第四十三章 摸索蚀刻条件
院系将保研夏令营的时间确定在了7月27号和28号。
这样的安排是考虑到了外校的保研生,他们会在27号来到学校,然后院系会带着他们逛一逛魔都综合大学的校园,晚上还安排了外滩游。
本校保研学生也可以报名参与27号的游玩活动。
不过,许秋没打算去凑这个热闹,虽然他不是魔都本地人,但大学三年,外滩也是去了三次之多。
28号,院系会组织所有保研生进行面试。
之后,院系会单独联系每个学生,确认每个学生的保研意向,是学术硕士、专业硕士还是直博。
最终,在下一学期初公示拟录取名单。
而课题组放假的时间是8月1号到8月14号,一共两周。
如果车票或者机票不好买,也可以和魏老师讲,提前或延后几天。
而像是许秋这样大三实习的本科生,暑假即使不去实验室做实验,也是可以的。
但许秋最终还是决定只过两周的暑假,按照实验室的时间来安排自己的假期。
…………
考完试后,许秋在寝室中休息了几天。
在此期间,他暂停了模拟实验室的使用。
他觉得虽然模拟实验室比较方便,但从它现在的功能上来看,把积分花在这里的性价比还是有些低了。
不如等之后权限等级提高,解锁新功能后然后再用。
待到7月15号,周二,许秋重返实验室。
实验室内,段云仍在埋头码字写论文,吴菲菲在论文投递之后,开始做起了实验,陈婉清也在做基于PTB7-TH的器件。
两个手套箱变得忙碌了起来。
好在,许秋目前准备做柔性衬底的项目,需要先解决ITO蚀刻的问题,暂时不需要用到手套箱。
“许秋,考完试了呀,考的怎么样?”陈婉清道。
“还行吧,这学期绩点变化应该不大,”许秋道:“学姐呢,最近实验做的还顺利吗?”
“多亏了你的提醒,现在基于PTB7-TH的器件,效率已经能做到10%了,”陈婉清道:
“最近我在想怎么搞点新意出来,毕竟这体系已经被研究者们报道过很多次了,光靠这个10%的效率也发不了文章。
昨天组会上,吴菲菲提了一个想法,我觉得或许可以,就是把她做的钙钛矿材料和我的结合在一起,我看其他人没有做过这种的,毕竟钙钛矿材料才刚刚兴起不久。”
“但现在还没有找到合适的切入点,学弟有没有什么想法呀?”陈婉清一脸的期待。
“为什么问我啊,我又没做过钙钛矿。”许秋哭笑不得。
“之前P3HT的喷涂法、PTB7-TH的热涂法和添加剂,都是靠你想出来的呀。”陈婉清道。
“所以你就想来我这边碰碰运气吗?”许秋道。
“嗯嗯。”陈婉清点点头。
“好吧,让我想想。”
许秋有点头疼,之前的两次,一次是靠系统五阶推演得到的,另一次是自己提前做了实验,摸清了实验条件,现在面临的却是一个完全陌生的领域,还要他提意见。
不过他还是认真的思考,有机光伏器件主要由电极、传输层、有效层组成,新加入的钙钛矿材料肯定不是做电极的,那么就是做传输层或有效层。
想到这里,许秋问道:“钙钛矿材料是做传输层还是有效层呢?”
“当然是有效……”陈婉清顿了一下,忽然说道:“对哦,可以用钙钛矿做传输层,找一种宽禁带宽度的钙钛矿材料,基本不吸收可见光的那种。”
“学弟,你这个想法好啊,我等下去和吴菲菲讨论下。”陈婉清激动道。
“我就是随口一提。”许秋有些尴尬道。
见学姐沉浸于刚刚得到灵感之中,他主动告退:“学姐加油哈,我要去试试蚀刻PEN基片了。”
“好呀,你去忙吧。”
…………
进入实验室,许秋首先拿出一整卷PEN基片。
然后用ITO玻璃基片为模板,剪出十几片和玻璃基片同等大小的PEN基片。
撕掉PEN基片上的保护膜后,可以看到其表面有一层泛着蓝紫色光泽的ITO薄膜。
接下来的问题是,怎么得到特定的ITO图案。
蚀刻液是无差别攻击的,那么想要获得特定的图案,就必须将部分ITO保护起来。
许秋首先想到的方法是,将图案部分用胶布贴好,然后将基片浸泡至蚀刻液中。
他到工具箱拿出3M电工胶带、封箱带、还有一种乳白色未知品牌的胶布,而双面胶、泡泡胶等直接被排除在外。
将三种胶布分别在裁剪好的PEN基片上贴出图案。
随后,许秋去试剂柜中取出浓盐酸和锌粉,来到实验室内的迷你通风橱旁,
打开通风橱的排风系统,准备配制蚀刻液。
国药的浓盐酸浓度是12摩尔每升,需要先稀释到2摩尔每升,也就是2M,才可以使用。
这个浓度不需要特别精确,所以他直接取来一次性滴管进行操作。
先吸取2毫升浓盐酸,加入至一个20毫升容积的离心管中,然后缓慢滴加10毫升的去离子水,混合均匀,便得到了2M浓度的稀盐酸。
然后,许秋拿出三个一次性塑料杯,分别倒入适量的2M稀盐酸,铺满塑料杯的杯底。
他没有立刻倒入锌粉,而是先把PEN基片放入塑料杯中,稀盐酸刚好可以没过基片。
等待了一分钟,许秋夹起一片基片,发现上面的ITO薄膜没有被蚀刻的痕迹。
此过程中,三杯溶液也没有发生任何变化。
看来,不加入锌粉是无法蚀刻的。
许秋将那片基片放回杯子,接着在每个杯子中舀入两勺锌粉。
锌粉遇到盐酸立刻发生反应生成氢气,冒出大量的气泡。
同时,盐酸中氯化氢分子的气味也散发出来,许秋闻到后急忙将通风橱的门拉了下来。
两分钟后,反应几乎停止,杯中不再有气泡产生。
许秋再次打开通风橱,用去离子水洗瓶冲洗PEN基片。
然而,他发现部分的胶布已经脱落,盐酸渗透进入胶布区域,导致胶布下方被保护的ITO也被蚀刻。
相较而言,3M电工胶带的保护能力最强,但仍有部分酸液渗入。
实验失败。
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这样的安排是考虑到了外校的保研生,他们会在27号来到学校,然后院系会带着他们逛一逛魔都综合大学的校园,晚上还安排了外滩游。
本校保研学生也可以报名参与27号的游玩活动。
不过,许秋没打算去凑这个热闹,虽然他不是魔都本地人,但大学三年,外滩也是去了三次之多。
28号,院系会组织所有保研生进行面试。
之后,院系会单独联系每个学生,确认每个学生的保研意向,是学术硕士、专业硕士还是直博。
最终,在下一学期初公示拟录取名单。
而课题组放假的时间是8月1号到8月14号,一共两周。
如果车票或者机票不好买,也可以和魏老师讲,提前或延后几天。
而像是许秋这样大三实习的本科生,暑假即使不去实验室做实验,也是可以的。
但许秋最终还是决定只过两周的暑假,按照实验室的时间来安排自己的假期。
…………
考完试后,许秋在寝室中休息了几天。
在此期间,他暂停了模拟实验室的使用。
他觉得虽然模拟实验室比较方便,但从它现在的功能上来看,把积分花在这里的性价比还是有些低了。
不如等之后权限等级提高,解锁新功能后然后再用。
待到7月15号,周二,许秋重返实验室。
实验室内,段云仍在埋头码字写论文,吴菲菲在论文投递之后,开始做起了实验,陈婉清也在做基于PTB7-TH的器件。
两个手套箱变得忙碌了起来。
好在,许秋目前准备做柔性衬底的项目,需要先解决ITO蚀刻的问题,暂时不需要用到手套箱。
“许秋,考完试了呀,考的怎么样?”陈婉清道。
“还行吧,这学期绩点变化应该不大,”许秋道:“学姐呢,最近实验做的还顺利吗?”
“多亏了你的提醒,现在基于PTB7-TH的器件,效率已经能做到10%了,”陈婉清道:
“最近我在想怎么搞点新意出来,毕竟这体系已经被研究者们报道过很多次了,光靠这个10%的效率也发不了文章。
昨天组会上,吴菲菲提了一个想法,我觉得或许可以,就是把她做的钙钛矿材料和我的结合在一起,我看其他人没有做过这种的,毕竟钙钛矿材料才刚刚兴起不久。”
“但现在还没有找到合适的切入点,学弟有没有什么想法呀?”陈婉清一脸的期待。
“为什么问我啊,我又没做过钙钛矿。”许秋哭笑不得。
“之前P3HT的喷涂法、PTB7-TH的热涂法和添加剂,都是靠你想出来的呀。”陈婉清道。
“所以你就想来我这边碰碰运气吗?”许秋道。
“嗯嗯。”陈婉清点点头。
“好吧,让我想想。”
许秋有点头疼,之前的两次,一次是靠系统五阶推演得到的,另一次是自己提前做了实验,摸清了实验条件,现在面临的却是一个完全陌生的领域,还要他提意见。
不过他还是认真的思考,有机光伏器件主要由电极、传输层、有效层组成,新加入的钙钛矿材料肯定不是做电极的,那么就是做传输层或有效层。
想到这里,许秋问道:“钙钛矿材料是做传输层还是有效层呢?”
“当然是有效……”陈婉清顿了一下,忽然说道:“对哦,可以用钙钛矿做传输层,找一种宽禁带宽度的钙钛矿材料,基本不吸收可见光的那种。”
“学弟,你这个想法好啊,我等下去和吴菲菲讨论下。”陈婉清激动道。
“我就是随口一提。”许秋有些尴尬道。
见学姐沉浸于刚刚得到灵感之中,他主动告退:“学姐加油哈,我要去试试蚀刻PEN基片了。”
“好呀,你去忙吧。”
…………
进入实验室,许秋首先拿出一整卷PEN基片。
然后用ITO玻璃基片为模板,剪出十几片和玻璃基片同等大小的PEN基片。
撕掉PEN基片上的保护膜后,可以看到其表面有一层泛着蓝紫色光泽的ITO薄膜。
接下来的问题是,怎么得到特定的ITO图案。
蚀刻液是无差别攻击的,那么想要获得特定的图案,就必须将部分ITO保护起来。
许秋首先想到的方法是,将图案部分用胶布贴好,然后将基片浸泡至蚀刻液中。
他到工具箱拿出3M电工胶带、封箱带、还有一种乳白色未知品牌的胶布,而双面胶、泡泡胶等直接被排除在外。
将三种胶布分别在裁剪好的PEN基片上贴出图案。
随后,许秋去试剂柜中取出浓盐酸和锌粉,来到实验室内的迷你通风橱旁,
打开通风橱的排风系统,准备配制蚀刻液。
国药的浓盐酸浓度是12摩尔每升,需要先稀释到2摩尔每升,也就是2M,才可以使用。
这个浓度不需要特别精确,所以他直接取来一次性滴管进行操作。
先吸取2毫升浓盐酸,加入至一个20毫升容积的离心管中,然后缓慢滴加10毫升的去离子水,混合均匀,便得到了2M浓度的稀盐酸。
然后,许秋拿出三个一次性塑料杯,分别倒入适量的2M稀盐酸,铺满塑料杯的杯底。
他没有立刻倒入锌粉,而是先把PEN基片放入塑料杯中,稀盐酸刚好可以没过基片。
等待了一分钟,许秋夹起一片基片,发现上面的ITO薄膜没有被蚀刻的痕迹。
此过程中,三杯溶液也没有发生任何变化。
看来,不加入锌粉是无法蚀刻的。
许秋将那片基片放回杯子,接着在每个杯子中舀入两勺锌粉。
锌粉遇到盐酸立刻发生反应生成氢气,冒出大量的气泡。
同时,盐酸中氯化氢分子的气味也散发出来,许秋闻到后急忙将通风橱的门拉了下来。
两分钟后,反应几乎停止,杯中不再有气泡产生。
许秋再次打开通风橱,用去离子水洗瓶冲洗PEN基片。
然而,他发现部分的胶布已经脱落,盐酸渗透进入胶布区域,导致胶布下方被保护的ITO也被蚀刻。
相较而言,3M电工胶带的保护能力最强,但仍有部分酸液渗入。
实验失败。
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