第三十九章 載流子遷移率
周日,。
許秋來(lái)到實(shí)驗(yàn)室,。
段云正戴著耳機(jī)專心碼字,,陳婉清則在桌位上整理著紙質(zhì)文獻(xiàn),。
許秋先和段云打了聲招呼,然后走到陳婉清旁邊坐下,。
“學(xué)姐,,PEN基底的事有消息了嗎?”
“嗯嗯,,我聯(lián)系了幾家做光電材料的廠家,,其中一家有現(xiàn)成的PEN基底,”陳婉清道:“不過(guò)他們只做大面積的基底,,最少要買1米乘10米,,我就按最小的規(guī)格買了,估計(jì)一周之內(nèi)就能到,?!?p> “大面積的基底,”許秋問(wèn)道:“指的是一整張10平方米面積的PEN基底,,上面均勻鍍有ITO嗎,?”
“沒(méi)錯(cuò)?!标愅袂宓?。
“可我們用的玻璃基片上ITO是有圖案的啊?!痹S秋道,。
“那么就需要先將大塊的基片裁剪為一平方英寸的小片,然后再把不需要的ITO蝕刻掉,,得到圖案化的ITO基底?!标愅袂宓?。
“好吧,我明白了,,”許秋道:“那學(xué)姐有現(xiàn)成的蝕刻條件嗎,?”
“好像沒(méi)有哦?!标愅袂逋犷^想了想道,。
“好像?”許秋在心里嘀咕了一句,,說(shuō)道:“好吧,,那我找找看,。”
他掏出電腦,,再次翻看那幾篇柔性襯底的文獻(xiàn),。
很快,他就在其中一篇文獻(xiàn)的實(shí)驗(yàn)信息部分,,看到了他們給出的蝕刻ITO的條件:
在2摩爾每升的稀鹽酸中加入鋅粉,,隨后放入ITO基片,與溶液接觸的部分將被蝕刻掉,。
不過(guò),,現(xiàn)在PEN/ITO基片還沒(méi)有到,他只能先把這個(gè)方法記下,,然后向陳婉清匯報(bào):
“學(xué)姐,,我找到ITO的蝕刻方法了?!?p> “這么快就找到啦,,讓我看看?!标愅袂鍦愡^(guò)頭,,看了看許秋的電腦。
“我想起來(lái)了,,這是經(jīng)典的濕法蝕刻方法,,我記得還有一種干法蝕刻……”看到許秋在盯著她看,陳婉清小聲說(shuō)道:
“如果我說(shuō)我剛剛真的沒(méi)想起來(lái),,你會(huì)相信嗎,?”
“我信?!痹S秋無(wú)奈的攤攤手,。
…………
今天沒(méi)有實(shí)驗(yàn)做,許秋在實(shí)驗(yàn)室里逛了一圈,,想看看還有什么自己不熟悉的儀器,。
結(jié)果,他驚奇的發(fā)現(xiàn),,整個(gè)實(shí)驗(yàn)室里,,除了電化學(xué)工作站外,僅有一臺(tái)儀器是他還沒(méi)有用過(guò)的,。
那臺(tái)儀器,,他還依稀有些印象,好像是在田晴的畢業(yè)答辯PPT上出現(xiàn)過(guò),。
考慮到下周開(kāi)始考試周后,,他有近一個(gè)月時(shí)間不來(lái)實(shí)驗(yàn)室,,許秋決定今天把這臺(tái)儀器搞定了。
于是,,他找到陳婉清,。
“學(xué)姐,實(shí)驗(yàn)室里那臺(tái)儀器是干什么用的呢,,可以教我嗎,?”
“那一臺(tái)呀,是用來(lái)測(cè)試CELIV和TOF的,,”陳婉清道:“主要是田晴在使用,,她的畢業(yè)設(shè)計(jì)就是做這個(gè)的。
不過(guò),,當(dāng)初魏老師也把測(cè)試方法教給了其他人,,我也會(huì)操作,只是數(shù)據(jù)分析方面就不太行了,。
兩臺(tái)儀器主要是用來(lái)表征電池器件中載流子的輸運(yùn)情況,,是比較偏向于理論研究的。
通過(guò)建立模型,、擬合數(shù)據(jù),,據(jù)說(shuō)可以得到很多電荷輸運(yùn)動(dòng)力學(xué)的信息。
但我現(xiàn)在只會(huì)簡(jiǎn)單的計(jì)算載流子遷移率,。
在半導(dǎo)體領(lǐng)域,,電子和空穴被稱為載流子,它們的遷移率可以理解為它們?cè)谄骷幸苿?dòng)的速率,,通常是越快越好,。
這儀器在我學(xué)會(huì)后就一直沒(méi)用過(guò),要不是你提醒,,我都想不到可以測(cè)試一下這個(gè),。”
“在測(cè)試前,,我先給你看個(gè)寶貝,。”陳婉清神秘道,。
“寶貝?”許秋疑惑的跟著學(xué)姐,,她的行進(jìn)方向是一個(gè)儲(chǔ)物柜,。
陳婉清從儲(chǔ)物柜中取出一個(gè)黑色的方形紙盒,示意許秋打開(kāi),。
許秋打開(kāi)后,,發(fā)現(xiàn)里面裝著兩個(gè)黑色的拉鏈盒,。
從外觀看,不會(huì)是眼鏡盒吧,?
他拉開(kāi)盒子的拉鏈,。
不出所料,里面裝的是眼鏡,,橙紅色的鏡片像是特殊材質(zhì)制成的,。
“果然,我就不應(yīng)該期待什么,?!痹S秋心想。
“是不是很驚喜,,”陳婉清笑了笑道:“這是護(hù)目鏡,,等下要用到高功率的激光,戴上它就能保護(hù)眼睛不被灼傷,?!?p> 許秋勉強(qiáng)擠出一個(gè)笑容回應(yīng)。
二人戴好護(hù)目鏡后,,來(lái)到儀器旁,,陳婉清介紹道:
“這臺(tái)儀器主要由三部分組成,激光光源,、信號(hào)發(fā)生器,、示波器,因?yàn)闆](méi)有電腦,,所以需要提前插一個(gè)U盤,,數(shù)據(jù)會(huì)自動(dòng)存儲(chǔ)在U盤中。
測(cè)試方法很簡(jiǎn)單,,先將樣品裝入樣品托,,然后將樣品托連接信號(hào)發(fā)生器和示波器,設(shè)置好參數(shù)后,,啟動(dòng)激光,、信號(hào)發(fā)生器,示波器就會(huì)顯示電流隨時(shí)間變化的波形,。
第一種測(cè)試手段,,是線性增壓載流子瞬態(tài)法,也就是CELIV,。
原理上是先給器件一個(gè)短暫的激光脈沖,,有效層吸收激光的光能,在內(nèi)部產(chǎn)生載流子,,然后用一個(gè)線性增大的電壓,,將電子和空穴分別‘掃’至負(fù)極和正極,,便形成了電流。
這種方法中,,波形的電流大小不重要,,因?yàn)槲覀冴P(guān)心的是電荷遷移率,所以主要考察電流信號(hào)產(chǎn)生峰值的時(shí)間,。
時(shí)間越短,,就表明載流子運(yùn)動(dòng)的越快,遷移率就越高,。
在計(jì)算公式中,,遷移率與時(shí)間的負(fù)二次方成正比。
這種方法得到的遷移率無(wú)法區(qū)分電子和空穴,,是它們整體的遷移率,。
另外一種是飛行時(shí)間法,TOF,。
采用這種方法需要制備特別的電池器件,,首先有效層要比較厚,通常在300納米以上為宜,,保證載流子在有效層內(nèi)‘飛行’的時(shí)間足夠長(zhǎng),。
此外,還需要在器件結(jié)構(gòu)中加入電子和空穴的阻擋層,,從字面意思上可以理解,,阻擋層就是電子和空穴幾乎無(wú)法通過(guò)的材料。
通??梢允褂媒^緣體作為阻擋層,,我們一般用氟化鋰,蒸鍍5納米厚度就可以有效的阻擋電子和空穴通過(guò),。
原理上和CELIV類似,,不過(guò)采用的是恒定電壓,主要考察電流信號(hào)開(kāi)始衰減時(shí)的時(shí)間,。
因?yàn)樽钃鯇拥拇嬖?,可以分別測(cè)試電子和空穴,兩種載流子各自的遷移率,。
我們現(xiàn)在沒(méi)有能夠用來(lái)測(cè)試TOF的器件,,所以今天只測(cè)試CELIV?!?p> 儀器的參數(shù)都是默認(rèn)設(shè)置好的,,操作也不難,陳婉清示范過(guò)后,許秋將另外的五組體系也測(cè)試完畢,。