不多就是这个样子,现在有机光伏还处于实验室阶段,所以没有统一的标准,”陈婉清道: “我之前还看到一篇文献,标题上写着光电转换效率达到了15%以上,结果一看期刊是个SCI二区的。 我当时就震惊了,这就算发不了《自然》、《科学》,也能发一个它们的大子刊。 然后我就仔细看了正文,发现原来它用的是单色光,而不是模拟的太阳光,就是在标题搞了个噱头而已。” ………… 样品测试结束。 EQE曲线的形状大体上和有效层的光吸收光谱差不多,通过软件内自带的积分功能,可计算出理论上的短路电流密度。 这个样品的理论结果是11.96毫安每平方厘米,J-V曲线实测结果是12.05毫安每平方厘米。 两者误差在5%之间,表明后者的测试结果可信。 之后,许秋又测试了另外的五组器件。 到下午五点十五分,全部测试完毕。 “学姐预测的挺准啊,今天果然不用加班。”许秋道。 “熟能生巧嘛,”陈婉清道:“对了,晚上去吃什么?” “怎么,学姐要请客吗?” “上周不是答应你了嘛。” “我当时就是开个玩笑,这怎么好意思,那就去吃哥老关火锅吧。” “好呀。” 因为是周五晚上,吃火锅的人还是比较多的。 许秋取了个号,A65,前面还有12桌,估计要等一个小时左右。 等待期间,他也没闲着,向陈婉清请教问题。 虽然阅读文献也可以获得答案,但是真人指导效果自然是更好的。 搞科研是个系统的工作,遇到的各个细节都要弄明白,保不准哪天就会用上。 因为每测试的每一个数据,最终都要转化为对结果的论证,总不能在写论文时,告诉别人,我们测试了一个XXX,得到的数据是XXX,然后就截然而止。 必须对所得数据进行分析,讨论它与论文结论的关系。 如果是比较异常的结果,无法解释,那也要说明“这个现象我们暂时无法解释”,但这样的话出现一两次还可以,通篇都是“我们无法解释”的话,就会被审稿人教做人了。 “刚才测试时,我发现我们做的器件,大多数波长下的EQE值都在60%以下,而硅电池却能到80%以上,这是为什么呢。”许秋问道。 “简单来说,就是现在使用的P3HT材料存在很多问题,需要改进。 如果要具体展开来说,首先你要知道太阳能转化为电能的过程: 太阳光照射出光子,光电材料组成的有效层吸收光子,其内部产生电子-空穴对,然后电子-空穴对拆分为自由电荷、自由电荷在材料内输运,接着在电极处被收集,最终形成电流。 这个过程很复杂,中途任何一个步骤出现问题,都会导致电流损失,表观上看到的就是EQE低。”陈婉清道。 “我懂了,”许秋道:“所以人们就基于P3HT,进行改进,到现在最好用的给体材料就是PTB7-TH。” “是啊,有机光伏领域发展了20年,材料也迭代了好多代,包括PTB7-TH,你知道它为什么叫这个名字吗?”陈婉清问道。 许秋摇摇头,他也只是知道一个名称而已。 陈婉清解释道: “这是一个系列的材料,其中T表示噻吩并噻吩单元,B表示苯并噻二唑单元,P表示它是由这两个单元共聚而成的聚合物,所以最早它是叫PTB。 后来研究者们又基于PTB,对其进行改性,得到PTB2、PTB3,一直到PTB7。 再将PTB7上一个支链上的苯环改为噻吩环,所以加上了一个噻吩的缩写-TH,就得到了现在的PTB7-TH。 而且,这20年来,主要改进的方向都是聚合物给体材料,受体一直使用的都是PCBM系列。 或许将来某一天,受体领域也能够取得突破,对有机光伏领域造成翻天覆地的改变吧。” 第三十七章 时间停止的麻烦 第三十八章 时温等效原理 第三十九章 载流子迁移率 周日。 许秋来到实验室。 段云正戴着耳机专心码字,陈婉清则在桌位上整理着纸质文献。 许秋先和段云打了声招呼,然后走到陈婉清旁边坐下。 “学姐,PEN基底的事有消息了吗?” “嗯嗯,我联系了几家做光电材料的厂家,其中一家有现成的PEN基底,”陈婉清道:“不过他们只做大面积的基底,最少要买1米乘10米,我就按最小的规格买了,估计一周之内就能到。” “大面积的基底,”许秋问道:“指的是一整张10平方米面积的PEN基底,上面均匀镀有ITO吗?” “没错。”陈婉清道。 “可我们用的玻璃基片上ITO是有图案的啊。”许秋道。 “那么就需要先将大块的基片裁剪为一平方英寸的小片,然后再把不需要的ITO蚀刻掉,得到图案化的ITO基底。”陈婉清道。 “好吧,我明白了,”许秋道:“那学姐有现成的蚀刻条件吗?” “好像没有哦。”陈婉清歪头想了想道。 “好像?”许秋在心里嘀咕了一句,说道:“好吧,那我找找看。” 他掏出电脑,再次翻看那几篇柔性衬底的文献。 很快,他就在其中一篇文献的实验信息部分,看到了他们给出的蚀刻ITO的条件: 在2摩尔每升的稀盐酸中加入锌粉,随后放入ITO基片,与溶液接触的部分将被蚀刻掉。 不过,现在PEN/ITO基片还没有到,他只能先把这个方法记下,然后向陈婉清汇报: “学姐,我找到ITO的蚀刻方法了。” “这么快就找到啦,让我看看。”陈婉清凑过头,看了看许秋的电脑。 “我想起来了,这是经典的湿法蚀刻方法,我记得还有一种干法蚀刻……”看到许秋在盯着她看,陈婉清小声说道: “如果我说我刚刚真的没想起来,你会相信吗?” “我信。”许秋无奈的摊摊手。 ………… 今天没有实验做,许秋在实验室里逛了一圈,想看看还有什么自己不熟悉的仪器。 结果,他惊奇的发现,整个实验室里,除了电化学工作站外,仅有一台仪器是他还没有用过的。 那台仪器,他还依稀有些印象,好像是在田晴的毕业答辩PPT上出现过。 考虑到下周开始考试周后,他有近一个月时间不来实验室,许秋决定今天把这台仪器搞定了。 于是,他找到陈婉清。 “学姐,实验室里那台仪器是干什么用的呢,可以教我吗?” “那一台呀,是用来测试CELIV和TOF的,”陈婉清道:“主要是田晴在使用,她的毕业设计就是做这个的。 不过,当初魏老师也把测试方法教给了其他人,我也会操作,只是数据分析方面就不太行了。 两台仪器主要是用来表征电池器件中载流子的输运情况,是比较偏向于理论研究的。 通过建立模型、拟合数据,据说可以得到很多电荷输运动力学的信息。 但我现在只会简单的计算载流子迁移率。 在半导体领域,电子和空穴被称为载流子,它们的迁移率可以理解为它们在器件中移动的速率,通常是越快越好。 这仪器在我学会后就一直没用过,要不是你提醒,我都想不到可以测试一下这个。” “在测试前,我先给你看个宝贝。”陈婉清神秘道。 “宝贝?”许秋疑惑的跟着学姐,她的行进方向是一个储物柜。 陈婉清从储物柜中取出一个黑色的方形纸盒,示意许秋打开。 许秋打开后,发现里面装着两个黑色的拉链盒。 从外观看,不会是眼镜盒吧? 他拉开盒子的拉链。 不出所料,里面装的是眼镜,橙红色的镜片像是特殊材质制成的。 “果然,我就不应该期待什么。”许秋心想。 “是不是很惊喜,”陈婉清笑了笑道:“这是护目镜,等下要用到高功率的激光,戴上它就能保护眼睛不被灼伤。” 许秋勉强挤出一个笑容回应。 二人戴好护目镜后,来到仪器旁,陈婉清介绍道: “这台仪器主要由三部分组成,激光光源、信号发生器、示波器,因为没有电脑,所以需要提前插一个U盘,数据会自动存储在U盘中。 测试方法很简单,先将样品装入样品托,然后将样品托连接信号发生器和示波器,设置好参数后,启动激光、信号发生器,示波器就会显示电流随时间变化的波形。 第一种测试手段,是线性增压载流子瞬态法,也就是CELIV。 原理上是先给器件一个短暂的激光脉冲,有效层吸收激光的光能,在内部产生载流子,然后用一个线性增大的电压,将电子和空穴分别‘扫’至负极和正极,便形成了电流。 这种方法中,波形的电流大小不重要,因为我们关心的是电荷迁移率,所以主要考察电流信号产生峰值的时间。 时间越短,就表明载流子运动的越快,迁移率就越高。 在计算公式中,迁移率与时间的负二次方成正比。 这种方法得到的迁移率无法区分电子和空穴,是它们整体的迁移率。 另外一种是飞行时间法,TOF。 采用这种方法需要制备特别的电池器件,首先有效层要比较厚,通常在300纳米以上为宜,保证载流子在有效层内‘飞行’的时间足够长。 此外,还需要在器件结构中加入电子和空穴的阻挡层,从字面意思上可以理解,阻挡层就是电子和空穴几乎无法通过的材料。 通常可以使用绝缘体作为阻挡层,我们一般用氟化锂,蒸镀5纳米厚度就可以有效的阻挡电子和空穴通过。 原理上和CELIV类似,不过采用的是恒定电压,主要考察电流信号开始衰减时的时间。 因为阻挡层的存在,可以分别测试电子和空穴,两种载流子各自的迁移率。 我们现在没有能够用来测试TOF的器件,所以今天只测试CELIV。” 仪器的参数都是默认设置好的,操作也不难,陈婉清示范过后,许秋将另外的五组体系也测试完毕。 第四十章 考试月(上) 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,发现其内部有铜粉作为稳定剂,沉积在液体下方。 于是,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、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。 要不是怕器件数量膨胀到上百,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? 想了一会儿,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。 他到超市买了只芒果酸奶味道的可爱多,然后找到一处树荫下的长椅,坐下,闭眼,静静感受夏日的气息。 可惜,没过多久,一阵“嗡嗡嗡”的声音打破了静谧。 “啪。” 一条生命离开了这个世界。 看来这里不宜久留。 对了,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。 “这不是想来看看学姐,的实验做的怎么样了。”许秋道。 “还,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,沸腾溶液瞬间喷出,然后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。” “这么关心我的实验啊,”陈婉清拿出实验记录本给许秋,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,你可真是我的福星啊。” 第四十二章 考试月(下) 第三周,继续摸索实验条件。 这次只有两个变量:溶剂添加剂的含量和转速。 许秋设计实验条件: DIO的体积分数分别为0.4%、0.7%、1%、1.3%和1.6%,共五组。 转速分别为2000、2200、2500、2800r.p.m.,共四组。 其他条件是,氯苯溶剂,溶液浓度20毫克每毫升,给体受体质量比为1:1.3,不进行退火操作。 一共20组条件。 旋涂、蒸镀、测试。 最终,“0.7%、2200”的样品,取得最高效率,可达10.68%。 对于这个结果,许秋比较满意了,虽说继续精细调控实验条件,效率还有向上提升的空间,但是没有太多必要性。 毕竟这只是一个基准体系,能达到和其他研究者差不多的平均水平就可以了。 如果是自己合成的新材料,那还有必要冲一冲效率,将其性能极限试探出来。 周日,许秋又去了趟实验室。 “许秋,我效率做到9.6%啦,马上就要10%了哦。”一见面,陈婉清就激动的说道。 “恭喜学姐啊。”许秋道。 看来没必要继续给学姐提示了,这个体系只要知道热涂、加溶剂添加剂这两个关键点就够了,大方向把握好,多做几批器件,总能到10%的。 “学姐,你的文章怎么样了,有没有投出去啊?”许秋问道。 “还没有呢,基本上都写好了,现在就缺一个数据。”陈婉清道。 “缺什么数据啊,不能直接测试吗?”许秋道。 “是我之前和你说过的掠入式X射线衍射实验,需要到魔都同步辐射中心测试,或者称为魔都光源。 在那边测试需要提前预约机时,因为全国各地的科研工作者都会过来测试,所以机时非常紧张,时间都是魔都光源安排的。 我们下一次测试时间是两周后,所以要等两周,把这个数据测完,才能把文章投出去。”陈婉清道。 “好吧,那吴菲菲和段云的文章呢?”许秋道。 “吴菲菲的综述已经投出去了,魏老师投的是EES,Energy Environ. Sci.,没想到他这么猛。 一般这种大期刊的综述都是约稿的,我也不知道他是不是找了期刊编辑,不过吴菲菲的文章我看了下,写的还是可以的。 这几天,魏老师在帮忙改段云的文章,等他的投了之后就要开始改我的了。”陈婉清道。 “EES,那不就是最早给我的三篇综述之一吗,我记得影响因子30多呢。”许秋道。 “是啊,算是材料领域的顶刊了,再往上就是《自然》系列的大小子刊了。”陈婉清道: “吴菲菲科研能力还是不错的,之前还发了一篇Chem.Mater.,到现在被引用次数已经超过80了,魏老师都后悔当初投的时候太谨慎了。” “所以他这次就搞了个大动作。”许秋道。 “谁知道呢,说不定还真就中了呢,到时候可一定要让吴菲菲请客,”陈婉清道: “我们发文章,魏老师都会给现金奖励的,一般是期刊影响因子乘以200元,综述的话减半。” “那还不少呢,要是发表了的话有3000块。”许秋道。 “还好吧,这钱是魏老师出的,所以也不会给太多,不过像有些研究所,比如我同学去了魔都硅所,发文章的奖励就丰厚多了。 他们那边发文章奖励是,影响因子的平方乘以500元,由研究所里出钱,不过那边发文章也比较难就是了。”陈婉清道。 “那发表一篇《自然》,可就是80多万啊。”许秋在心中算了算,说道。 “是啊,虽然一作拿到手可能只剩20万了,但也蛮多的,”陈婉清道: “不过能发篇《自然》的人,20万可能也看不上,大多数高校教授研究一辈子都弄不出一篇来。” ………… 第四周,考试月已经接近尾声。 《材料制备与加工》考试考场。 许秋拿到试卷,先是整体浏览了一遍。 名词解释10道,10分。 判断题10道,10分。 简答题5道,30分。 综合题4道,40分。 计算题1道,10分。 还有道附加题,“请写下对本课程的建议。”,5分。 应该是为了给学生们送点福利分。 确认没有文字漏印之后,许秋开始快速答题。 考试时间两个小时,不过一个半小时后,就有考生陆陆续续的开始交卷了。 许秋没有急着交卷,拖到了最后一分钟。 他有一道简答题没有复习到,所以只好凭自身的理解写了一堆字上去,也不知道有没有答到点上去。 ………… 考试结束后,陶焱提出请客,出去吃中饭,许秋和任斌自然没有理由拒绝。 陶焱挑了一家铁板烧烤店,来到店里,他熟练的拿起菜单,点了鸡腿肉、牛小排、五花肉、培根、菌菇拼盘、铁板豆腐等食材。 “陶焱,怎么突然喊我们俩吃饭。”任斌道。 “请客还需要理由吗?”陶焱道:“好吧,主要是考完试后,感觉这学期成绩不错,保研应该问题不大。” “成绩还没出就这么自信啊,”任斌道:“说吧,估分多少。” “保守估计3.8吧,这学期选的都是材料系内的课程,拿好成绩容易一点。”陶焱道。 “我*,3.8!”任斌惊叹道:“许秋,你呢?” “估计3.6吧,有两门系外的课程,这学期总绩点应该变化不大。”许秋想了想道。 “哎,我能有个2.5就烧高香了。”任斌叹息道。 “你呀,现在还是想办法把几门必修课过了,绩点稳在2.0以上就够了。”陶焱道。 “说的也是啊。”任斌道。 “对了,许秋,我下学期也要进实验室了,你有没有什么建议。”陶焱道。 “那要看你之后的规划了,是打算一直做科研呢,还是读个硕士走人。”许秋道。 “读个硕士吧,我读研主要是家里人的要求,他们说要是我保不了研,就让我去考研。”陶焱道。 “难怪你这学期这么拼命的复习,我们学校想考研进来可不是那么容易的,”许秋道: “说正题,如果只是硕士的话,可以找一些与工业界有合作的老师,比如李晓斌做的材料失效分析领域,或者霍绪军做的半导体封装领域,应该还有其他老师,可以去材料系的官网上看看。 这样的导师科研压力不大,而且毕业后或许可以直接内推入职。” 第四十三章 摸索蚀刻条件 第四十四章 临时想到的伪装计划 第四十五章 只求8% 第四十六章 画图 第四十七章 新的目标 第四十八章 光源样品 第四十九章 光源测试(上) 第五十章 光源测试(中)