الترسيب الفيزيائي للبخار (PVD) هو عملية تُستخدم لترسيب الأغشية أو الطلاءات الرقيقة على الركيزة من خلال تحويل المواد من مرحلتها المكثفة إلى مرحلة البخار، يليها التكثيف على الركيزة. تُجرى هذه العملية عادةً تحت ظروف تفريغ عالية الحرارة لضمان نقاء وجودة المواد المترسبة.
ملخص العملية:
- تحضير المادة المصدرية: يتم أولاً تحويل المادة المراد ترسيبها إلى حالة بخار باستخدام وسائل فيزيائية مثل الرش أو التبخير أو المعالجة الحرارية. وغالباً ما ينطوي ذلك على استخدام الكهرباء عالية الطاقة أو أشعة الليزر لتغويز مادة سليفة صلبة.
- النقل: يتم بعد ذلك نقل المادة المتبخرة عبر منطقة ذات ضغط منخفض من مصدرها إلى الركيزة. وتضمن هذه الخطوة عدم تلوث المادة ووصولها إلى الركيزة بكفاءة.
- الترسيب والتكثيف: يخضع البخار للتكثيف على الركيزة، مكونًا طبقة رقيقة. ويلتصق هذا الفيلم بالركيزة مكونًا طبقة رقيقة تتميز غالبًا بصلابتها ومقاومتها للتآكل وتحملها لدرجات الحرارة العالية.
الشرح التفصيلي:
- تحضير المواد المصدرية: في تقنية PVD، تكون المادة المصدر عادةً مادة صلبة أو سائلة يتم تحويلها إلى بخار. وتتضمن تقنيات مثل الاخرق قصف المادة المصدر بجسيمات نشطة، مما يتسبب في طرد الذرات من السطح. ومن ناحية أخرى، يتضمن التبخير تسخين المادة حتى تتحول إلى بخار. تضمن هذه الطرق أن تكون المادة في حالة نقية قبل الترسيب.
- النقل: يجب نقل البخار إلى الركيزة دون فقدان أو تلوث كبير. ويتم تحقيق ذلك من خلال الحفاظ على بيئة مفرغة من الهواء، مما يقلل من عدد جزيئات الغاز التي يمكن أن تتفاعل مع البخار، مما قد يؤدي إلى تغيير تركيبته أو التسبب في تكثيفه قبل الأوان.
- الترسيب والتكثيف: بمجرد أن يصل البخار إلى الركيزة، يتكثف مكونًا طبقة رقيقة. وتعتبر خصائص هذا الغشاء، مثل سمكه والتصاقه بالركيزة، أمرًا بالغ الأهمية لفعاليته. يجب أن يكون الفيلم رقيقًا بما فيه الكفاية لتجنب الوزن الزائد أو الحجم الكبير ولكن سميكًا بما يكفي لتوفير الخصائص المطلوبة، مثل الصلابة أو مقاومة التآكل.
الاعتبارات البيئية:
تُعتبر عملية الترسيب بالطباعة بالرقائق الفوتوفولطية عملية صديقة للبيئة بسبب افتقارها إلى المنتجات الثانوية الخطرة وكفاءتها في استخدام المواد. تضمن البيئة التي يتم التحكم بها في غرفة الترسيب الحد الأدنى من النفايات والاستخدام العالي للمواد.التطبيقات:
