第四十四章 臨時(shí)想到的偽裝計(jì)劃
許秋將蝕刻失敗的基片處理掉,開始思考失敗的原因。
一方面可能是蝕刻時(shí)間過長(zhǎng);
另一方面可能是膠布與基片之間存在有氣泡,或者它們的間隙過大。
再次實(shí)驗(yàn)。
許秋又取來三片PEN基片,用3M電工膠布貼好圖案后,反復(fù)用鑷子按壓膠布的所在部位,使之與基片盡量貼合。
然后,他在三個(gè)新的一次性塑料杯中加入稀鹽酸,并倒入兩勺鋅粉。
等待五秒鐘后,他將三片基片各自放入一個(gè)塑料杯中,同時(shí)按下秒表。
每隔40秒鐘,撈出一片基片,隨后用去離子水沖洗干凈,撕下上面貼有的3M電工膠布。
許秋通過肉眼觀察,蝕刻時(shí)間為40秒、80秒的基片,均得到了完好的圖案。
而蝕刻時(shí)間為120秒的基片,ITO圖案的邊緣有被酸液腐蝕的痕跡,不過相較于上一次實(shí)驗(yàn),痕跡變得不明顯。
這說明將膠布與基片緊密貼合,對(duì)于防止酸液滲入膠布下面起到了一定的作用。
肉眼可能會(huì)騙人,為了確保蝕刻成功,許秋從工具箱中取出萬用表,測(cè)量基片上被蝕刻部位的導(dǎo)通情況。
將萬用表調(diào)至導(dǎo)通模式,如果兩個(gè)紅黑表筆之間的電阻很小,萬用表就會(huì)發(fā)出“滴”的聲音。
經(jīng)過檢測(cè),三個(gè)基片被蝕刻部位都是不導(dǎo)通的,而ITO本身是良好的導(dǎo)體,這表明裸露在外的ITO成功被蝕刻。
因此,蝕刻時(shí)間為40秒和80秒的條件都是可行的。
許秋最終選擇了一個(gè)中間值,蝕刻1分鐘。
…………
摸索好實(shí)驗(yàn)條件后,許秋制備了12片圖案化的PEN/ITO基片。
雖然中途有一片因?yàn)槟z布沒有粘牢而失敗了,但是不影響大局。
隨后,他用異丙醇清洗基片,接著用氮?dú)鈽尨蹈?,裝入培養(yǎng)皿中。
接下來的旋涂操作,許秋又遇到了新的問題。
PEN基片無法被勻膠機(jī)上方的平臺(tái)吸牢,在高速旋轉(zhuǎn)的過程中,基片有時(shí)會(huì)直接飛出去。
許秋想了想,將PEN基片貼在了與之同等大小的玻璃片上,然后再進(jìn)行旋涂。
順利解決問題。
涂好PEDOT:PSS后,許秋將基片上的玻璃片取下,然后在100攝氏度下退火,擦片。
之后,他又重新在基片上貼好玻璃片,傳入旋涂的手套箱內(nèi)。
陳婉清看到后,好奇問道:“許秋,這是什么,玻璃片上貼著……PEN基片嗎?”
“沒錯(cuò),我已經(jīng)找到蝕刻PEN基片的方法了,濕法蝕刻,用3M膠布貼好,控制好時(shí)間就行了,”許秋道:
“下面貼一塊玻璃是為了方便旋涂。”
“好呀,等下準(zhǔn)備涂什么有效層???”陳婉清道。
“學(xué)姐給我點(diǎn)PTB7-TH的溶液用用唄,還有旋涂方法也告訴我吧?!痹S秋道。
“溶液在加熱攪拌臺(tái)上,應(yīng)該還有500微升,足夠你用了,”陳婉清道:
“實(shí)驗(yàn)條件的話,我等下寫在便簽紙上給你,現(xiàn)在快吃午飯了,等吃完飯回來再做實(shí)驗(yàn)吧?!?p> …………
下午,還不到一點(diǎn)鐘,許秋便拿著學(xué)姐的便簽紙,進(jìn)入手套箱中。
沒辦法,旋涂的手套箱可是香餑餑,他怕到一點(diǎn)半的時(shí)候搶不到手套箱的使用權(quán)。
許秋看了一眼學(xué)姐的實(shí)驗(yàn)條件:
“氯苯溶劑,15毫克每毫升,給受體比例1:1,2000轉(zhuǎn)速,0.5%體積分?jǐn)?shù)的DIO,不退火。”
可以直接拿來使用,只需要調(diào)控一下轉(zhuǎn)速即可。
溶液在放置和使用過程中,因?yàn)槿軇]發(fā)等原因,其濃度是會(huì)改變的。
通常是溶液配制的時(shí)間越久,它的濃度越高,對(duì)應(yīng)的最佳轉(zhuǎn)速也會(huì)越來越高。
因此,一般情況下,一個(gè)溶液都會(huì)做多個(gè)轉(zhuǎn)速,來補(bǔ)償溶液濃度變化帶來的影響。
這次做器件只是初步嘗試,許秋沒打算將十二片基片全部用掉。
他決定只用四片,其中兩片涂PTB7-TH:PC[70]BM溶液,另外兩片用之前的P3HT:PC[60]BM溶液。
P3HT的那兩片操作稍微復(fù)雜一些,因?yàn)樯婕暗綗嵬嘶鸷腿軇┩嘶稹?p> 退火溫度需要控制在100攝氏度,同時(shí)退火期間也要把下面粘著的玻璃片取下。
…………
將旋涂完成的四片基片放入蒸鍍艙體,做好蒸鍍準(zhǔn)備工作,開始抽真空。
許秋看到旋涂手套箱暫時(shí)沒有人在使用,便打算按照自己之前在模擬實(shí)驗(yàn)室中摸索出來的最佳條件配制一個(gè)溶液。
20毫克每毫升,給受體比例1:1.3,0.7%體積分?jǐn)?shù)的DIO+氯苯溶劑的PTB7-TH:PC[70]BM溶液,一毫升。
溶液剛配完,許秋正在瓶身上做標(biāo)記,陳婉清就湊了過來。
“你在配溶液?jiǎn)幔琍TB7-TH的?”陳婉清問道。
“是啊。”許秋道。
陳婉清點(diǎn)點(diǎn)頭,沒有多問:“你還要多久好?!?p> “我已經(jīng)好了,學(xué)姐需要我?guī)兔??”許秋問道。
“不用啦,我自己來吧,我要配個(gè)鈣鈦礦的溶液?!?p> …………
許秋蒸鍍完鈣和鋁電極后,測(cè)試器件性能。
拿起第一片,是基于PTB7-TH的器件。
效率6.77%。
還不錯(cuò),這個(gè)數(shù)值至少說明電池器件是正常工作的。
許秋對(duì)這個(gè)器件效率的心理預(yù)期是5%以上,因?yàn)橹皇切?nèi)的項(xiàng)目,數(shù)據(jù)上只要看的過去就可以了,不需要特別追求高效率。
畢竟校內(nèi)項(xiàng)目的本意,主要是為了培養(yǎng)學(xué)生的科研思維,對(duì)于成果的產(chǎn)出并不看重,當(dāng)然了,如果有成果自然是好的。
第二片,最高值6.92%,略有提高,不過沒有突破7%。
接著,他又測(cè)試兩片P3HT的器件,最高值為4.13%。
總體來講,相比于玻璃基片,PEN基片的電池器件性能并沒有下降的太嚴(yán)重。
全部測(cè)試完,時(shí)間已經(jīng)五點(diǎn)多了,今天顯然是來不及再做一批器件了。
這時(shí),許秋突然想到,自己配置的溶液是直接按照最優(yōu)條件的,到時(shí)候直接用起來可不好解釋,因此需要偽裝一下。
來到手套箱,里面的人是陳婉清。
“學(xué)姐,我來配溶液了,”許秋道:
“我剛才看過你的實(shí)驗(yàn)記錄本,里面沒有對(duì)溶液濃度和給體受體比例進(jìn)行調(diào)控。
我想試著摸一摸這方面的最優(yōu)條件,打算多配幾組溶液,每組只配200微升,也不會(huì)太費(fèi)原料?!?p> “好呀,我馬上好,等我五分鐘?!标愅袂鍥]多想就直接同意了。