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。
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。
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。
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
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