第二十章 真空镀膜(上) (第1/2页)
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旋涂完成后,许秋找到陈婉清,请教接下来的实验操作。
学姐拿出实验记录本,一边写写画画,一边讲解教学:
“我们最终要得到的是多层结构的太阳能电池器件,比如现在做的这个体系,正结构就是gss/ito/pedot:pss/p3ht:pc[60]b:pc[70]b/ca/al。
共有六层结构,层与层之间用“/”分隔,“:”则表示该层是由两种或以上物质共混。
那么,你这几天下来做的工作就是:
首先,清洗具有ito图案的玻璃基片,得到gss/ito部分;
然后,旋涂pedot:pss溶液和有效层,得到pedot:pss/p3ht:pc[60]b:pc[70]b部分;
最后一步,也就是接下来要做的,是采用真空镀膜方法,将钙和铝蒸镀至基片上,得到ca/al部分。
真空镀膜法,原理是在真空条件下,加热靶材,使之气化,靶材形成的气态分子会在舱体内运动,最终均匀沉积在样品表面,形成薄膜。
我们采用的加热方法有两种,一种是束源炉加热,另一种是钨丝加热。
蒸镀的操作比较繁琐,有很多细节需要注意,所以我来亲自指导你。”
“好的,学姐。”许秋道。
…………
两人做好防护,进入实验室。
许秋先将旋涂好的基片,从手套箱中拿出,然后迅速转移至装有蒸镀装置的手套箱中。
这个手套箱外接有三只橡胶手套,同时只能进入一个人。
于是,许秋进入箱内,学姐则在外面。
箱体内主要有两台大型设备,左边的是蒸镀装置。
蒸镀舱的舱体是由厚重的钢板所制,舱门用轨道连接在舱体上。
许秋将舱门朝右边推开,推着还蛮沉的。
他好奇道:“学姐,这套设备也不便宜吧。”
“整套设备差不多20万吧,包括蒸镀舱、分子泵、循环水系统、总控制台,是找沈羊一家专门做真空设备的公司订做的。
他们公司离这边比较远,所以弄坏的话修起来也麻烦,上次循环水出了故障,他们过来修,路费就要了五千。”陈婉清。
“学姐怎么知道的这么清楚?”许秋疑惑道。
“因为学校要统计实验室的固定资产,价格超过1000元的都要统计上报。实验室虽然是魏老师管,但所有权是归国家的,因为申请的科研经费是国家出的。除非是老板自掏腰包或者企业出钱,那就另说。”陈婉清道。
许秋点点头,开始打量舱体内部。
下面有四个圆柱体形状的炉子,应该是束源炉。
四个束源炉旁边有两个金属平台,每个平台上面都有一块金属板,大概六厘米长,三厘米宽,一厘米厚,金属板通过六角螺丝与平台连接,中间有一定的缝隙。
“学姐,这个是干什么用的?”许秋指着平台问道。
“这个是电流加热装置,将用钨丝制成的篓,放在两个平台间,用金属板压住钨篓两端,通电流对钨篓加热,可达到很高的温度,使其内部靶材气化,进行蒸镀。”陈婉清道。
许秋继续看向舱体,中间部分有一探头状的物体,像个吊灯一样悬挂在束源炉和平台的上方。
学姐顺着许秋的目光看去,主动介绍道:
“这个是晶振装置,探头处装有晶振片,用来实时检测蒸镀的薄膜厚度。它的位置一定不能乱动,因为现在的参数是已经标定过的,如果移动了它的位置,对膜厚的检测结果就不标准了。此外晶振片也是有寿命的,所以需要定期更换晶振片,并重新标定厚度。”
舱体最上面是一块大的圆形金属挡板,以及一个可以旋转的样品台。
“上面这个肯定是样品台了,为什么下面要加装一块金属挡板呢?”许秋问道。
“这块金属挡板叫做样品挡板,当他处于开启状态时,可以有效阻挡气体分子沉积在样品表面。因此,我们可以利用它,控制蒸镀的开始和结束时间,得到精确的厚度。”陈婉清道。
将舱内情况了解完毕后,许秋开始做蒸镀前的准备工作。
两批基片的器件结构不同,需要分两次进行蒸镀。
第一批是正常结构,也就是蒸镀钙和铝。
许秋首先在钨篓中装满99995纯度的铝锭,然后让学姐帮忙打开钙
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