利用模拟实验室,许秋设计、合成了Y6-Y11,一共6种受体材料。
可惜的是,这些材料的器件性能并没有取得进一步的突破,仍然停留在12-14%效率的级别。
具体来说,Y6是相对于Y3进行的调控,将Y3端基的ICIN改为ICIN-M,算是和Y4、Y5属于同个系列的材料,器件效率虽然略差于Y4,但也达到了14%+。
之后的Y7-Y11都是相对于Y5进行的“改进”。
其中,Y7是将Y5中与NT单元相连接的噻吩并噻吩TT,替换为噻吩并噻吩并噻吩TTT,用来拓宽中央单元的共轭长度,最高效率12%+。
Y8、Y9是把Y5分子中NT单元氮原子上的侧链进行修饰,Y5用的是2-乙基己基,Y8用的是同样碳原子数量的直链烷基——正己基,而Y9用的是碳原子数量增加了4个的2-丁基癸基。Y8、Y9的效率均在13%+,没有超过Y5。
Y10、Y11是把Y5分子中NT单元与TT单元连接处N原子上的侧链进行修饰,Y5用的同样是2-乙基己基,Y10、Y11分别是正己基和2-丁基癸基,Y10、Y11的效率均在14%+,同样没有超过Y5。
这些实验结果表明,一方面Y系列材料的“底子”比较好,效率的平均水平都是在12%-14%,而之前ITIC系列的平均水平在10%-12%,再早一些的PDI系列,在6%-8%。
分子结构很大程度上决定了一种材料的性能上限。
另一方面,也说明Y5这种材料已经优化的较为完善。
如果想要进一步提升,就不能“小打小闹',而是需要对中央单元进行较大幅度的调整,比如将NT单元更换成其他单元。
许秋将脑海中产生了一系列想法,交由模拟实验室代为摸索。
他现在的当务之急,是先把初代的Y系列材料在现实中合成出来。
许秋的目标材料是Y3、Y4、Y5和Y6,这些材料的中央单元都是同一种,只有端基不同,可以“一锅端”,极大的节省时间。
至于Y1、Y2,暂时被他放弃了。
理论上也可以把它们合成出来,水两篇一区文章,但没那个必要。
甚至对于Y3-Y6这四种材料,许秋也不打算水太多的文章,因为现在他的目标只有一个,那就是CNS主刊。
假如每次优化一点点,就发表一篇文章的话,固然文章数量会多一些,或许能有五六篇AM、JACS、EES这种级别的文章,但可能会错失登顶CNS主刊的机会。
这不仅仅是为了系统任务,也是为了自己的科研生涯之路。
一篇《自然》的含金量,可比十篇AM都要高。
基本上有了一篇《自然》,在国内升到“杰青”的位置,就是时间的问题。
因此,许秋的打算是先憋一波大招,然后直接打出王炸,一次性把效率提到非常高。
比如达到有机光伏领域一个公认的门槛15%,甚至突破这个门槛,达到16%以上。
在这种情况下,冲击一篇CNS还是很有机会的。
可以想象一下,现在有机光伏的同行们还在为效率突破13%而努力(效率破13%的《自然·能源》还没发表),如果没过多久一篇文章直接把效率做到了15、16%,那将有多么的震撼。
具体的合成方案规划,因为Y3-Y6材料端基A单元是之前ITIC体系用到的ICIN衍生物,所以不需要重新合成,主要考虑的是中央D单元的合成。
其实,从严格意义上来讲,Y系列受体的分子结构,已经不是ITIC体系时ADA结构。