一种膜厚测量装置及方法制造方法及图纸

本申请公开了一种膜厚测量装置及方法，用于测量待测光敏活性组件中的光敏活性层的厚度，光敏活性层连接在基底上，膜厚测量装置包括图像采集组件

【技术实现步骤摘要】
一种膜厚测量装置及方法


[0001]本申请涉及薄膜厚度检测
，特别是涉及一种膜厚测量装置及方法
。

技术介绍

[0002]有机光伏电池因具有可溶液法制造
、
半透明
、
可适用于低成本卷对卷印刷等优点而被广泛关注
。
研究表明，有机光伏电池的光电转换效率与其光敏活性层厚度密切相关
。
有机光伏电池光敏层的最优厚度通常在
70
‑
120nm
之间，并且整个电池的光敏活性层面积之内，膜厚越均匀，电池性能越好
。
然而在溶液法制备光敏活性层过程中，溶液在各方向的不均匀流动和溶剂蒸发速率的差异往往会导致膜厚分布不均匀
。
尤其是对于逐层沉积的活性层，通常是在给体
(
或受体
)
薄膜表面再沉积一层受体
(
或给体
)
薄膜，沉积第二层的过程中会对第一层薄膜造成溶解或冲刷，这就导致活性层整体膜厚不均匀
。
[0003]在现有技术中，测量百纳米级薄膜厚度的常用方法主要是台阶仪和原子力显微镜
。
上述方法测量成本高，且每次只能测量一条线或一点处的膜厚，使得测量效率低下
。
且台阶仪和原子力显微镜都需要在薄膜上划出一条直达薄膜底部的刻痕，对薄膜造成破坏，使得薄膜无法继续使用
。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本申请提供了一种膜厚测量装置及方法，以解决测量仪器测量时需要对薄膜造成破坏，且每次只能测量一条线或一点处的膜厚，带来的测量成本高，测量效率低下的问题
。
[0005]本申请提出一种膜厚测量装置，用于测量待测光敏活性组件中的光敏活性层的厚度，所述光敏活性层连接在基底上，所述膜厚测量装置包括图像采集组件
、
滤波组件和光源，所述光源发出检测光，所述滤波组件设置在所述光源的出光侧，并用于调整所述检测光的波长，所述待测光敏活性组件位于所述滤波组件的出光侧，所述图像采集组件位于所述待测光敏活性组件的出光侧，并用于采集所述光敏活性层的图片
。
[0006]可选地，所述图像采集组件包括黑白相机
。
[0007]可选地，所述光源包括单色光源
。
[0008]可选地，所述光源包括钨灯光源
。
[0009]可选地，所述滤波组件包括带通滤波片
。
[0010]可选地，所述基底包括玻第一衬底层
、
第一导电层和第一传输层，所述第一衬底层
、
所述第一导电层
、
所述第一传输层和所述光敏活性层依次连接
。
[0011]本申请还提出一种膜厚测量方法，包括：
[0012]在所有不同厚度的待测光敏活性组件中选取预设数量的参考待测光敏活性组件，并测量所述参考待测光敏活性组件图片的厚度参考值；
[0013]通过膜厚测量装置的图像采集组件采集所述参考待测光敏活性组件的图片，并获取所述参考待测光敏活性组件图片的参考灰度值；
[0014]根据所述厚度参考值及所述图片的参考灰度值，得到待测光敏活性组件的厚度值与所述图片的灰度值之间的函数关系；
[0015]获取所有所述待测光敏活性组件图片的灰度值，根据所述函数关系，得到所有所述待测光敏活性组件的厚度值
。
[0016]可选地，所述在所有不同厚度的待测光敏活性组件中选取预设数量的参考待测光敏活性组件，并测量所述参考待测光敏活性组件的厚度参考值具体包括：
[0017]使用活性层溶液，制作一系列不同厚度的待测光敏活性组件；
[0018]选取预设数量的不同厚度的所述待测光敏活性组件作为厚度基准，使用膜厚测量仪器测量所述厚度基准的厚度，得到预设数量的所述待测光敏活性组件的厚度参考值
。
[0019]可选地，所述通过膜厚测量装置的图像采集组件采集所述参考待测光敏活性组件的图片，并获取所述参考待测光敏活性组件的图片参考灰度值具体包括：
[0020]根据所述待测光敏活性组件的特性，选择对应波长的滤波组件；
[0021]将每个所述待测光敏活性组件分别置于图像采集组件和所述滤波组件之间，使得光源射出的光与所述滤波组件
、
所述待测光敏活性组件
、
图像采集组件位于同一水平线；
[0022]分别使用所述图像采集组件采集所述待测光敏活性组件的图片
。
[0023]可选地，所述根据所述待测光敏活性组件的特性，选择对应波长的滤波组件具体包括：
[0024]当所述待测光敏活性组件的薄膜为纯给体或纯受体时，选择第一波长的所述滤波组件；
[0025]其中，所述第一波长为薄膜吸收峰处对应的波长；
[0026]当所述待测光敏活性组件的薄膜为体异质结结构或准平面异质结结构时，选择第二波长的所述滤波组件；
[0027]其中，所述第二波长为纯给体和纯受体薄膜吸收光谱交点处的波长
。
[0028]本申请的有益效果是：区别于现有技术，本申请通过将薄膜的光敏活性层连接在基底上，形成待测光敏活性组件，提高了光敏活性层的可测量性；其次，本申请通过设置光源和滤波组件，将光源发出的光照射到滤波组件，再照射到待测光敏活性组件上，能够使得光敏活性层吸收光谱，光敏活性层越厚，光敏活性层吸收的光越多，进入图像采集组件中的光越少，则图像采集组件拍到的图片越暗，即灰度值小，具有简单
、
快捷
、
可大面积测量等优势；本申请不仅能够测量准平面异质结活性层总厚度，也可测量活性层中给体层和受体层各自的膜厚分布；另外，本申请通过设置图像采集组件对待测光敏活性组件进行拍照测量，其测量结果准确，且无需将薄膜划破，为无损测量方法，膜厚测量完成后仍可继续做器件，测量效率高，还适合实时测量膜厚，能够与自动化生产方式兼容
。
[0029]应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，而非限制本申请
。
附图说明
[0030]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他
的附图
。
[0031]图1是本申请待测光敏活性组件的结构示意图；
[0032]图2是本申请膜厚测量装置的结构示意图；
[0033]图3是本申请膜厚测量方法的流程图；
[0034]图4是图3中步骤
S100
的具体流程图；
[0035]图5是图3中步骤
S200
的具体流程图；
[0036]图6是图5中步骤
S210
的具体流程图；
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种膜厚测量装置，用于测量待测光敏活性组件中的光敏活性层的厚度，所述光敏活性层连接在基底上，其特征在于，所述膜厚测量装置包括图像采集组件
、
滤波组件和光源，所述光源发出检测光，所述滤波组件设置在所述光源的出光侧，并用于调整所述检测光的波长，所述待测光敏活性组件位于所述滤波组件的出光侧，所述图像采集组件位于所述待测光敏活性组件的出光侧，并用于采集所述光敏活性层的图片
。2.
根据权利要求1所述的膜厚测量装置，其特征在于，所述图像采集组件包括黑白相机
。3.
根据权利要求1所述的膜厚测量装置，其特征在于，所述光源包括单色光源
。4.
根据权利要求3所述的膜厚测量装置，其特征在于，所述光源包括钨灯光源
。5.
根据权利要求1所述的膜厚测量装置，其特征在于，所述滤波组件包括带通滤波片
。6.
根据权利要求1所述的膜厚测量装置，其特征在于，所述基底包括玻第一衬底层
、
第一导电层和第一传输层，所述第一衬底层
、
所述第一导电层
、
所述第一传输层和所述光敏活性层依次连接
。7.
一种膜厚测量方法，其特征在于，包括：在所有不同厚度的待测光敏活性组件中选取预设数量的参考待测光敏活性组件，并测量所述参考待测光敏活性组件的厚度参考值；通过膜厚测量装置的图像采集组件采集所述参考待测光敏活性组件的图片，并获取所述参考待测光敏活性组件图片的参考灰度值；根据所述厚度参考值及所述图片的参考灰度值，得到待测光敏活性组件的厚度值与所述图片的灰度值之...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓巍巍，赵新彦，常敬榆，张楚唯，
申请(专利权)人：南方科技大学，
类型：发明
国别省市：