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474 y系列材料再次启航二度冲击求订阅（第4页）

其实，从分子结构上来看，Y12和Y3相比改变也不大，就是把中央DAD单元中带有侧链的NT单元换为了不带侧链的BT单元，同时在原先不带侧链的TT单元上引入侧链，补足溶解性，端基采用的是ICIN-2F。

至于这种材料为什么被命名为Y12，主要是因为邬胜男已经把她合成的几种材料命名为了Y5、Y6、Y7。

许秋也不打算和她抢，就直接从Y11、Y12开始命名。

刚好也可以进行区分：Y1-Y7的中央DAD单元都是基于NT的，Y11、Y12则都是基于BT的。

Y11、Y12的唯一区别，就是前者采用的端基是ICIN，后者是ICIN-2F。

最终，基于J4:Y12的器件，效率最高做到了16.11%，相比于之前J4:Y3体系的14.8%，算是非常大的突破。

虽然叠层器件的效率目前已经做到最高17.3%，但如果单结也能达到17%，甚至18%的话，同样也是CNS级别的工作。

像CNS这种档次的期刊，在没有够到这个门槛的时候，研究者想要发表一篇非常的困难。

不过，一旦跨过了这道门槛，再想发表CNS的难度，其实就没那么大了。

尤其是在许秋已经走到有机光伏领域的最前沿，还能开挂的情况下。

差不多什么样的成果，可以达到这个CNS级别，许秋自己心里基本上都是有数的，他只要不断朝着那个方向努力就行了。

得到了Y12这种材料，许秋同步开展各项表征，分析它为什么比之前的Y3材料要好。

对于材料学科来说，想要在开始实验之前，通过分子结构去预测一种材料的好坏，还是非常困难的。

比如许秋拿到手的这个Y12材料，在它成功的背后，其实有数十个失败的材料。

这些材料都是之前许秋通过预测，得出它们可能具有较高性能的材料，但实际结果却并不理想。

从某种意义上来讲，这种应用型学科，还是有些“玄学”成分在里面的，经常要讲故事给别人听。

比如拿到一个比较好的结果，再回去看它的分子结构，并结合各种表征手段，去解释这种材料为什么好，其实就是一种“玄学”。

但故事总还是得讲的。

因为当“玄学”故事讲多了，得到了大多数人的认同，并可以预测其他结构的结果时，“玄学”也就演变成为了“科学”。

为了解释器件性能提升的原因，许秋主要通过DFT模拟，光源GIWAXS，TEM透射电镜等手段，对比了Y12和Y3两个体系。

结果发现，相比于Y3，Y12主链分子结构只是进行了细微的改变，主要是侧链位置的改变，使得受体分子之间的分子堆砌做到更好，进而有利于电荷的输运。

因为Y3和Y12两者的分子结构相似，所以Y12的合成也类似于之前Y3的合成，同样需要六步反应。

第一步，双溴取代的，氮原子上带有乙基己基侧链的苯并噻二唑（BT）单元，通过硝基化反应，在苯环剩余的两个反应位点上连接两个硝基，得到得到双溴、双硝基取代的BT单元。

第二步，将双溴、双硝基取代的BT和带侧链的单三甲基锡取代的TT单元反应，得到TT-BT-TT的结构，其中BT上连接有两个硝基，TT远端有一个直链烷基侧链。

第三步，将TT-BT-TT分子中的硝基还原，并与相邻的TT单元成环，形成环状的仲胺，得到连续的稠环结构。此时，产物中存在位于TT-BT之间的仲胺，上面还有一个残留的氢原子，这是一个反应位点。

第四步，将第三步的反应物和溴代烷烃反应，用烷基取代仲胺上的氢原子，形成叔胺，实现在N原子上引入侧链的目的，得到最终的中央DAD单元。

第五步，中央DAD单元的醛基化反应，在中央DAD单元的两端连接两个醛基。

第六步，经过醛基化的DAD单元与A单元ICIN-2F进行反应，得到Y12。

许秋开始思考接下来的优化方向。

之前他基于Y3改分子结构，试了数十种方法，结果发现改动幅度越大，最终的性能就越差。

像Y11、Y12这种程度的小改反而性能得以了提升。

可能这就是大米手机，花了200W更换LOGO，结果只是“加了一行代码”，从方变圆的原因吧。

当我们去精益求精的时候，不能更改的太多，因为一旦改的太多，就会变成另外一个新的东西了。

而如果是新旧东西的性能期望是按照正态分布的话，当原先已经做到比较顶尖，那么新东西大概率会变差。

经过一番思考，许秋最终决定不对Y12“动大刀子”，也就是暂时不更改主链，主要只针对侧链、端基进行修饰。

一方面，端基是比较常规的优化方式，之前发现引入甲基、氟原子、氯原子都会对器件性能造成影响，现在Y12采用的是引入氟原子的结构，可能更换为其他端基，性能还会有所提升。

另一方面，虽然非富勒烯受体的主链是主要负责光吸收的，但侧链的重要性也非常高，因为侧链可以改变材料的溶解性、结晶性，进而改变共混薄膜形貌，对电荷输运和最终的器件性能造成影响。

同时，之前搬家的时候，虽然确认了蒸镀仪器的功能良好，但是不确定最佳的蒸镀条件有没有发生改变。

因此，许秋在离开魔都之前，也把江弯手套箱的蒸镀设备复制了一份，现在也在利用标样器件，同步摸索最优的蒸镀条件。

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