海棠小说 > 都市言情 > 我有科研辅助系统 > 正文 第三十八章 时温等效原理
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    周六。

    许秋宅在寝室,用电脑查看学姐拷贝给他的文献资料,关于柔性衬底有太阳能电池的。

    文献数量不多,只有不到十篇,期刊档次普遍不高,都是i二区的,没有一区的文章。

    至于为什么没有三四区的文章,许秋从学姐那了解到,是因为魏老师只会检索一二区的期刊,并将它们整理好发给学生。

    许秋花费两个多时,粗略的读完所有文献后,得到了想要的信息:

    柔性基底通常采用聚酯材料,pet或pen。

    pet和pen的玻璃化转变温度,分别为0和20摄氏度左右。

    因此,以它们为基底制备电池器件时,传输层和有效层材料的加工温度不能过高。

    文献中的解决办法是用低温法制备金属氧化物作为传输层材料,比如二氧化钛、氧化锡等。

    许秋思考过后,觉得贸然使用之前没有用过的传输层材料,风险过大。

    因为需要花费大量时间去摸索条件,最终结果可能还不尽人意,倒不如对自己熟悉的材料加以改造。

    最终他决定使用pen为基底,先尝试使用pedt:p作为传输层材料,降低它的退火温度至00摄氏度,并延长退火时间。

    确定了基底之后,许秋给陈婉清发微信:

    “之前魏老师交给我的项目,要用到柔性基底,因此我需要订做一批镀有it薄膜的pen基底,学姐那边有没有门路。”

    没过几分钟,他便收到了学姐的回复。

    “好。”一个蜜桃猫的表情。

    “等我消息。”

    许秋放下,闭眼做了一套眼保健操,然后休息片刻,进入模拟实验室。

    昨天还留下一个溶液溶解的问题没有解决。

    不过,目前只有在配制有效层溶液时,才存在过夜搅拌的需求,即搅拌时长大于2时。

    像是配制氧化锌预聚体溶液,只需搅拌两时,问题便不大。

    许秋进入套箱,拿起昨日配好的有效层溶液,轻轻晃动瓶子,可以明显的看到瓶壁上挂有未溶解的聚合物材料。

    他盯着棕瓶,陷入了沉思。

    为什么溶液要搅拌过夜?

    因为聚合物分子量较大,溶解比较困难,需要长时间的搅拌使其充分溶解。

    那有没有什么途径可以使聚合物快速溶解呢?

    可以降低其浓度。

    但降低浓度的话,旋涂出来的薄膜厚度就会变薄,所以并不是一个好方法。

    有没有其他办法呢?

    许秋突然想到,上学期学过的高分子凝聚态物理中讲到过高聚物的时温等效原理。

    具体的描述他已经记不清了,但大致意思应该是提高温度可以缩短时间。

    为了验证这个想法,许秋退出模拟实验室。

    他在书架上找到高分子凝聚态物理课本,翻看目录,很快便找到了“时温等效原理”的介绍:

    高聚物的同一力学松弛现象可以在较高的温度、较短的时间(或较高的作用频率)观察到,也可以在较低的温度下、较长时间内观察到。因此,升高温度与延长观察时间对分子运动是等效的,对高聚物的粘弹行为也是等效的。

    这个讲的是高聚物的力学松弛现象,并不是溶解过程,不过许秋觉得或许可以将其延伸一下。

    因为溶解过程也算是高分子的分子运动过程,那么升高温度与延长搅拌时间也应该也是等效的。

    而且在氮气氛围内,构成有效层的两种材料对热都很稳定,耐00摄氏度的温度没有什么问题,不然也不会有热退火步骤了。

    不过这样的话,使用氯仿溶剂就不合适了,因为它沸点低,无法加热到很高的温度。

    许秋返回模拟实验室。

    先将昨日配制的氧化锌预聚体溶液放在培养皿盖子上,然后将加热搅拌台的温度设为90摄氏度,最后将有效层溶液放在加热台上。

    验证想法的话,需要等待一段时间,许秋决定再配制一些其他浓度的ptb-t:pb有效层溶液。

    溶剂都选择氯苯,浓度则分别为0、20、25毫克每毫升,给体受体的质量比仍固定在:5,各毫升。

    他想看看聚合物的极限溶解度是多少。

    配好溶液后,许秋将四种溶液按照各自的浓度,分别记做0#、5#、20#、25#溶液。

    将0#、5#、25#溶液放在加热搅拌台上后,他拿起最早配制的5#溶液,再次轻轻晃动瓶子,发现已经没有固体残余挂在瓶壁上了。

    他看了眼时间,只过去了半个多时。

    果然,“时温等效原理”也可以用在聚合物的溶解上。

    而且,温度对于时间的影响是指数级别的,虽然现在的90度加热,相较于平常的60度只提升了30度,但溶解速度却可能相差了0倍。

    许秋将5#溶液放在瓶架上,使其缓慢降至常温。

    然后开始旋涂氧化锌基片,一共2片。

    在等待基片退火的过程中,他又返回套箱查看各溶液的溶解情况。

    结果发现,瓶架上的5#溶液在冷却后,内部液体竟变为了凝胶状。

    许秋稍用力的晃动瓶子底部,下方的凝胶却一动不动,最终他只好再次将5#放在加热搅拌台上加热。

    他接着查看另外三种浓度的溶液,0#、20#均完全溶解,25#则未完全溶解,瓶壁上仍有固体颗粒存在。

    许秋将0#、20#溶液放置在瓶架上冷却。

    然后用移液枪在25#溶液中加入66微升的氯苯溶剂,将其浓度稀释为5毫克每毫升,并重新贴好25#5#的标签,再把它放到加热台上。

    随后,许秋将每个溶液编号代表的意义记录到实验记录本上。

    再次进入套箱,他发现5#溶液已经部分解除凝胶状态,开始重新变为溶液。

    0#溶液在常温下可以保持溶解状态,而20#溶液同样出现了凝胶的现象。

    也就是,在常温下,质量比为:5的ptb-t:pb在氯苯溶剂中,极限溶解度为0-5毫克每毫升,在90摄氏度下,极限溶解度在20-25毫克每毫升。

    温度升高,不仅能够提高溶解速度,也能同时提高溶解度。

    溶液溶解的问题算是解决了。

    只是,新的问题又出现了。

    这些溶液该怎么旋涂呢?

    是把它们都稀释到0毫克每毫升浓度,等待其冷却后再涂?

    还是不稀释,直接趁热涂呢?

    不过,考虑到这周的实验时长已经刷满。

    还是先不纠结这个问题,等到下周再继续实验,节省一些积分吧。请牢记:,免费最快更新无防盗无防盗报错章,求书找书,请加qq群:6454956(群号)