CN101578674A - 蓄电池 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种充电时间短、寿命长且能够实现高输出电压的电容器型蓄电池。该蓄电池具备：连接到第1端子(22)的金属片(10)，形成在金属片(10)的表面上的第1特异材料膜(13)，形成在第1特异材料膜(13)上并连接到第2端子(21)上的第1导电膜(12)。第1特异材料膜(13)是多结晶半导体膜，在构成该多结晶半导体膜的每个结晶粒中，内部为第1导电型，界面附近为第2导电型。在金属片(10)的表面上也能形成氧化绝缘膜。
Description
技术领域
本发明涉及一种电容器型蓄电池。
背景技术
以往的蓄电池大多利用电解质。
在蓄电池中利用电解质时，充电需要时间。另外，由于会产生电解质的老化，因此蓄电池的寿命短。另外，为了实现高输出电压，需要串联多个蓄电池。
发明内容
本发明鉴于所述的情况而做出，其目的在于提供一种充电时间短、寿命长且能够实现高输出电压的电容器型蓄电池。
为了解决所述课题，本发明的电容器型蓄电池，
具备：连接到第1端子上的金属片；
形成在所述金属片表面上的第1特异材料(Meta-material)膜；和
形成在所述第1特异材料膜上且连接到第2端子上的第1导电膜，
所述第1特异材料膜是多结晶半导体膜，在构成所述多结晶半导体膜的每个结晶粒中，内部为第1导电型，界面附近为第2导电型。
本发明的另一个电容器型蓄电池，
具备：连接到第1端子上的金属片；
形成在所述金属片表面上的第1特异材料膜；和
形成在所述第1特异材料膜上且连接到第2端子上的第1导电膜，
所述第1特异材料膜是多结晶半导体膜，金属层位于所述多结晶半导体膜中的结晶界面上。
本发明的另一个电容器型蓄电池，
具备：连接到第1端子上的金属片；
形成在所述金属片表面上的第1特异材料膜；和
形成在所述第1特异材料膜上且连接到第2端子上的第1导电膜，
所述第1特异材料膜是多结晶半导体膜，氧化所述多结晶半导体膜中的结晶界面，形成绝缘层。
本发明的另一个电容器型蓄电池，
具备：连接到第1端子上的金属片；
形成在所述金属片表面上的第1特异材料膜；和
形成在所述第1特异材料膜上且连接到第2端子上的第1导电膜，
所述第1特异材料膜是金属的多结晶膜，绝缘层、包括所述金属的金属间化合物层、包括所述金属的合金或杂质固溶体层位于该金属的多结晶膜中的结晶界面上。所述绝缘层中包括所述金属的氧化物、有机绝缘物和玻璃等无机绝缘物。
本发明的另一个电容器型蓄电池，
具备：连接到第1端子上的金属片；
形成在所述金属片表面上的第1特异材料膜；和
形成在所述第1特异材料膜上且连接到第2端子上的第1导电膜，
所述第1特异材料膜是至少一层层交替叠层了第1导电型的半导体层与第2导电型的半导体层的结构。
本发明的另一个电容器型蓄电池，
具备：连接到第1端子上的金属片；
形成在所述金属片表面上的第1特异材料膜；和
形成在所述第1特异材料膜上且连接到第2端子上的第1导电膜，
所述第1特异材料膜是至少一层层交替叠层了半导体膜与金属层的结构。
本发明的另一个电容器型蓄电池，
具备：连接到第1端子上的金属片；
形成在所述金属片表面上的第1特异材料膜；和
形成在所述第1特异材料膜上且连接到第2端子上的第1导电膜，
所述第1特异材料膜是叠层了多个半导体膜的结构，所述半导体膜的表面上形成有绝缘层。
本发明的另一个电容器型蓄电池，
具备：连接到第1端子上的金属片；
形成在所述金属片表面上的第1特异材料膜；和
形成在所述第1特异材料膜上且连接到第2端子上的第1导电膜，
所述第1特异材料膜是至少一层层交替叠层了厚度为10nm以上且100nm以下的导体膜与厚度为2nm以上且10nm以下的绝缘膜的结构。
还能具备形成在所述金属片里面的第2特异材料膜；和
形成在所述第2特异材料膜上的第2导电膜。
第1例的所述第2特异材料膜是多结晶半导体膜，在构成所述多结晶半导体膜的每个结晶粒中，内部是第1导电型，界面附近是第2导电型。
第2例的所述第2特异材料膜是多结晶半导体膜，金属层位于所述多结晶半导体膜中的结晶界面上。
第3例的所述第2特异材料膜是多结晶半导体膜，氧化所述多结晶半导体膜中的结晶界面，形成绝缘层。
第4例的所述第2特异材料膜是金属的多结晶膜，包括所述金属的氧化层或所述金属的金属间化合物层位于该金属的多结晶膜中的结晶界面上。
第5例的所述第2特异材料膜是至少一层层交替叠层了第1导电型的半导体膜与第2导电型的半导体膜的结构。
第6例的所述第2特异材料膜是交替叠层了多个半导体膜的结构，金属层位于所述多个半导体膜的层间。
第7例的所述第2特异材料膜是叠层了多个半导体膜的结构，氧化所述半导体膜的表面，形成绝缘层。
第8例的所述第2特异材料膜是至少一层层交替叠层了厚度为10nm以上且100nm以下的导体膜与厚度为2nm以上且10nm以下的绝缘膜的结构。
优选辊状缠绕的所述金属片、所述第1和第2特异材料膜、以及所述第1和第2导电膜的叠层物。
本发明的另一个电容器型蓄电池，
具备：连接到第1端子上的金属片；
形成在所述金属片表面上的第1特异材料膜；和
形成在所述第1特异材料膜上且连接到第2端子上的第1导电膜，
所述第1特异材料膜是多结晶半导体膜，所述多结晶半导体膜中的结晶界面为p-n结、肖特基连接或隧道连接。
优选在所述金属片的表面上形成氧化绝缘膜。此时，所述第1特异材料膜形成在所述氧化绝缘膜上。
根据所述发明，能够提供不使用电解质的电容器型蓄电池。因此，与以往相比，会缩短充电时间。另外，蓄电池的寿命变长。另外，由于根据所述氧化绝缘膜与特异材料膜之间耐压决定蓄电池的输出电压，因此与以往相比，能够提高蓄电池的输出电压。
附图说明
图1是本发明的实施方式的蓄电池的剖面图。
图2是极化的种类与极化率、频率之间的关系。
图中：1-蓄电片；10-金属片；10a-氧化绝缘膜；11、12-导电膜；13、14-特异材料膜；21、22-端子；3-蓄电片的卷轴。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。图1是本发明的实施方式的电容器型蓄电池的纵剖面的示意图。通过以卷轴3为中心辊状缠绕蓄电片1而获得该蓄电池。
为了说明蓄电片1的结构，图1的一部分表示了剖面。蓄电片1通过分别氧化导电片10的表面和里面来形成氧化绝缘膜10a，而且分别在2个氧化绝缘膜10a上形成特异材料膜13、14，而且分别在特异材料膜13、14上形成了导电膜11、12。导电片10是例如Mg-Al合金，厚度为0.1μm～200μm。氧化绝缘膜10a是例如具有尖晶石(Spinel)结构(立方最密填充，4∶6∶4构造，AB2O4)或岩盐结构(立方最密填充，6∶6构造，AO)或刚玉(corundum)型(立方最密填充，6∶4构造，A2O3)的单独或混晶结构的10nm以下的薄膜。导电膜11、12是例如厚度为0.05～5μm的金属膜(例如Al膜)，例如由溅射法形成。另外，由其它的导电体形成导电膜11、12时，能由CVD法形成导电膜11、12。
蓄电片1的端部上露出有导电膜12。该露出部分上连接有用于向导电膜12施加电压的端子21。蓄电片1的里面端部腐蚀了导电膜11、特异材料膜13、氧化绝缘膜10a，从而露出了导电片10。该露出的部分连接有用于向导电片10施加另一电压的端子22。而且，向端子21、22施加规定的电位差时，导电膜11、12呈互相接触的状态，导电片10、氧化绝缘膜10a、特异材料膜13、14和导电膜11、12的叠层结构作为电容器而起作用，积蓄电荷。另外，在缠绕的状态下，导电膜11、12互相不接触时，导电膜11成为变成中间电压的串联电容器连接电路，积蓄电荷。因此，与以往的电解质通过电流相比，变成金属传导，与以往相比较，充电时间变短。
由氧化绝缘膜10a与特异材料膜13、14的合计耐压决定端子21、22的电位差，即蓄电池的工作电压的上限值。例如，氧化绝缘膜10a为厚度100nm的氧化镁膜时，氧化绝缘膜10a的绝缘耐压为1KV。特异材料的耐压随着其成膜结构相差很大，为数V至100V左右，相加到氧化绝缘膜的耐压中。因此，与以往相比，能够提高蓄电池的工作电压。
另外，氧化绝缘膜10a和特异材料膜13、14具有缺陷时，使端子21、22的电位差充分高于蓄电池的工作电压时，在存在缺陷的部分中，会破坏绝缘并产生放电。根据该放电，蒸发位于具有缺陷的部分上的导电膜11，能够使具有缺陷的部分不会影响到蓄电池的工作。
另外，即使在如图1所示的辊状缠绕导电片1的情况下，由于导电片1构成为同时接触导电膜11和12的方式，因此也不会产生电问题。
下面，对特异材料膜13、14的结构及其制造方法，列举多个例子来进行说明。在第1例中，特异材料膜13、14是多结晶半导体膜，分别在构成该多结晶半导体膜的结晶粒中，通过内部为第1导电型(例如n型)、界面附近成为第2导电型(例如p型)，使得多结晶半导体膜中的结晶界面附近成为p-n结。
这样的结构，例如能够由以下的工序形成。首先，由CVD法形成具有第1导电型的杂质(例如，P等的V族的杂质)和比该第1导电型的杂质的扩散系数大的第2导电型的杂质(例如，B等的III族的杂质)的多结晶半导体膜(例如，多结晶硅膜)。该多结晶半导体膜能够通过在原料气体(例如，硅烷类气体)中导入第1导电型和第2导电型各自的杂质气体(例如，B2H6和PH3)而形成。在该状态中，优选多结晶半导体的导电型为中性。其次，瞬间加热其它结晶半导体膜(例如，激光退火)。如上所述，对于导入到多结晶半导体膜中的杂质而言，第2导电型的多结晶半导体膜内的扩散系数比第1导电型大。因此，第1导电型的杂质向多结晶半导体膜的结晶界面的附近移动，在构成多结晶半导体膜的各结晶粒中，内部为第1导电型，界面附近变成第2导电型。由于结晶界面附近能量稳定，因此杂质向结晶界面附近移动。另外，多结晶半导体膜也能是Ge膜、AIN膜、BN膜或GaN膜。
第2例中的特异材料膜13、14是多结晶半导体膜，通过金属层位于该多结晶半导体膜中的结晶界面，使得该界面肖特基(Schottky)连接。金属层在结晶界面的大致整个区域上形成为邻接的结晶交替不直接接触的方式。金属层的厚度，例如为2nm以上且50nm以下。
这样的结构，例如能够由以下的工序形成。首先，形成具有Cu或Al等金属的多结晶半导体膜(例如，多结晶硅膜)。包含在多结晶半导体膜中的金属的原子数，例如为1010～1020个/cm3。其次，瞬间加热(例如，激光退火)该多结晶半导体膜，通过使金属移动到多结晶半导体膜的结晶界面，从而在结晶半导体膜中的结晶界面上形成金属层。由于结晶界面能量稳定，因此金属通过瞬间加热移动到结晶界面并形成了金属层。另外，多结晶半导体膜也能是Ge膜、AIN膜、BN膜或GaN膜。
第3例中的特异材料膜13、14是多结晶半导体膜，通过该多结晶半导体膜中的结晶界面被氧化并形成了绝缘层，从而该结晶界面成为隧道(tunnel)连接。氧化层的厚度为，例如2nm以上且15nm以下。
这样的结构，例如，能够由以下的工序形成。首先，由CVD法形成多结晶半导体膜(例如，多结晶硅膜)。其次，在氧化空气中瞬间加热(例如，激光退火)该多结晶半导体膜。因此，选择性地氧化结晶界面，在结晶界面上形成绝缘层。绝缘层在结晶界面的大致整个区域上形成为与邻接的结晶交替不直接接触的方式。另外，多结晶半导体膜也能是Ge膜、AIN膜、BN膜或GaN膜。
另外，在第3例中，多结晶半导体膜由氧化物表示半导体的特性的物质形成时，通过向多结晶半导体膜由与第1例相同的方法导入第1和第2导电型的杂质，从而能够使结晶界面附近成为pn接合，而不是隧道连接。
第4例中的特异材料膜13、14是金属的多结晶膜，作为绝缘层的该金属的氧化层位于该金属的多结晶膜中的结晶界面上。氧化层的厚度为，例如2nm以上且15nm以下。氧化层在结晶界面的大致整个区域上形成为与邻接的结晶交替不直接接触的方式。另外，金属的结晶的大小为，例如50nm以上且5000nm以下。
这样的结构，例如，能够由以下的工序形成。首先，由溅射法形成金属多结晶膜。其次，在氧化空气中瞬间加热(例如，激光退火)该金属多结晶膜。因此，选择性地氧化结晶界面，在结晶界面上形成氧化层。另外，金属是，例如Ni、Fe、Cu、Al、Mg、Ag、Sn或Cr。
另外，有机绝缘膜或玻璃等无机绝缘物也能位于金属的多结晶膜中的结晶界面上。这样的结构，例如，能够由以下的工序形成。首先，在粒子直径为50nm～5000nm的金属粒子的表面上涂敷分散材料。该分散材料抑制金属粒子的凝集，能够利用抑制纳米(nano)金属粒子的凝集的一般的分散材料。其次，向溶解了有机绝缘物或无机绝缘物的溶液中导入金属粒子，蒸发该溶液的溶剂。因此，形成有机绝缘膜或玻璃等无机绝缘物位于结晶界面的金属多结晶膜。
另外，在第4例中，多结晶金属膜由氧化物表示半导体的特性的物质形成时，能使结晶界面肖特基连接。
第5例中的特异材料膜13、14是金属的多结晶膜，该金属的金属间化合物层、或者包括该金属的合金或杂质固溶体层位于该金属的多结晶膜中的结晶界面上。这些各层在结晶界面的大致整个区域上形成为邻接的结晶交替不直接接触的方式。金属间化合物层、合金层或杂质固溶体层的厚度为，例如2nm以上且15nm以下。
这样的结构，例如，能够由以下的工序形成。首先，由溅射法形成向第1金属中添加了该第1金属与形成金属间化合物的第2金属的金属多结晶膜。其次，瞬间加热(例如，激光退火)该金属多结晶膜。因此，由结晶界面选择性地形成金属间化合物层。另外，金属多结晶膜是，例如Ni-Fe、Fe-Cr、Fe-Co、Al-Si、Al-Mg、Cu-Zn或Cu-Sn等的合金。
第6例中的特异材料膜13、14是至少一层层叠层了第1导电型(例如p型)的半导体层与第2导电型(例如n型)的半导体层的结构，第1导电型的半导体层和第2导电型的半导体层的层间形成p-n结。第1导电型的半导体层和第2导电型的半导体层的厚度为，例如2nm以上且100nm以下。
这样的结构能够由CVD法交替叠层第1导电型的半导体层(例如，多结晶硅膜)与第2导电型的半导体层(例如，多结晶硅膜)而形成。通过向原料气体(例如，硅烷类的气体)导入第1导电型或第2导电型的杂质气体(例如，B2H6或PH3)，从而能够实现该结构。叠层的重复次数为1次以上。另外，半导体层也能是Ge膜、AIN膜、BN膜或GaN膜。
第7例中的特异材料膜13、14通过叠层半导体膜与金属层，形成为该层间肖特基连接的结构。这样的结构能够通过重复进行基于CVD法形成半导体膜(例如，多结晶硅膜)的工序与在该半导体膜上基于溅射法形成金属层的工序而形成。叠层的重复次数为1次以上。另外，半导体膜也能是Ge膜、AIN膜、BN膜或GaN膜。
第8例中的特异材料膜13、14是叠层了多个半导体膜的结构，通过在这些半导体膜的表面上形成绝缘层，使多个半导体膜的层间形成隧道连接。半导体膜的叠层次数为2层以上。
这样的结构能够通过重复进行基于CVD法形成半导体膜(例如，多结晶硅膜)的工序与热氧化或等离子氧化该半导体膜的表面的工序而形成。重复次数为1次以上。另外，半导体膜也能是Ge膜、AIN膜、BN膜或GaN膜。
第9例中的特异材料膜13、14是至少一层层交替叠层了厚度为10nm以上且100nm以下的导体膜与厚度为2nm以上且10nm以下的绝缘膜的结构。这样的结构能够通过重复进行基于溅射法形成导体膜(例如，金属膜)的工序与热氧化或等离子氧化该半导体膜的表面的工序而形成。重复次数为1次以上。
另外，为了增加蓄电池的容量，在任一结构中的特异材料膜13、14优选相对介电常数为1000以上的材料。另外，为了增加蓄电池的容量，优选相对介电常数为1000以上且相对渗透率(relative permeability)为10以上的材料。另外，特异材料膜13与特异材料膜14能是所述的第1～第9例的结构，也能是互相不同的结构(例如，特异材料膜13为第1例的结构，特异材料膜14为第2例的结构)。
所述的特异材料膜13、14的介电常数高。利用图2说明该理由。图2表示极化的种类与极化频率特性。如图2所示，在具有一定的体积大小的半导体模块内，通过载体(carrier)移动而产生极化的现象称为基于空间电荷分布的极化。由于直到分布状态稳定需要时间，因此只在低频时进行极化。另外，由于体积越大，载体移动的时间越长，因此使其在更低频下极化。但是，在电容器型蓄电池中，由于电流几乎为直流，因此能够产生在低频下极化的效果。
而且，使一个结晶作为一个单元，通过在结晶间的电荷移动上设置一些障碍，从而能实现在执行上无妨碍的极化。在半导体中，障碍具有p-n结、肖特基接合、隧道连接等。在具有电阻的金属或合金或金属间化合物中，通过在多结晶粒子的界面上，形成例如10nm以下的薄绝缘层，就能达到同样的效果。在如电容器的对抗电极内，也能在单元电极上平行地无限扩大，只要是层结构，其效果相同。
具体表示单元的例子。在电位中，由层结构表示直角尺寸。氧化绝缘层10a为10nm以下，目的在于耐压，但在100V下使用的电容器中优选5nm。为了反应急速充电急速放电时间，特异材料膜的厚度在1单元厚度为10nm至100nm左右的情况下能够成为适当的厚度。有效相对介电常数为1000至1000000左右。以该厚度，1层至10层结构在制造上能够成为恰当的值。为了相对于面方向的动态电位变化而限制面方向的极化，优选多结晶。特异材料膜为100nm左右时，能维持充分的柔软性，在结构上不存在问题。另外，基于多结晶的电极间Z方向的一系列的数，按比例相加该耐压。
下面，说明图1和图2所示的蓄电池的制造方法的一个例子。首先，制造导电片10。其次，氧化导电片10的表面和里面，形成氧化绝缘膜10a。例如，基于等离子氧化法或热氧化法进行该氧化处理。此时，优选不在导电片10的端部形成氧化绝缘膜10a。
然后，在导电片10上由所述方法形成特异材料膜13、14。之后，在特异材料膜13、14上由溅射法等形成导电膜11、12。然后，在导电片10上连接端子22，且在导电膜11上连接端子21。
以上，根据本发明，能够提供不使用电解质的电容器型蓄电池。因此，与以往相比，充电时间变短。另外，蓄电池的寿命变长。另外，不仅基于所述氧化绝缘膜的耐压决定蓄电池的输出电压，还基于特异材料层13、14的高介电常数层的效果增大蓄电量，如以下所述，与以往相比能够提高蓄电池的输出功率。蓄电量[KWh]＝(1/2)CV2。这里，C＝Aεrε0/d。C是电容[F]，V是电压[V]，A是电极面积[m2]，d是电介质的厚度[m]，εr是相对介电常数，ε0是真空中的介电常数[F/m]＝8.854×10-12。图1的导电片10与导电膜11之间的电容是C＝1/{(1/C1)+(1/C2)}＝Aε0(εr1εr2)/{d1εr2+d2εr1}，C1是氧化绝缘膜10a的电容，C2是特异材料膜13的电容。
另外，本发明不仅限于所述的实施方式，在不超出本发明的主旨的范围内，能够改变成各种各样的方式来实施。例如，也能使特异材料膜构成为以原子水平具有绝缘而不是隧道连接的结构。
另外，所述的实施方式中，还记载了以下的发明。
(1)一种电容器型蓄电池的制造方法，
具有：在金属片的表面上形成第1特异材料膜的工序；
在所述第1特异材料膜上形成第1导电膜的工序；和
在所述金属片上连接第1端子且在所述导电膜上连接第2端子的工序，
形成所述第1特异材料膜的工序具有：
形成具有第1导电型的杂质和比所述第1导电型的杂质的扩散系数大的第2导电型的杂质的多结晶半导体膜的工序；和
通过激光退火所述多结晶半导体膜，并向所述多结晶半导体膜的结晶界面的附近移动所述第1导电型的杂质，使得构成所述多结晶半导体膜的每个结晶粒构成为内部为第1导电型，界面附近为第2导电型的工序。
(2)一种电容器型蓄电池的制造方法，
具有：在金属片的表面上形成第1特异材料膜的工序；
在所述第1特异材料膜上形成第1导电膜的工序；和
在所述金属片上连接第1端子且在所述导电膜上连接第2端子的工序，
形成所述第1特异材料膜的工序具有：
形成具有金属的多结晶半导体膜的工序；和
通过激光退火所述多结晶半导体膜，并向所述多结晶半导体膜的结晶界面移动所述金属，使得在所述多结晶半导体膜中的结晶界面上形成金属层的工序。
(3)一种电容器型蓄电池的制造方法，
具有：在金属片的表面上形成第1特异材料膜的工序；
在所述第1特异材料膜上形成第1导电膜的工序；和
在所述金属片上连接第1端子且在所述导电膜上连接第2端子的工序，
形成所述第1特异材料膜的工序具有：
形成多结晶半导体膜的工序；和
通过在氧化空气中激光退火所述多结晶半导体膜，从而氧化所述多结晶半导体膜中的结晶界面而形成绝缘层的工序。
(4)一种电容器型蓄电池的制造方法，
具有：在金属片的表面上形成第1特异材料膜的工序；
在所述第1特异材料膜上形成第1导电膜的工序；和
在所述金属片上连接第1端子且在所述导电膜上连接第2端子的工序，
形成所述第1特异材料膜的工序具有：
形成多结晶金属膜的工序；和
通过在氧化空气中激光退火所述多结晶金属膜，从而氧化所述多结晶金属膜中的结晶界面而形成绝缘层的工序。
(5)一种电容器型蓄电池的制造方法，
具有：在金属片的表面上形成第1特异材料膜的工序；
在所述第1特异材料膜上形成第1导电膜的工序；和
在所述金属片上连接第1端子且在所述导电膜上连接第2端子的工序，
形成所述第1特异材料膜的工序具有：
形成在第1金属中参杂了该第1金属与形成金属间化合物的第2金属的多结晶金属膜的工序；和
通过激光退火所述多结晶金属膜，从而在所述多结晶金属膜的结晶界面上形成金属间化合物层、合金层或杂质固溶体层的工序。
(6)一种电容器型蓄电池的制造方法，
具有：在金属片的表面上形成第1特异材料膜的工序；
在所述第1特异材料膜上形成第1导电膜的工序；和
在所述金属片上连接第1端子且在所述导电膜上连接第2端子的工序，
形成所述第1特异材料膜的工序具有：
形成第1导电型的第1半导体膜的工序；和
在所述第1半导体膜上形成第2导电型的第2半导体膜的工序。
(7)一种电容器型蓄电池的制造方法，
具有：在金属片的表面上形成第1特异材料膜的工序；
在所述第1特异材料膜上形成第1导电膜的工序；和
在所述金属片上连接第1端子且在所述导电膜上连接第2端子的工序，
形成所述第1特异材料膜的工序具有：
形成半导体膜的工序；和
在所述半导体膜上形成金属膜的工序。
(8)一种电容器型蓄电池的制造方法，
具有：在金属片的表面上形成第1特异材料膜的工序；
在所述第1特异材料膜上形成第1导电膜的工序；和
在所述金属片上连接第1端子且在所述导电膜上连接第2端子的工序，
形成所述第1特异材料膜的工序具有：
形成第1半导体膜的工序；
在所述第1半导体膜的表面上形成氧化绝缘膜的工序；和
在所述氧化绝缘膜上形成第2半导体膜的工序。
(9)一种电容器型蓄电池的制造方法，
具有：在金属片的表面上形成第1特异材料膜的工序；
在所述第1特异材料膜上形成第1导电膜的工序；和
在所述金属片上连接第1端子且在所述导电膜上连接第2端子的工序，
形成所述第1特异材料膜的工序具有：
形成10nm以上且100nm以下的导体膜的工序；和
在所述导体膜上形成厚度为2nm以上且10nm以下的绝缘膜的工序。
(产业上的利用可能性)
本发明涉及一种充电时间短、寿命长且能够实现高输出电压的电容器型蓄电池。
Claims (19)
1、一种电容器型蓄电池，其特征在于：
具备：金属片，其连接到第1端子上；
第1特异材料膜，其形成在所述金属片的表面上；和
第1导电膜，其形成在所述第1特异材料膜上且连接到第2端子上，
所述第1特异材料膜是多结晶半导体膜，在构成所述多结晶半导体膜的每个结晶粒中，内部为第1导电型，界面附近为第2导电型。
2、一种电容器型蓄电池，其特征在于：
具备：金属片，其连接到第1端子上；
第1特异材料膜，其形成在所述金属片的表面上；和
第1导电膜，其形成在所述第1特异材料膜上且连接到第2端子上，
所述第1特异材料膜是多结晶半导体膜，金属层位于所述多结晶半导体膜中的结晶界面。
3、一种电容器型蓄电池，其特征在于：
具备：金属片，其连接到第1端子上；
第1特异材料膜，其形成在所述金属片表面上；和
第1导电膜，其形成在所述第1特异材料膜上且连接到第2端子上，
所述第1特异材料膜是多结晶半导体膜，氧化所述多结晶半导体膜中的结晶界面，形成绝缘层。
4、一种电容器型蓄电池，其特征在于：
具备：金属片，其连接到第1端子上；
第1特异材料膜，其形成在所述金属片表面上；和
第1导电膜，其形成在所述第1特异材料膜上且连接到第2端子上，
所述第1特异材料膜是金属的多结晶膜，所述金属的氧化层、包含所述金属的金属间化合物层、或者包括所述金属的合金层或杂质固溶体层位于该金属的多结晶膜中的结晶界面。
5、一种电容器型蓄电池，其特征在于：
具备：金属片，其连接到第1端子上；
第1特异材料膜，其形成在所述金属片表面上；和
第1导电膜，其形成在所述第1特异材料膜上且连接到第2端子上，
所述第1特异材料膜是至少一层层交替叠层了第1导电型的半导体层与第2导电型的半导体层的结构。
6、一种电容器型蓄电池，其特征在于：
具备：金属片，其连接到第1端子上；
第1特异材料膜，其形成在所述金属片表面上；和
第1导电膜，其形成在所述第1特异材料膜上且连接到第2端子上，
所述第1特异材料膜是至少一层层交替叠层了半导体膜与金属层的结构。
7、一种电容器型蓄电池，其特征在于：
具备：金属片，其连接到第1端子上；
第1特异材料膜，其形成在所述金属片表面上；和
第1导电膜，其形成在所述第1特异材料膜上且连接到第2端子上，
所述第1特异材料膜是叠层了多个半导体膜的结构，所述半导体膜的表面上形成有绝缘层。
8、一种电容器型蓄电池，其特征在于：
具备：金属片，其连接到第1端子上；
第1特异材料膜，其形成在所述金属片表面上；和
第1导电膜，其形成在所述第1特异材料膜上且连接到第2端子上，
所述第1特异材料膜是至少一层层交替叠层了厚度为10nm以上且100nm以下的导体膜与厚度为2nm以上且10nm以下的绝缘膜的结构。
9、根据权利要求1～8的任一项所述的蓄电池，其特征在于：
具备：第2特异材料膜，其形成在所述金属片的里面；和
第2导电膜，其形成在所述第2特异材料膜上，
所述第2特异材料膜是多结晶半导体膜，在构成所述多结晶半导体膜的每个结晶粒中，内部为第1导电型，界面附近为第2导电型。
10、根据权利要求1～8的任一项所述的蓄电池，其特征在于：
具备：第2特异材料膜，其形成在所述金属片的里面；和
第2导电膜，其形成在所述第2特异材料膜上，
所述第2特异材料膜是多结晶半导体膜，金属层位于所述多结晶半导体膜中的结晶界面。
11、根据权利要求1～8的任一项所述的蓄电池，其特征在于：
具备：第2特异材料膜，其形成在所述金属片的里面；和
第2导电膜，其形成在所述第2特异材料膜上，
所述第2特异材料膜是多结晶半导体膜，氧化所述多结晶半导体膜中的结晶界面，形成绝缘层。
12、根据权利要求1～8的任一项所述的蓄电池，其特征在于：
具备：第2特异材料膜，其形成在所述金属片的里面；和
第2导电膜，其形成在所述第2特异材料膜上，
所述第2特异材料膜是金属的多结晶膜，绝缘层、包含所述金属的金属间化合物层、或者包括所述金属的合金层或杂质固溶体层位于该金属的多结晶膜中的结晶界面。
13、根据权利要求1～8的任一项所述的蓄电池，其特征在于：
具备：第2特异材料膜，其形成在所述金属片的里面；和
第2导电膜，其形成在所述第2特异材料膜上，
所述第2特异材料膜是至少一层层交替叠层了第1导电型的半导体膜与第2导电型的半导体膜的结构。
14、根据权利要求1～8的任一项所述的蓄电池，其特征在于：
具备：第2特异材料膜，其形成在所述金属片的里面；和
第2导电膜，其形成在所述第2特异材料膜上，
所述第2特异材料膜是叠层了多个半导体膜的结构，金属层位于所述多个半导体膜的层间。
15、根据权利要求1～8的任一项所述的蓄电池，其特征在于：
具备：第2特异材料膜，其形成在所述金属片的里面；和
第2导电膜，其形成在所述第2特异材料膜上，
所述第2特异材料膜是叠层了多个半导体膜的结构，氧化所述半导体膜的表面，形成绝缘层。
16、根据权利要求1～8的任一项所述的蓄电池，其特征在于：
具备：第2特异材料膜，其形成在所述金属片的里面；和
第2导电膜，其形成在所述第2特异材料膜上，
所述第2特异材料膜是至少一层层交替叠层了厚度为10nm以上且100nm以下的导体膜与厚度为2nm以上且10nm以下的绝缘膜的结构。
17、根据权利要求9～16的任一项所述的蓄电池，其特征在于：
所述金属膜、所述第1和第2特异材料膜、以及所述第1和第2导电膜的叠层物被缠绕成辊状。
18、一种电容器型蓄电池，其特征在于：
具备：金属片，其连接到第1端子的上；
第1特异材料膜，其形成在所述金属片表面上；和
第1导电膜，其形成在所述第1特异材料膜上且连接到第2端子上，
所述第1特异材料膜是多结晶半导体膜，所述多结晶半导体膜中的结晶界面为p-n结、肖特基连接或隧道连接。
19、根据权利要求1～18的任一项所述的蓄电池，其特征在于：
在所述金属片的表面上形成氧化绝缘膜，
在所述氧化绝缘膜上形成所述第1特异材料膜。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Open date: 20091111 |