第三十九章 載流子遷移率

　　周日。

　　許秋來到實驗室。

　　段云正戴著耳機專心碼字，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，估計一周之內(nèi)就能到?！?p>　　“大面積的基底，”許秋問道：“指的是一整張10平方米面積的PEN基底，上面均勻鍍有ITO嗎？”

　　“沒錯?！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。”陳婉清道。

　　“好吧，我明白了，”許秋道：“那學(xué)姐有現(xiàn)成的蝕刻條件嗎？”

　　“好像沒有哦?！标愅袂逋犷^想了想道。

　　“好像？”許秋在心里嘀咕了一句，說道：“好吧，那我找找看?！?p>　　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)的實驗信息部分，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，現(xiàn)在PEN/ITO基片還沒有到，他只能先把這個方法記下，然后向陳婉清匯報：

　　“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^頭，看了看許秋的電腦。

　　“我想起來了，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，陳婉清小聲說道：

　　“如果我說我剛剛真的沒想起來，你會相信嗎？”

　　“我信?！痹S秋無奈的攤攤手。

　　…………

　　今天沒有實驗做，許秋在實驗室里逛了一圈，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)，整個實驗室里，除了電化學(xué)工作站外，僅有一臺儀器是他還沒有用過的。

　　那臺儀器，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。

　　考慮到下周開始考試周后，他有近一個月時間不來實驗室，許秋決定今天把這臺儀器搞定了。

　　于是，他找到陳婉清。

　　“學(xué)姐，實驗室里那臺儀器是干什么用的呢，可以教我嗎？”

　　“那一臺呀，是用來測試CELIV和TOF的，”陳婉清道：“主要是田晴在使用，她的畢業(yè)設(shè)計就是做這個的。

　　不過，當(dāng)初魏老師也把測試方法教給了其他人，我也會操作，只是數(shù)據(jù)分析方面就不太行了。

　　兩臺儀器主要是用來表征電池器件中載流子的輸運情況，是比較偏向于理論研究的。

　　通過建立模型、擬合數(shù)據(jù)，據(jù)說可以得到很多電荷輸運動力學(xué)的信息。

　　但我現(xiàn)在只會簡單的計算載流子遷移率。

　　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在器件中移動的速率，通常是越快越好。

　　這儀器在我學(xué)會后就一直沒用過，要不是你提醒，我都想不到可以測試一下這個?！?p>　　“在測試前，我先給你看個寶貝?！标愅袂迳衩氐?。

　　“寶貝？”許秋疑惑的跟著學(xué)姐，她的行進(jìn)方向是一個儲物柜。

　　陳婉清從儲物柜中取出一個黑色的方形紙盒，示意許秋打開。

　　許秋打開后，發(fā)現(xiàn)里面裝著兩個黑色的拉鏈盒。

　　從外觀看，不會是眼鏡盒吧？

　　他拉開盒子的拉鏈。

　　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>　　許秋勉強擠出一個笑容回應(yīng)。

　　二人戴好護(hù)目鏡后，來到儀器旁，陳婉清介紹道：

　　“這臺儀器主要由三部分組成，激光光源、信號發(fā)生器、示波器，因為沒有電腦，所以需要提前插一個U盤，數(shù)據(jù)會自動存儲在U盤中。

　　測試方法很簡單，先將樣品裝入樣品托，然后將樣品托連接信號發(fā)生器和示波器，設(shè)置好參數(shù)后，啟動激光、信號發(fā)生器，示波器就會顯示電流隨時間變化的波形。

　　第一種測試手段，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，因為我們關(guān)心的是電荷遷移率，所以主要考察電流信號產(chǎn)生峰值的時間。

　　時間越短，就表明載流子運動的越快，遷移率就越高。

　　在計算公式中，遷移率與時間的負(fù)二次方成正比。

　　這種方法得到的遷移率無法區(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’的時間足夠長。

　　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法通過的材料。

　　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。

　　原理上和CELIV類似，不過采用的是恒定電壓，主要考察電流信號開始衰減時的時間。

　　因為阻擋層的存在，可以分別測試電子和空穴，兩種載流子各自的遷移率。

　　我們現(xiàn)在沒有能夠用來測試TOF的器件，所以今天只測試CELIV?！?p>　　儀器的參數(shù)都是默認(rèn)設(shè)置好的，操作也不難，陳婉清示范過后，許秋將另外的五組體系也測試完畢。