一种电极延长杆及其应用方法与流程

本发明涉及真空镀膜，尤其涉及一种电极延长杆及其应用方法。

背景技术：

1、真空镀膜技术是在真空条件下，采用一定的加热蒸发方式蒸发镀膜材料并使之气化，蒸发粒子流直接射向基片并在基片上沉积形成固态薄膜的技术。蒸镀的物理过程包括：沉积材料蒸发或升华为气态粒子、气态粒子快速从蒸发源向基片表面输送、气态粒子附着在基片表面形核、长大成固体薄膜、薄膜原子重构或产生化学键合；

2、在蒸镀腔室内蒸发源的选择上，通常采用点源。然而，点源应用于大面积薄膜蒸镀时，需要考虑蒸发源到基片的合适距离以保证足够的薄膜均匀性。而蒸发源到基片的距离大小，一方面关系到材料的利用率；另一方面，还会影响所蒸镀材料的蒸发动能。在常见的真空蒸镀设备中，由于蒸镀电极是固定的，所以安装在电极上的蒸发源相对于基片的位置是固定不变的，这种固定关系会限制基片的大小；

3、现有技术公开了一种可伸缩的连接杆结构（cn215404478u），采用多段式垂直伸缩的方式，调节蒸发源的高度。但是在调节蒸发源高度的同时，需要考虑调节高度后，基片上所蒸镀膜层的均匀性，所以不能简单的通过调整垂直高度完成蒸镀，需要同时调整蒸发源相对于基片的蒸发位点和角度。此外，对于多种尺寸基片的加工，一方面需要多台机器，成本较高；另一方面，如果需要加工的基片大小差别较大，很难通过单纯调整垂直距离，完成高质量蒸镀。因此，蒸镀电极和蒸发源的设计及其相互匹配，对于制备大面积、高性能的光电薄膜极具挑战性；

技术实现思路

1、为了克服上述现有技术所述的至少一个缺陷，本发明提供一种电极延长杆及其应用方法。可解决基片大小不一时，需要更换适配的蒸镀机进行蒸镀，来保证蒸镀质量，增加成本的问题。

2、本发明为解决其问题所采用的技术方案是：

3、一种电极延长杆，包括：

4、电极棒，所述电极棒用于带动样品载体沿电极棒轴向运动；

5、电极底座，所述电极底座设有两个安装孔，所述安装孔用于装配电极棒；

6、环形安装片，所述环形安装片设有两个，且分别固定安装于两根电极棒，所述环形安装片设有环形导槽；

7、样品载体，所述样品载体两端分别安装于两个环形安装片的环形导槽中，所述样品载体的两端可沿环形导槽滑动；

8、其中所述电极底座密封安装于真空设备的底部。

9、通过采用上述方案，电极棒装配于电极底座，可以进行垂直方向上的调整，样品载体的两端滑动安装于环形安装片上，用于在水平方向上调整样品载体的蒸发位点和角度，可以更精细化的调整样品载体的位置，保证加工质量，同时通过设置环形安装片，只需要设置两个电极棒即可完成加工，节约了后续的成本。

10、进一步地，所述环形导槽设有压紧螺栓与螺帽，所述压紧螺栓穿过环形导槽与螺帽连接，用于压紧固定样品载体。

11、通过采用上述方案，压紧螺栓和螺帽更方便调整和固定时的操作。

12、进一步地，所述电极棒内设有空腔，所述空腔设有开口，所述空腔的开口设于电极棒连接环形安装片一端的对侧端部，所述空腔内安装有导水管，以用于电极棒的水冷降温。

13、通过采用上述方案，设置水冷系统，防止电极棒过热。

14、进一步地，所述电极棒设置的开口一侧设有快接接头，用于连接外部水源。

15、通过采用上述方案，方便水冷的接入。

16、进一步地，所述电极棒套设有绝缘套筒和密封圈，所述绝缘套筒和密封圈用于密封电极棒与安装孔的连接处。

17、通过采用上述方案，方便电极棒的安装和伸入长度调整。

18、本发明还提供一种电极延长杆的应用方法，采用上述的一种电极延长杆，包括如下步骤：

19、s1、将电极延长杆安装至真空设备；

20、s2、在垂直方向上，调整绝缘套筒和密封圈在电极棒上的位置，从而调整电极棒伸入真空设备内的长度；

21、s3、在水平方向上，调整样品载体在环形安装片上的位置，调整完毕后，拧紧压紧螺栓；

22、s4、设真空设备中，大小为100mm*100mm的基片朝向电极延长杆一面的中心点为原点，设样品载体中心距垂直于基片中心点的垂线的水平距离为l，设样品载体中心距离基片表面的距离为z，s2和s3步骤中样品载体的位置调整按照z=10（l+1）的关系进行调整；

23、s5、在样品载体内加入蒸镀材料，开启针孔蒸镀机电源，通过机械泵和分子泵将腔体内的真空度抽至10-1-10-4pa；

24、s6、开启旋转电机，基片开始转动；

25、s7、打开直流电源，对样品载体进行加热，通过调节电流控制蒸镀速度，待预热完成，蒸镀速度稳定后，再打开挡板，开始在玻璃片上沉积薄膜；

26、s8、沉积完成后，关闭旋转电机和直流电源，腔体卸压，取出基片。

27、通过采用上述方案，可以将样品载体调整至最佳位置，保证蒸镀质量。

28、进一步地，s5步骤中所述的蒸镀材料为csi、csbr、pbi2或fai。

29、进一步地，s7步骤中所述的蒸镀速度为0.2-50å/s。

30、进一步地，s5步骤中依次加入蒸镀材料csi、csbr、pbi2和fai，s7步骤中所述的蒸镀速度为：csi的蒸镀速度设置为0.2-30å/s，csbr的蒸镀速度设置为0.2-30å/s，pbi2的蒸镀速度设置为1-50å/s ，fai的蒸镀速度设置为1-50å/s。

31、进一步地，还包括步骤：s9、将基片在80-200℃退火15-60min，形成光电薄膜。

32、通过采用上述方案，在使用该装置沉积时，沉积的薄膜均匀性较好，可制作高质量薄膜。

33、综上所述，本发明提供的一种电极延长杆及其应用方法具有如下技术效果：

34、1.可以快速地调节蒸发源到基片的垂直距离，也可以在水平面上灵活地调节蒸发源相对基片的蒸发位点和角度；

35、2.在保持薄膜良好均匀性的同时，提高了材料的利用率，对薄膜光电器件的性能也有提升；

36、3.同一台真空蒸镀设备上，使得不同尺寸大小的基片都能保持良好的膜厚均匀性；

37、4.将该电极延长杆用于薄膜光电器件制备工艺中的核心环节，在其他条件不变的情况下，通过调节蒸发源相对基片的高度和角度，可以调控薄膜的微观形貌以及薄膜的晶粒尺寸，最终可以实现薄膜光电器件光电转化效率的提升；

技术特征：

1.一种电极延长杆，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种电极延长杆，其特征在于，所述环形导槽(31)设有压紧螺栓(32)与螺帽，所述压紧螺栓(32)穿过环形导槽(31)与螺帽连接，用于压紧固定样品载体(4)。

3.根据权利要求2所述的一种电极延长杆，其特征在于，所述电极棒(1)内设有空腔，所述空腔设有开口，所述空腔的开口设于电极棒(1)连接环形安装片(3)一端的对侧端部，所述空腔内安装有导水管(5)，以用于电极棒(1)的水冷降温。

4.根据权利要求3所述的一种电极延长杆，其特征在于，所述电极棒(1)设置的开口一侧设有快接接头(11)，用于连接外部水源。

5.根据权利要求4所述的一种电极延长杆，其特征在于，所述电极棒(1)套设有绝缘套筒(6)和密封圈(7)，所述绝缘套筒(6)和密封圈(7)用于密封电极棒(1)与安装孔(21)的连接处。

6.一种电极延长杆的应用方法，其特征在于，采用权利要求1-5任意一项所述的一种电极延长杆，包括如下步骤：

7.根据权利要求6所述的一种电极延长杆的应用方法，其特征在于，s5步骤中所述的蒸镀材料为csi、csbr、pbi2或fai。

8.根据权利要求7所述的一种电极延长杆的应用方法，其特征在于，s7步骤中所述的蒸镀速度为0.2-50å/s。

9.根据权利要求6所述的一种电极延长杆的应用方法，其特征在于，s5步骤中依次加入蒸镀材料csi、csbr、pbi2和fai，s7步骤中所述的蒸镀速度为：csi的蒸镀速度设置为0.2-30å/s，csbr的蒸镀速度设置为0.2-30å/s，pbi2的蒸镀速度设置为1-50å/s ，fai的蒸镀速度设置为1-50å/s。

10.根据权利要求6所述的一种电极延长杆的应用方法，其特征在于，还包括步骤：

技术总结
本发明公开了一种电极延长杆及其应用方法，其中电极延长杆包括：电极棒，所述电极棒用于带动样品载体沿电极棒轴向运动；电极底座，所述电极底座设有两个安装孔，所述安装孔用于装配电极棒；环形安装片，所述环形安装片设有两个，且分别固定安装于两根电极棒，所述环形安装片设有环形导槽；样品载体，所述样品载体两端分别安装于两个环形安装片的环形导槽中，所述样品载体的两端可沿环形导槽滑动；其中所述电极底座密封安装于真空设备的底部。可以快速地调节蒸发源到基片的垂直距离，也可以在水平面上灵活地调节蒸发源相对基片的蒸发位点和角度。

技术研发人员：梁素霞,邹盛,董源,张文君,于天宇,苏杰
受保护的技术使用者：杭州众能光电科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15