旋涂完成后,许秋找到陈婉清,请教接下来的实验操作。
学姐拿出实验纪录本,一边写写画画,一边解说教学:
“我们最终要获得的是多层结构的太阳能电池器件,好比现在做的这个体系,正结构就是Glass/ITO/PEDOT:PSS/P3HT:PC[60]BM:PC[70]BM/Ca/Al。
共有六层结构,层与层之间用“/”离开,“:”则体现该层是由两种或以上物质共混。
那么,你这几天下来做的事情就是:
首先,清洗具有ITO图案的玻璃基片,获得Glass/ITO部门;
然后,旋涂PEDOT:PSS溶液和有效层,获得PEDOT:PSS/P3HT:PC[60]BM:PC[70]BM部门;
最后一步,也就是接下来要做的,是接纳真空镀膜要领,将钙和铝蒸镀至基片上,获得Ca/Al部门。
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外貌,形成薄膜。
我们接纳的加热要领有两种,一种是束源炉加热,另一种是钨丝加热。
蒸镀的操作比力繁琐,有许多细节需要注意,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,同时只能进入一小我私家。
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,这套设备也不自制吧。”
“整套设备差不多20万吧,包罗蒸镀舱、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。
他们公司离这边比力远,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牢固资产,价钱凌驾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。
许秋点颔首,开始审察舱体内部。
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,或许六厘米长,三厘米宽,一厘米厚,金属板通过六角螺丝与平台连接,中间有一定的漏洞。
“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,可到达很高的温度,使其内部靶材气化,进行蒸镀。”陈婉清道。
许秋继续看向舱体,中间部门有一探头状的物体,像个吊灯一样悬挂在束源炉宁静台的上方。
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尺度了。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外貌。因此,我们可以利用它,控制蒸镀的开始和结束时间,获得精确的厚度。”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事情。
两批基片的器件结构差异,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99.995%纯度的铝锭,然后让学姐资助打开钙束源炉的挡板。
挡板的开关是数控的,需要在手套箱外的总控台操作。
打开挡板后,他取出束源炉内部的陶瓷坩埚,将上次使用后剩余的残渣倒出,再加入两勺新的99.995%纯度的钙粉末。
陶瓷坩埚是特质的,可以至少蒙受1000摄氏度以上的高温,且十分稳定,不会与靶材反映,发生杂质。
完成后,他让学姐关闭束源炉挡板。
最后,他将一片片基片正面朝下放置在样品支架上,再将样品支架放回样品台。
“学姐,没有问题吧,可以关舱门了吗。”许秋看向陈婉清。
“嗯嗯。”陈婉清点颔首。
许秋将舱门从右往左推回原位,然后旋转舱门上下的两个旋钮,直至无法转动为止。
……
许秋离开手套箱,和学姐一同来到总控台,因为剩下的操作主要在总控台完成。
总控台接近两米高,由十几个模块拼接而成,一共有30多个控制按钮。
“旁边有操作说明,严格凭据说明来做就行。”陈婉清道。
许秋拿起《真空镀膜仪使用说明》翻看,只有两页A4纸,并没有想象中的多。
他外貌上在看说明书,实则在心中检察系统。
系统已经将学姐的技术复制了,可以看到每步操作的细节,所以文字版的说明书意义已然不大。
“我看完了。”许秋道。
“这么快?”陈婉清道:“行,那你来操作吧,有什么问题我会提醒你的。”
第一步是打开循环水系统和空气泵。
前者用来冷却分子泵,尔后者用来推动样品挡板。
许秋找到位于总控台后面的循环水装置,按下绿色的启动键,便听到仪器发出嗡鸣声,仔细听的话另有水流声。
然后,他走到空气泵旁边。
空气泵上有一个橙红色的瓶盖巨细的开关,需要拉起来,才气启动机械。
许秋试着向上拉,开关却纹丝不动,他也不敢太用力,便说道:
“学姐,怎么弄。”
“用力弄啊。”
“砰!”