Sensofar共聚焦白光干涉仪 | 用于有机光电器件的激光成型

     卡尔斯鲁厄理工学院 (KIT) 的有机光伏小组研究有机太阳能电池和半导体器件的制造、优化和仿真。我们主要的研究是评估新材料、沉积技术和器件制造，包括从单层沉积和结构化到器件表征等所有步骤。

     这项工作的目的是制造适用于照明设备的大型有机发光二极管 (OLED)。这要求 OLED 间进行隐形串联，以减少器件电流，从而减轻欧姆损耗。飞秒激光用于选择性地构造层。

     OLED 中的半透明电极的高电阻导致严重的欧姆损耗。欧姆损耗导致器件发出不均匀的光。可以通过串联较小的 OLED 解决此问题。器件的较小面积限制了电流，因此减少了器件上的总功率损耗，同时保持了相同的亮度。

     若要单片串联器件，需要执行三个模式化步骤（以下称为 P1、P2 和 P3，如图 1 所示）。 P1：电隔离底部电极； P2：连接顶部和底部电极；以及 P3：分离顶部电极。 P1-P3 之间的区域不发光，因此应减小至Z低限度。 激光烧蚀是构造 P1、P2 和 P3 并减少无源区域的一种行之有效的方法。

显示三个模式化步骤 P1、P2 和 P3要构造 P2，保持底部电极不受损伤则是至关重要的。在这种例子中，P2 由三个不同的层组成，即 SuperYellow/PEI/ZnO。三层的总厚度在 50-60nm 之间。

图 2 显示了在 F=210 mJ/cm2 和 95% 脉冲重叠的情况下，在λ= 550 nm 处的激光笔迹线的 3D 轮廓。烧蚀深度超过 60 nm，底部电极被部分移除（深蓝色区域）。

图 2.激光笔迹线的 3D 轮廓（λ=550 nm，F=210 mJ/cm2，95% 脉冲重叠）

图 3 显示了在 F=110 mJ/cm2 和 85% 脉冲重叠的情况下，在λ= 550 nm 处的激光笔迹线的 3D 轮廓。

Figure 3. 3D contour of a laser written-line (λ=550 nm, F=110 mJ/cm2 and 85 % pulse overlap)

      烧蚀深度在 60 nm 时Z佳化。ITO 的损伤可忽略不计，不会影响器件性能。

图 4 显示了优化激光笔迹线的轮廓线。轮廓显示烧蚀深度约为 50 nm，线宽小于 5μm。

图 4.激光笔迹线轮廓（λ=550 nm，F=110 mJ/cm2，85% 脉冲重叠）

      使用 S neox共 聚焦功能和 150X 物镜，可以监视宽度为几微米，深度约为 100 nm 的激光笔迹线。该仪器可通过测量薄膜层来检测非选择性烧蚀。