top of page

應用於鈣鈦礦科技的蒸鍍製程正快速崛起

已更新:2023年9月28日

在現代科技的領域中,材料蒸鍍技術正以驚人的速度發展,應用範圍遍及OLED顯示器、太陽能電池和其他高端製程,本文將深入探討蒸鍍技術的各個方面,從蒸鍍方法的分類到應用案例的介紹。


蒸鍍主要分為兩大類:


熱蒸鍍 (Thermal Evaporation):這種方法廣泛用於製備OLED顯示器所需的有機材料、鈣鈦礦等鹵化物,以及低熔點金屬等<1000℃的材料。這種方法是蒸鍍技術的常見應用,特別適用於低熔點材料的蒸鍍。

電子束蒸鍍 (Electron Beam Evaporation):電子束蒸鍍主要用於高熔點材料,如金屬、氧化物等,這些材料的熔點超過1000℃。


蒸鍍機種類分類:

不同的生產需求需要不同類型的蒸鍍機,包括批量(Batch)、集群(Cluster)、連續(In-line)和卷繞式(Roll to Roll)等。這些機種各自具有獨特的特點,可滿足多種生產場景的需求。


蒸鍍機組成:

一台典型的熱蒸鍍機由多個重要組件組成,包括鍍膜機版、蒸鍍室、真空系統、鍍率監控系統、電源系統、鎢舟或石墨舟加熱材料、基板旋轉馬達等。蒸鍍過程需要高真空Pump以維持製程真空度約為10^-5~ 10^-6 Torr。

圖片來源:勤友光電簡谷衛提供

蒸鍍原理:

蒸鍍的基本原理是將材料加熱至蒸發點,然後將其蒸發成蒸氣,最終沉積在目標表面,形成薄膜或塗層。這一過程可以通過加熱坩鍋、鎢舟或石墨舟內的材料實現,使材料蒸發並生成蒸氣。此外,電子束蒸鍍使用電子槍對靶材進行加熱,產生蒸氣,再沉積在目標工件上。


蒸鍍控制:

為實現薄膜的均勻性和膜厚的控制,科學家們使用石英晶片 (Crystal sensor) 偵測鍍率和膜厚度。這些數據可用於設定固定的鍍率,並通過閉環控制調整蒸鍍源的輸出功率,以實現高度精確的膜厚控制。

圖片來源:Inficon

蒸鍍均勻性控制:

實現均勻的薄膜沉積是蒸鍍過程中的一個關鍵挑戰。為了確保均勻性,需考慮多個因素,包括基板與蒸鍍源的相對位置、蒸鍍材料的選擇、蒸鍍源的形狀、鍍率大小和穩定性,以及鍍率與基板轉速之間的配合。


多點蒸鍍源和線性蒸鍍源:

多點蒸鍍源製作較簡單,但需要確保多個源的穩定性。相對而言,線性蒸鍍源具有高的材料利用率和優良的鍍率穩定性,但其製造複雜度較高,供應商較少。

圖片來源:勤友光電簡谷衛提供

特定應用中的蒸鍍方法:

蒸鍍技術在各種應用中都發揮著重要作用,其中包括鈣鈦礦吸收層的製作。不同的鈣鈦礦吸收層蒸鍍方法包括全蒸鍍一步法、全蒸鍍二步法、蒸鍍+固相二步法、蒸鍍+氣相二步法等多種選擇。


熔鹽法蒸鍍:

熔鹽法蒸鍍是一種用於鈣鈦礦吸收層的特殊方法,通過降低材料的熔點,簡化了製程,提高了效率。


蒸鍍材料和鈣鈦礦應用:


太陽能電池是其中一個受益於蒸鍍法的應用領域,使用這種方法製備的鈣鈦礦太陽能電池已經實現了驚人的轉換效率,超過了25%,接近傳統矽基太陽能電池的性能水平。即使在室內環境下,這些太陽能電池仍然具有優秀的光電性能,因此在物聯網等領域的能源供應方面具有廣泛應用前景。


此外,蒸鍍法製備的鈣鈦礦LED顯示出令人印象深刻的性能。同時可以調節發光波長,使其具有高色純度和長壽命的特點。這使得鈣鈦礦LED成為高端顯示器和照明設備的理想選擇,為光學顯示技術帶來了重大突破。


光電感測器也從蒸鍍法中受益匪淺,使用這種方法製備的鈣鈦礦光電感測器具有極高的靈敏度,並且具有快速的響應速度,可達到微秒級。這使得這些感測器在環境監測、醫療診斷等領域中具有廣泛的應用潛力,同時還降低了能源消耗。


蒸鍍法的優點不僅僅體現在製備過程中,還體現在對環境和健康的積極影響。減少有毒溶劑的使用有助於環境保護,同時提高了產品的可持續性。

總之,蒸鍍法已經成為光電領域的一個重要革新,為太陽能電池、LED和光電感測器等應用帶來了嶄新的機會和可能性。這一技術的持續發展將為我們的未來帶來更多令人振奮的突破,推動光電技術不斷進步,同時也為我們的環境和社會做出積極的貢獻。


台灣國際智慧能源週

日期:2023/10/18 - 2023/10/20

時間:AM10:00-PM17:00(最後一天僅到16:00)

地點:南港一館 台灣國際太陽光電展 I1028


更多資訊請加入官方LINE@ 帳號:

243 次查看0 則留言

留言


bottom of page