許秋將樣品托放在手套箱的傳送艙內，並不急著拿出來。

  他跟隨學姐，來到外量子效率的測試儀器旁，這裏有一台電腦和一個黑色的箱體。

  箱體在關閉狀態下的遮光性很好。

  打開箱體後，它的內部有光源、透鏡、電源、檢測器、升降平台，其中光源可以發射不同波長的單色光。

  陳婉清開始操作示範。

  她把標準矽電池放在升降平台上，並將其與電源和檢測器連接，然後調節透鏡，使光斑完全打在矽電池表麵。

  標準矽電池是10厘米×10厘米的，而光斑很小，所以操作起來沒有什麽難度。

  接著打開電腦，開啟測試軟件，設置參數。

  掃描區間設置為300-800納米，步長設置為10納米，

  開始測試。

  儀器“當當當”的運轉起來，電腦上實時顯示測試結果。

  橫坐標為波長，縱坐標為EQE值，從300納米開始，每隔10納米，產生一個數據點。

  測試完成後，軟件根據測試結果自動進行校準。

  “學姐，接下來的操作換我來吧。”許秋已經通過係統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。”

  “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麵朝上，放在升降平台上，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。

  這步操作確實比較難，因為每個電池器件的麵積僅有0.09平方厘米。

  如果光斑沒有完全照射在這個範圍內，那麽範圍外的光能將會損失，最終測試結果就會偏低。

  不過這難不倒許秋，他耐心調試了一會兒，便將光斑調好，啟動測試。

  “你這操作可以啊。”陳婉清讚歎道。

  “基本操作而已，不值一提。”許秋隨意擺擺手道：“話說，為什麽電池器件的麵積要做的這麽小呢，做一個1平方厘米的不好嗎？”

  “因為電池麵積越大，光電轉換效率就越低啊，”陳婉清道：

  “現階段為了獲得高效率，大部分課題組都是做小麵積的，一般國際慣例是0.09或0.04平方厘米，不過也有比較誇張的課題組，會做0.01平方厘米的器件。”

  “讓我想想，”許秋思考了一會兒，說道：

  “我明白了，我們旋塗出來的有效層薄膜，肉眼看上去幾乎是均勻的，但其實每個區域都有細微的差別。

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

  A1-A9的光電轉換效率可能在5.0-5.5%之間波動，那麽最終A的效率約為5.25%。

  最後比較最高效率，0.09大麵積的差不多在5.3%左右，而0.01小麵積的則是5.5%，甚至能夠波動到更高的數值。

  是不是這個原因呢，學姐。”

  “是呀，差不多就是這個樣子，現在有機光伏還處於實驗室階段，所以沒有統一的標準，”陳婉清道：

  “我之前還看到一篇文獻，標題上寫著光電轉換效率達到了15%以上，結果一看期刊是個SCI二區的。

  我當時就震驚了，這就算發不了《自然》、《科學》，也能發一個它們的大子刊。

  然後我就仔細看了正文，發現原來它用的是單色光，而不是模擬的太陽光，就是在標題搞了個噱頭而已。”

  …………

  樣品測試結束。

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

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

  兩者誤差在5%之間，表明後者的測試結果可信。

  之後，許秋又測試了另外的五組器件。

  到下午五點十五分，全部測試完畢。

  “學姐預測的挺準啊，今天果然不用加班。”許秋道。

  “熟能生巧嘛，”陳婉清道：“對了，晚上去吃什麽？”

  “怎麽，學姐要請客嗎？”

  “上周不是答應你了嘛。”

  “我當時就是開個玩笑，這怎麽好意思，那就去吃哥老關火鍋吧。”

  “好呀。”

  因為是周五晚上，吃火鍋的人還是比較多的。

  許秋取了個號，A65，前麵還有12桌，估計要等一個小時左右。

  等待期間，他也沒閑著，向陳婉清請教問題。

  雖然閱讀文獻也可以獲得答案，但是真人指導效果自然是更好的。

  搞科研是個係統的工作，遇到的各個細節都要弄明白，保不準哪天就會用上。

  因為每測試的每一個數據，最終都要轉化為對結果的論證，總不能在寫論文時，告訴別人，我們測試了一個XXX，得到的數據是XXX，然後就截然而止。

  必須對所得數據進行分析，討論它與論文結論的關係。

  如果是比較異常的結果，無法解釋，那也要說明“這個現象我們暫時無法解釋”，但這樣的話出現一兩次還可以，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，我發現我們做的器件，大多數波長下的EQE值都在60%以下，而矽電池卻能到80%以上，這是為什麽呢。”許秋問道。

  “簡單來說，就是現在使用的P3HT材料存在很多問題，需要改進。

  如果要具體展開來說，首先你要知道太陽能轉化為電能的過程：

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

  這個過程很複雜，中途任何一個步驟出現問題，都會導致電流損失，表觀上看到的就是EQE低。”陳婉清道。

  “我懂了，”許秋道：“所以人們就基於P3HT，進行改進，到現在最好用的給體材料就是PTB7-TH。”

  “是啊，有機光伏領域發展了20年，材料也迭代了好多代，包括PTB7-TH，你知道它為什麽叫這個名字嗎？”陳婉清問道。

  許秋搖搖頭，他也隻是知道一個名稱而已。

  陳婉清解釋道：

  “這是一個係列的材料，其中T表示噻吩並噻吩單元，B表示苯並噻二唑單元，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。

  後來研究者們又基於PTB，對其進行改性，得到PTB2、PTB3，一直到PTB7。

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

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

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