第二十章 真空鍍膜（上）

　　旋涂完成后，許秋找到陳婉清，請(qǐng)教接下來(lái)的實(shí)驗(yàn)操作。

　　學(xué)姐拿出實(shí)驗(yàn)記錄本，一邊寫寫畫畫，一邊講解教學(xué)：

　　“我們最終要得到的是多層結(jié)構(gòu)的太陽(yáng)能電池器件，比如現(xiàn)在做的這個(gè)體系，正結(jié)構(gòu)就是Glass/ITO/PEDOT:PSS/P3HT:PC[60]BM：PC[70]BM/Ca/Al。

　　共有六層結(jié)構(gòu)，層與層之間用“/”分隔，“：”則表示該層是由兩種或以上物質(zhì)共混。

　　那么，你這幾天下來(lái)做的工作就是：

　　首先，清洗具有ITO圖案的玻璃基片，得到Glass/ITO部分；

　　然后，旋涂PEDOT:PSS溶液和有效層，得到PEDOT:PSS/P3HT:PC[60]BM：PC[70]BM部分；

　　最后一步，也就是接下來(lái)要做的，是采用真空鍍膜方法，將鈣和鋁蒸鍍至基片上，得到Ca/Al部分。

　　真空鍍膜法，原理是在真空條件下，加熱靶材，使之氣化，靶材形成的氣態(tài)分子會(huì)在艙體內(nèi)運(yùn)動(dòng)，最終均勻沉積在樣品表面，形成薄膜。

　　我們采用的加熱方法有兩種，一種是束源爐加熱，另一種是鎢絲加熱。

　　蒸鍍的操作比較繁瑣，有很多細(xì)節(jié)需要注意，所以我來(lái)親自指導(dǎo)你。”

　　“好的，學(xué)姐?！痹S秋道。

　　…………

　　兩人做好防護(hù)，進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室。

　　許秋先將旋涂好的基片，從手套箱中拿出，然后迅速轉(zhuǎn)移至裝有蒸鍍裝置的手套箱中。

　　這個(gè)手套箱外接有三只橡膠手套，同時(shí)只能進(jìn)入一個(gè)人。

　　于是，許秋進(jìn)入箱內(nèi)，學(xué)姐則在外面。

　　箱體內(nèi)主要有兩臺(tái)大型設(shè)備，左邊的是蒸鍍裝置。

　　蒸鍍艙的艙體是由厚重的鋼板所制，艙門用軌道連接在艙體上。

　　許秋將艙門朝右邊推開，推著還蠻沉的。

　　他好奇道：“學(xué)姐，這套設(shè)備也不便宜吧。”

　　“整套設(shè)備差不多20萬(wàn)吧，包括蒸鍍艙、分子泵、循環(huán)水系統(tǒng)、總控制臺(tái)，是找沈羊一家專門做真空設(shè)備的公司訂做的。

　　他們公司離這邊比較遠(yuǎn)，所以弄壞的話修起來(lái)也麻煩，上次循環(huán)水出了故障，他們過(guò)來(lái)修，路費(fèi)就要了五千?！标愅袂?。

　　“學(xué)姐怎么知道的這么清楚？”許秋疑惑道。

　　“因?yàn)閷W(xué)校要統(tǒng)計(jì)實(shí)驗(yàn)室的固定資產(chǎn)，價(jià)格超過(guò)1000元的都要統(tǒng)計(jì)上報(bào)。實(shí)驗(yàn)室雖然是魏老師管，但所有權(quán)是歸國(guó)家的，因?yàn)樯暾?qǐng)的科研經(jīng)費(fèi)是國(guó)家出的。除非是老板自掏腰包或者企業(yè)出錢，那就另說(shuō)。”陳婉清道。

　　許秋點(diǎn)點(diǎn)頭，開始打量艙體內(nèi)部。

　　下面有四個(gè)圓柱體形狀的爐子，應(yīng)該是束源爐。

　　四個(gè)束源爐旁邊有兩個(gè)金屬平臺(tái)，每個(gè)平臺(tái)上面都有一塊金屬板，大概六厘米長(zhǎng)，三厘米寬，一厘米厚，金屬板通過(guò)六角螺絲與平臺(tái)連接，中間有一定的縫隙。

　　“學(xué)姐，這個(gè)是干什么用的？”許秋指著平臺(tái)問(wèn)道。

　　“這個(gè)是電流加熱裝置，將用鎢絲制成的簍，放在兩個(gè)平臺(tái)間，用金屬板壓住鎢簍兩端，通電流對(duì)鎢簍加熱，可達(dá)到很高的溫度，使其內(nèi)部靶材氣化，進(jìn)行蒸鍍?！标愅袂宓?。

　　許秋繼續(xù)看向艙體，中間部分有一探頭狀的物體，像個(gè)吊燈一樣懸掛在束源爐和平臺(tái)的上方。

　　學(xué)姐順著許秋的目光看去，主動(dòng)介紹道：

　　“這個(gè)是晶振裝置，探頭處裝有晶振片，用來(lái)實(shí)時(shí)檢測(cè)蒸鍍的薄膜厚度。它的位置一定不能亂動(dòng)，因?yàn)楝F(xiàn)在的參數(shù)是已經(jīng)標(biāo)定過(guò)的，如果移動(dòng)了它的位置，對(duì)膜厚的檢測(cè)結(jié)果就不標(biāo)準(zhǔn)了。此外晶振片也是有壽命的，所以需要定期更換晶振片，并重新標(biāo)定厚度?！?p>　　艙體最上面是一塊大的圓形金屬擋板，以及一個(gè)可以旋轉(zhuǎn)的樣品臺(tái)。

　　“上面這個(gè)肯定是樣品臺(tái)了，為什么下面要加裝一塊金屬擋板呢？”許秋問(wèn)道。

　　“這塊金屬擋板叫做樣品擋板，當(dāng)他處于開啟狀態(tài)時(shí)，可以有效阻擋氣體分子沉積在樣品表面。因此，我們可以利用它，控制蒸鍍的開始和結(jié)束時(shí)間，得到精確的厚度?！标愅袂宓?。

　　將艙內(nèi)情況了解完畢后，許秋開始做蒸鍍前的準(zhǔn)備工作。

　　兩批基片的器件結(jié)構(gòu)不同，需要分兩次進(jìn)行蒸鍍。

　　第一批是正常結(jié)構(gòu)，也就是蒸鍍鈣和鋁。

　　許秋首先在鎢簍中裝滿99.995%純度的鋁錠，然后讓學(xué)姐幫忙打開鈣束源爐的擋板。

　　擋板的開關(guān)是數(shù)控的，需要在手套箱外的總控臺(tái)操作。

　　打開擋板后，他取出束源爐內(nèi)部的陶瓷坩堝，將上次使用后剩余的殘?jiān)钩?，再加入兩勺新?9.995%純度的鈣粉末。

　　陶瓷坩堝是特質(zhì)的，可以至少承受1000攝氏度以上的高溫，且十分穩(wěn)定，不會(huì)與靶材反應(yīng)，產(chǎn)生雜質(zhì)。

　　完成后，他讓學(xué)姐關(guān)閉束源爐擋板。

　　最后，他將一片片基片正面朝下放置在樣品支架上，再將樣品支架放回樣品臺(tái)。

　　“學(xué)姐，沒(méi)有問(wèn)題吧，可以關(guān)艙門了嗎?！痹S秋看向陳婉清。

　　“嗯嗯。”陳婉清點(diǎn)點(diǎn)頭。

　　許秋將艙門從右往左推回原位，然后旋轉(zhuǎn)艙門上下的兩個(gè)旋鈕，直至無(wú)法轉(zhuǎn)動(dòng)為止。

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　　許秋離開手套箱，和學(xué)姐一同來(lái)到總控臺(tái)，因?yàn)槭Ｏ碌牟僮髦饕诳偪嘏_(tái)完成。

　　總控臺(tái)接近兩米高，由十幾個(gè)模塊拼接而成，一共有30多個(gè)控制按鈕。

　　“旁邊有操作說(shuō)明，嚴(yán)格按照說(shuō)明來(lái)做就行?！标愅袂宓?。

　　許秋拿起《真空鍍膜儀使用說(shuō)明》翻看，只有兩頁(yè)A4紙，并沒(méi)有想象中的多。

　　他表面上在看說(shuō)明書，實(shí)則在心中查看系統(tǒng)。

　　系統(tǒng)已經(jīng)將學(xué)姐的技能復(fù)制了，可以看到每步操作的細(xì)節(jié)，所以文字版的說(shuō)明書意義已然不大。

　　“我看完了?！痹S秋道。

　　“這么快？”陳婉清道：“行，那你來(lái)操作吧，有什么問(wèn)題我會(huì)提醒你的?！?p>　　第一步是打開循環(huán)水系統(tǒng)和空氣泵。

　　前者用來(lái)冷卻分子泵，而后者用來(lái)推動(dòng)樣品擋板。

　　許秋找到位于總控臺(tái)后面的循環(huán)水裝置，按下綠色的啟動(dòng)鍵，便聽到儀器發(fā)出嗡鳴聲，仔細(xì)聽的話還有水流聲。

　　然后，他走到空氣泵旁邊。

　　空氣泵上有一個(gè)橙紅色的瓶蓋大小的開關(guān)，需要拉起來(lái)，才能啟動(dòng)機(jī)器。

　　許秋試著向上拉，開關(guān)卻紋絲不動(dòng)，他也不敢太用力，便說(shuō)道：

　　“學(xué)姐，怎么弄?！?p>　　“用力弄啊?！?p>　　“砰！”