陈婉清讲解道:“机械泵,最多只能将舱内压强降至零点几帕,必须使用分子泵才能将压强降低至十的负五次方帕这个数量级,从而达到蒸镀实验所需的最低真空度要求。
分子泵只能在低压强下使用。所以在压强大于20帕时,采用超真空挡板阀,阻隔分子泵和蒸镀舱连接;当压力低于20帕时将其关闭,再使分子泵和蒸镀舱连通。
分子泵启动后,还需要较长的时间,才能使蒸镀舱内压强达到1E-5级别。
这个时间在半小时至一个半小时之间。
如果一个半小时过后仍无法达到这个真空度,通常有两种情况。
一种是体系气密性不好,比如在关舱门时,门缝处夹了一个塑料袋;
另一种情况是舱体内蒸镀残留物过多,需要清理。”
虽然系统里也有影像资料供许秋学习,但他觉得还是听学姐讲解更好一些。
主要是两个人站一起,一直不互动也蛮尴尬的。
……
一小时后。
真空计示数达到5.2E-5帕,升温程序也进入第二阶段,一切正常。
十二分钟后。
温度示数达到400摄氏度,膜厚仪显示的实时蒸镀速率,在-0.01至0.01埃每秒之间波动,膜厚显示仍为0.00埃。
三分钟后。
温度示数继续增加,直至480摄氏度左右,蒸镀速率开始在0.00至0.03埃每秒之间波动。
当温度达到520摄氏度后,蒸镀速率维持在0.20至0.30埃每秒。
许秋先开启样品台旋转,在等待了约十秒钟后,同时打开样品挡板并将膜厚仪的膜厚计数器归零。
钙要蒸镀10纳米的厚度,也就是100埃。
……
待膜厚仪示数达到100埃时,许秋迅速关闭样品挡板。
随后,他将束源炉升温数控装置关闭,让束源炉自然降温。
最后,将膜厚仪的参数改为铝的参数。
……
半小时后。
束源炉的温度降低至77摄氏度。
许秋关闭钙的束源炉挡板,打开电流加热装置。
这个加热装置很简单,就是把电源、钨篓、电位器(类似于滑动变阻器)、保险丝、电流计连在一起,通过调节电位器,便可以改变电路中的电流大小。
许秋缓慢扭动电位器的旋钮,使电流计示数从0逐渐增加至18安培。
当电流达到16安培时,膜厚仪上蒸镀速率开始有了示数。
电流达到18安培后,许秋等待了几秒,然后同时打开样品挡板并清零膜厚仪的膜厚计数器。
蒸镀速率则先是从0.2、0.3迅速提升至3.0,随后迅速回落至1.8,之后缓缓下降至1.7,1.6埃每秒……
电流计的示数也会随着时间变化,忽上忽下。
每当其相较于18的偏离值超过1时,许秋就将其调至18。
铝的厚度要求是100纳米,也就是1000埃。
……
待膜厚仪示数达到1000埃时,许秋迅速按下样品挡板。
然后缓缓扭动电位器,将电流归零。
接着关闭超真空挡板阀,停止分子泵。
等待十分钟后,分子泵转速从27000r.p.m.降至0,关闭其开关。
最后,关闭机械泵,关闭总控台。
…………
“终于结束啦!”许秋长吁了一口气,感慨道。
“这么多操作,居然零失误,厉害呀!”陈婉清赞叹道。
“这都是学姐教的好。”许秋道。
“行啦,别谦虚了,你的科研天赋我心里有数。
想想我当初学蒸镀,可是没少让魏老师头疼,不是忘记开空气泵,就是忘开挡板,甚至还有一次忘记放基片了。”陈婉清道。
听到最后一句,许秋没忍住笑了出来。
看到学姐在瞪着他,他赶紧把笑容收敛住,面色严肃的向手套箱走去。
进入手套箱,许秋旋开舱门上下的旋钮,开始拉舱门。
咦,舱门怎么拉不下来?
琢磨了一会儿,许秋明白了,因为蒸镀结束后,舱体内部还是真空状态。
于是他转头看学姐,可她似乎并没有主动解答的意思。
这么记仇啊。
他只好问道:“学姐,这个怎么弄?”
陈婉清指了指手套箱侧面,说道:
“那边有一个接通氮气瓶的阀门,可以往蒸镀舱内充氮气。”
许秋走过去,轻轻旋开阀门,“嘶嘶”的气流声传来。
10秒后。
20秒后。
30秒后。
没什么动静啊。
“学姐,什么时候停下来呢?”许秋忍不住问道。
“继续放气。”陈婉清面无表情道。
“哦。”
40秒后。
50秒后。
60秒后,正当许秋打算再次发问时。
“砰!”
第二十二章 演戏要演全套
这次的声音,是从旁边的手套箱中传来的,像是有什么重物掉了下来。
见状,陈婉清喊道:“阀门可以关啦。”
许秋淡定的旋紧阀门。
他其实早已做好心理准备,刚才他在试图打开舱门的时候,就注意到舱门其实是悬在半空中的。
因为蒸镀舱内是真空状态,舱内外有压力差,所以舱门才不会掉落下来。现在舱内充满氮气后,内外压强一致,舱门自然就会落到下面的轨道上,并发出撞击声。
他唯一不确定的是,蒸镀层舱内充满氮气所需要的具体时间,毕竟是第一次操作。
不过为了配合学姐,他还是回头装出惊讶的表情。
看着学姐一副阴谋得逞的样子,许秋顺势问道:“学姐,这什么情况啊,不会是仪器坏了吧。”
陈婉清笑着解释道:“蒸镀舱内充满氮气后,舱门就会弹出,刚才是舱门砸到轨道上的声音。”
“原来是这样。”许秋恍然大悟道。
既然演都演了,那便演个全套吧。
…………
许秋进入手套箱,拉开舱门,将样品支架取下,用镊子将支架上的11片基片依次夹出,放入培养皿中。
他随便夹起一片基片观察,发现基片表面上有六道银光闪闪的铝电极。
和生活中见到的铝制品不同,在氮气的氛围内,铝表面不会被氧化,所以从外观上来看和银也相差不大。
“学姐,为什么蒸镀出来的是这样的六道电极呢?”许秋疑惑道。
“因为蒸镀过程中使用了掩模板,”陈婉清解释道:“掩模板是上面有镂空图案的不锈钢片,将它放在样品台的下方,只有在镂空的部位,靶材分子才能够通过,从而在基片上蒸镀得到特定的图案。
至于为什么有六条电极,是因为这一片基片上集成了六个电池器件,每组电极分别对应于一个电池。
简单比喻一下,你伸出左右手的食指,将它们十字交叉,中间会产生一个正方形的重叠部分。
电池器件也是类似的,下方ITO电极和上方的铝电极就像是两根手指,只有它们交叉的地方,才是电池的有效区域。
有效区域的面积必须是确定的,这样我们才能够精确的计算电池器件的光电转换效率。
像我们这种基片,两种电极的宽度均为0.3厘米,所以一个器件的有效面积就是0.09平方厘米。”
突然,陈婉清像是想到了什么,急切的说道:“许秋,你快把基片拿过来,给我看看它的背面。”
许秋不太理解学姐想干什么,但还是照做了。
陈婉清仔细观察基片过后,说道:“再来一片。”
看完后,学姐松了口气,问道:“你放基片的时候,都是朝着同一方向的吗?”
“是啊。”许秋道。
他在放基片的时候,有注意到基片上面ITO的图案是180度对称的,而不是90度对称的。不过他当时也没多想,直接按照系统的影像进行操作。
“那就好啊,”陈婉清道:“基片必须按照特定的方向摆放才行。就像刚才所说的,两种电极十字交叉后,重合部位是电池的有效区域。如果把这批基片旋转90度再蒸镀的话,ITO和铝电极的末端会直接连通,电池就会短路。”
“不对啊,”陈婉清疑惑道:“我没有教过你这些,你是怎么知道的。”
许秋一愣,是啊,自己刚才可是连掩模板都不知道,总不能说是自己分析出来的吧。
既然解释不通,只能编个理由了。
“第一片基片,我当时就是随便放上去的,然后我想着这一批基片也算是一家人,那就要整整齐齐的,所以就索性按照同方向摆了。”许秋感慨道:
“没想到啊,50%的概率还被我撞对了,真是运气好啊。”
“真的是这样嘛?”
“当然了。”
此时。