第十六章 旋涂

　　下午，实验室。

　　刚见到许秋，陈婉清便主动说道：“学弟来了呀，今天我教你旋涂操作吧。”

　　“好啊。”许秋回复道。

　　他心想平常都是他主动找学姐请教的，今天学姐怎么这么热情，不过也没太过在意。

　　闲聊了一会儿，两人穿好实验服，开始工作。

　　【检测到旋涂技能，是否进行记录？】

　　“记录。”

　　“系统，之后遇到与实验相关的技能，可以自动记录吗？”

　　【可以。】

　　…………

　　“旋涂操作主要用到的仪器是匀胶机。

　　首先在基片上滴加溶液，然后利用匀胶机使基片高速旋转，在离心力的作用下，溶液被迅速甩开，溶液中的溶剂挥发，最终形成均匀的固体薄膜。

　　通常，用旋涂法制备得到薄膜的厚度，在几纳米到几百纳米之间。

　　我们实验室现在有两台匀胶机，一台在手套箱内，一台在手套箱外。

　　今天教你三种溶液的旋涂方法，分别是pedot、氧化锌和有效层溶液。

　　首先是pedot，旋涂时要注意……”

　　陈婉清介绍完毕后，说道：“原理和操作方法就是这样子，你还有什么问题吗？”

　　“没问题，我都明白了。”许秋道。

　　“好……那我回去啦，今天下午的时间，应该只够涂好pedot和氧化锌，有效层的话等周日再说吧。”陈婉清道。

　　“嗯嗯。”许秋点点头。

　　他感觉学姐有点奇怪，今天她怎么了？

　　算了，不想了，做实验要紧。

　　…………

　　这几天通过阅读文献，许秋大致了解了有机太阳能电池器件的结构。

　　通常分为正常结构和倒置结构两种。

　　正常结构是玻璃作为基底，上面的ito作为正极材料，然后用旋涂法制备空穴传输层、有效层，最后通过真空镀膜（蒸镀）手段，制备电子传输层和负极材料。

　　倒置结构中，首先是玻璃基底，ito为负极材料，然后用旋涂法制备电子传输层、有效层，最后蒸镀法制备空穴传输层和正极材料。

　　清洗基片、配制溶液、旋涂、真空镀膜，就是制备有机太阳能电池的四大技能，今天学会旋涂后，就只剩下蒸镀了。

　　许秋开启辅助系统，进行实验操作。

　　首先是pedot薄膜的制备。

　　pedot是一种水溶性的聚合物材料，具有高的电导率，为了增加它的溶解性，通常须添加一定比例的聚苯乙烯磺酸盐（pss），因此严格来讲，称之为pedot:pss更为合适。

　　许秋先用氮气枪吹干24片基片，装入两个培养皿中。

　　然后将取下盖子的培养皿，放入臭氧发生器中，处理30分钟。

　　臭氧难以储存，利用臭氧发生器可以将空气中的氧气转化为臭氧。

　　用臭氧处理基片可以增加其表面的浸润性，使液体在旋涂过程中容易停留在基片上，避免得到带有孔洞的薄膜。

　　趁着臭氧处理的间隙，许秋从冰箱的冷藏室中拿出装有pedot水溶液的试剂瓶，用一次性滴管吸取2毫升左右溶液，并转移至4毫升离心管中。

　　然后取出一支1毫升的一次性注射器，去掉针头吸满溶液后，在注射器头部加装0.22微米的水相过滤头。

　　……

　　“什么味道。”

　　许秋突然闻到一股淡淡的鱼腥味。

　　他很快反应过来，应该是臭氧泄露了。

　　因为臭氧的毒性较低，他也没去专门戴个防毒面具，直接提起一口气，走到臭氧发生器旁边。

　　先将仪器停掉，然后开始检查。

　　仪器门关闭的严严实实，仪器后端的橡胶软管也连通着窗户外面。

　　看起来一切正常，那么气味是怎么散出来的呢？

　　难道是那里？

　　许秋心中有了推断，他找到工具箱，从中翻出一卷3m的黑色电工胶布，然后带着胶布返回臭氧发生器。

　　这时臭氧的味道已经逸散的差不多了。

　　他绕到仪器后面的软管处，仔细的一段段检查。

　　果然，有一处橡胶软管因老化而产生了裂纹，而且从断裂痕迹来看，应该是刚断裂不久的。

　　许秋用胶布将裂纹处粘好。

　　再次开启仪器，这次闻不到臭氧的味道了。

　　不过，用胶布粘只是权宜之计，最佳的方法还是更换一根新的橡胶管。

　　于是，许秋喊道：

　　“学姐，臭氧发生器的软管裂开了，我现在先用胶布粘住了，之后需要领用一根新的管子。”

　　“好的，我记下了。”陈婉清道。

　　解决了这个小麻烦后，许秋待臭氧发生器的倒计时结束后，继续实验。

　　他将培养皿从仪器中取出，用镊子夹取一片基片，将基片放在匀胶机的平台上。

　　平台下面有一小孔，连接着真空泵，用来确保在高速旋转过程中，基片不会移动。

　　他设定好匀胶机的参数，转速是3000转每分钟，旋转时间设为60秒。

　　然后用针筒挤出约0.1毫升的pedot溶液到基片中央，再用过滤头的末端拖动液面，使溶液覆盖满整个基片。

　　接着按下启动键，匀胶机自动开启真空泵，并按照预设的参数运行，待平台完全停止转动后，自动关闭真空泵。

　　又是一个类似于超声波清洗仪的傻瓜式机器。

　　许秋用镊子夹起旋涂好的基片，仔细检查，发现旋涂的非常完美，蓝紫色的薄膜覆盖了整个基片，而且薄膜表面光滑，没有孔洞。

　　将基片放回原培养皿，继续夹起下一片。

　　重复旋涂12次后，11片完美，仅有一片略有瑕疵，只涂上了四分之三的面积。

　　许秋将有瑕疵的那片丢入旧基片盒子中。

　　接下来，是热退火步骤。

　　对于pedot:pss薄膜来说，退火的主要作用是除掉其中残留的水分，所以只需要温度比水的沸点稍高即可。

　　许秋将旋涂好的基片连带着培养皿，置于设定温度为130摄氏度的加热台上，然后按下秒表进行计时。

　　一般需要30分钟以上。

　　等待时间较长，许秋回到办公桌，打算喝口水，休息一会儿。

　　突然，旁边的学姐冷不丁的问了一句：“许秋，你对未来有什么打算呀？”

　　许秋差点把喝到嘴里的水喷出来。