JP2024509830A - 集積多層薄膜電子デバイスで電極相互接続を形成する方法 - Google Patents

集積多層薄膜電子デバイスで電極相互接続を形成する方法 Download PDF

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Abstract

集積多層薄膜電子デバイスの少なくとも２つの隣り合う単位デバイスの間に電極相互接続を形成する方法であって：隣り合う単位デバイスの少なくとも２つの離隔した第１の電極セクションを含む第１のパターニングされたコーティングを含む、薄膜基板上の第１の電極層；第１の電極層上に実質的に連続的なコーティングを含む第１の機能性層；及び少なくとも２つの離隔した機能性セクションを含む、第１の機能性層上の第２のパターニングされたコーティングを含む、第２の機能性層であって、各機能性セクションが、第１の機能性層上に位置決めされて、第１の電極セクションの１つの一部分と重なり合うことにより、その第１の電極セクションの一部分及び第１の機能性層を含む、隣り合う機能性セクションの間の隙間部分が画定される、第２の機能性層を含む、仲介デバイスを提供する工程；及び隣り合う単位デバイスの、少なくとも２つの離隔した第２の電極セクションを含む第３のパターニングされたコーティングとして、第２の機能性層上に第２の電極層を付着させる工程であって、各第２の電極セクションが、第２の機能性層の少なくとも１つの機能性セクション及び隣り合う単位デバイスの第１の電極セクションの少なくとも一部分を含む隣接する隙間部分の一部分と重なり合うように位置決めされ、第３のパターニングされたコーティングが、伝導性種及び少なくとも第１の溶媒を含む溶液を使用して形成される、工程を含み、第１の機能性層が第１の溶媒に可溶性であり、第２の機能性層が第１の溶媒において低い乃至ゼロの溶解度を有し、したがって隙間部分に対する第２の電極層の付着は、隣り合う単位デバイスの第１の電極と第２の電極との間の、第１の機能性層を通る少なくとも１つの導電性経路を形成する、方法。

Description

優先権の相互参照
本出願は、この参照によりその内容が本明細書に組み込まれるものと理解されるべきである、２０２１年３月４日に出願されたオーストラリア仮特許出願第２０２１９００６０６号の優先権を主張する。
本発明は、一般に、集積多層薄膜電子デバイスにおいて少なくとも２つの隣り合う単位デバイスの電極間に相互接続を形成する方法に関する。本発明は特に、溶液で処理された薄膜光起電力（ＰＶ）デバイスに適用可能であり、例示的な適用例に関連して本発明を以下に開示するのに好都合になる。しかしながら、本発明は、いくつかの異なるタイプの薄膜電子デバイス、特に溶液で処理した電子デバイス、例えば有機トランジスタ、ＯＬＥＤ、有機メモリー、及び印刷されたセンサーで、電気相互接続を形成するのに適用可能であることを理解すべきである。
背景技術の以下の考察は、本発明の理解を容易にすることが意図される。しかしながら考察は、言及される事柄のいずれかが、本出願の優先日で、公開された、公知の、又は共通する一般的知識の部分であることの、了承でも許可でもないことを理解すべきである。
光起電力電池（ＰＶ）を含む、溶液で処理された薄膜電子デバイスは、将来性ある次世代エレクトロニクスである。多数の薄膜エレクトロニクスは、実世界の適用例に向けて単一デバイスの規模を拡大するために相互接続することが必要である。例えば、ＰＶセルは、典型的には、特定の適用例に必要とされる出力のため、直列に接続されたＰＶセルの群を含むモジュールの形で使用される。
従来、単位デバイスの相互接続は、間隔を開けた電極を重ね合わせ且つ物理的に接続させるよう、単位デバイスの機能性層の間に物理的隙間を配置することを通して作製される。モジュールを製作するために、そのような隙間は、隙間が創出されるようにモジュールをパターニングすることによって形成される。パターニングは、図１に例示される３つの手法の１つによって行うことができる。
第１に、インクジェット印刷、スクリーン印刷、グラビア印刷等を含む２Ｄ印刷法（図１（ａ）に示される）：印刷法は、２Ｄパターンで自由度を提供する。任意のパターン及び隙間は、モジュール用に設定することができる。しかしながら、そのようなプロセスは一群のドットによって層を生成し、マイクロメートル規模で最終被膜の不均一性をもたらす。更に方法は、厚さの制御が不十分である。したがって、そのような方法は、ＰＶデバイスの光活性層等の厚さに敏感な層を製作するのに好ましい方法ではなかった。
第２に、スロットダイ又は逆グラビア法によるストライプのパターンのコーティングが、図１（ｂ）に示される。この手法は、プロセスの実用性に起因して、印刷されたＰＶの製作に最も一般的に使用されてきた。そのようなコーティング法は、２Ｄ印刷法よりも非常に良好な均一被膜を生成するが、各ストライプのエッジの厚さは、乾燥プロセス中のＭａｒａｎｇｏｎｉ流に起因して、中央とは異なる（コーヒーリング効果として一般に知られている）。更に、０．５ｍｍ又はそれ未満の狭い隙間は、製造プロセスにおいて信頼性を持って生成できず、これはデバイス面積の損失を意味する。
第３に、非パターン化コーティング及びスクライビング手法が図１（ｃ）に例示される：この手法は、基板全体にわたり均一性及び高いセル面積を実現するのに最も理想的である（所謂、幾何学的フィルファクター、ＧＦＦ）。従来の手法と比較して、均一性は高いセル面積効率を提供し、高いＧＦＦは、より高い出力を提供する。しかしながら、この手法は、製造用のインライン式スクライバーの相当な費用に起因して、大面積モジュールを広く使用していない。
米国特許出願公開第ＵＳ２０１９０３９３４２３号明細書
したがって、集積多層薄膜電子デバイスで電極相互接続を形成する新しい及び／又は改善されたプロセス、並びにより詳細には、溶液で処理された薄膜電子デバイスを提供することが望ましい。
本発明は、集積多層薄膜電子デバイスの電極相互接続を形成する方法に関する。
本発明は、第１の態様において、集積多層薄膜電子デバイスの少なくとも２つの隣り合う単位デバイスの間に電極相互接続を形成する方法であって、
隣り合う単位デバイスの少なくとも２つの離隔した第１の電極セクションを含む第１のパターニングされたコーティングを含む、薄膜基板上の第１の電極層、
第１の電極層上に実質的に連続的なコーティングを含む第１の機能性層、及び
少なくとも２つの離隔した機能性セクションを含む、第１の機能性層上の第２のパターニングされたコーティングを含む、第２の機能性層であって、各機能性セクションが、第１の機能性層上に位置決めされて、第１の電極セクションの１つの一部分と重なり合うことにより、その第１の電極セクションの一部分及び第１の機能性層を含む、隣り合う機能性セクションの間の隙間部分が画定される、第２の機能性層
を含む、仲介デバイスを提供する工程、並びに
隣り合う単位デバイスの少なくとも２つの離隔した第２の電極セクションを含む第３のパターニングされたコーティングとして、第２の機能性層上に第２の電極層を付着させる工程であって、各第２の電極セクションが、第２の機能性層の少なくとも１つの機能性セクション及び隣り合う単位デバイスの第１の電極セクションの少なくとも一部分を含む隣接する隙間部分の一部分と重なり合うように位置決めされ、第３のパターニングされたコーティングが、伝導性種及び少なくとも第１の溶媒を含む溶液を使用して形成される、工程
を含み、
第１の機能性層が第１の溶媒に可溶性であり、第２の機能性層が第１の溶媒において低い乃至ゼロの溶解度を有し、したがって隙間部分に対する第２の電極層の付着は、隣り合う単位デバイスの第１の電極と第２の電極との間の、第１の機能性層を通る少なくとも１つの導電性経路を形成する、
方法を提供する。
したがって本発明は、第２の電極層を形成するのに使用される溶媒で多層被膜の成分の選択的溶解度を利用することにより、集積多層薄膜電子デバイスの機能性層を通る、離隔した電極間の電気接続を形成するための代替プロセスを提供する。
いかなる理論にも拘泥するものではないが、本発明者らは、交互に配された材料層の示差的直交溶解度が、電極層間の電気相互接続を形成する重要な鍵であると考える。ここで多層は、下にある層を再溶解することなく後続の層が付着／堆積されるよう、交互に配された極性で形成される。第１の溶媒は、隙間部分の第１の機能性層の少なくとも部分を溶解して、第１の機能性層を通る、第１の電極層と第２の電極層との間の電気相互接続を形成する。対照的に、第２の機能性層は、第１の溶媒の影響を受けず、第２の電極層の付着の際に溶解しない。
第２の機能性層は、好ましくは、第１の溶媒に対して実質的に低い乃至ゼロの溶解度を有する。この低い溶解度は、第２の電極層が付着されたとき、第２の機能性層が実質的に無傷のままになること（無欠陥）を、確実にする。
交互に配された材料層の示差的直交溶解度は、極性が交互になった層を付着させることによって実現することができる。好ましい実施形態では、第１の機能性層及び第２の機能性層は異なる極性を有する。一部の実施形態では、第１の機能性層は極性層を含み、第２の機能性層は無極性層を含む。他の実施形態では、第１の機能性層は無極性層を含み、第２の機能性層は極性層を含む。この交互に配された極性のレイアップでは、第１の溶媒が好ましくは第１の機能性層と同じ極性を有する。
このように、第１の機能性層は極性層であり、第１の溶媒は極性溶媒である。第１の機能性層が無極性層であるとき、第１の溶媒は無極性溶媒である。第２の機能性層は、第１の機能性層とは異なる極性であり（極性であるのか無極性であるのかに関し）、したがって第１の溶媒に対して低い乃至ゼロの溶解度を有する。プロセスは、極性が交互になっている多層を繰り返し、且つ形成することができ、即ち極性／無極性／極性／無極性材料とすることができる。
第１の溶媒は、第２の電極層を付着するための、且つ第１の機能性層の部分を溶解して、第１の機能性層を通る、隣り合う単位デバイスの第１の電極と第２の電極との間の少なくとも１つの導電性経路を形成するための、任意の適切な溶媒を含むことができる。実施形態では、第１の溶媒が、
ＤＭＦ、ＤＭＳＯ、γ－ブチロラクトン、アセトン、アセチルアセトン、アセト酢酸エチル、ＮＭＰ、ＤＭＡＣ、ＴＨＦ、若しくはこれらの組合せ、
イソプロパノール、ｎ－ブタノール、イソブタノール、エタノール、メタノール、酢酸、エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセロール、アリルアルコール、プロパギルアルコール、イノシトール、若しくはこれらの組合せ、又は
ベンゼン、トルエン、キシレン、トリメチルベンゼン（例えば、メシチレン）、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、クロロホルム、ジクロロメタン、アニソール、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジ（プロピレングリコール）ジメチルエーテル、又はこれらの組合せ
の１種又は複数を含む。
第１の溶媒の選択は、必要とされる極性及び様々な層の組成に依存することを理解すべきである。集積多層薄膜電子デバイスが光電子デバイス、特に光起電力デバイスを含む場合、第１の溶媒の選択は、光起電力層の組成に依存する。例えば、ペロブスカイドデバイスでは、第１の溶媒は好ましくは：ＤＭＦ、ＤＭＳＯ、γ－ブチロラクトン、アセトン、アセチルアセトン、アセト酢酸エチル、ＮＭＰ、ＤＭＡＣ、ＴＨＦ、又はこれらの組合せ；又はイソプロパノール、ｎ－ブタノール、ｉｓｏ－ブタノール、エタノール、メタノール、酢酸、エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセロール、アリルアルコール、プロパルギルアルコール、イノシトール、若しくはこれらの組合せから選択される。有機ＰＶデバイスでは、第１の溶媒は好ましくは、ベンゼン、トルエン、キシレン、トリメチルベンゼン（例えば、メシチレン）、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、クロロホルム、ジクロロメタン、アニソール、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジ（プロピレングリコール）ジメチルエーテル、又はこれらの組合せから選択される。
薄膜電子デバイスは、少なくとも２つの隣り合う単位デバイス、より好ましくは一連の隣り合う単位デバイスを薄膜基板上に含むことを理解すべきである。隣り合う各単位デバイスは、本発明の第１の態様により形成された相互接続を含むことができる。一部の実施形態では、複数の単位デバイスをモジュールに配置構成することができ、そのモジュールの隣り合う各単位デバイスは、本発明の第１の態様により相互接続することができる。集積多層薄膜電子デバイスは、いくつかの単位デバイス、及び／又は設計構成で薄膜基板上に配置構成された、いくつかのモジュールを含んでいてもよい。隣り合うモジュールは同様に、本発明の第１の態様によるプロセスを使用して、接続／相互接続することができる。
単位デバイスは、より大きい集積電子デバイスを形成するよう直列に又は並列に相互接続することが必要な個々のデバイス又はユニットを、薄膜電子デバイス内に含むことも、理解すべきである。本明細書で詳細に具体化される実施例は、光電子デバイス、特に光起電力デバイス内の、個々のセル（単位デバイス）である。しかしながら本発明は、有機トランジスタ、ＯＬＥＤ、有機メモリー、及び印刷されたセンサー等、多くのその他の溶液で処理された集積多層薄膜電子デバイスの集積構造を構成する単位デバイスを接続するのに、適用できることを理解すべきである。
第１の溶媒は、典型的には第１の機能性層の一部分を溶解して、第１の機能性層を通る、隣り合う単位デバイスの第１の電極と第２の電極との間の導電性経路を形成する。実施形態では、溶解した部分は、第１の機能性層を通る１つ又は複数のチャネルを形成する。したがって電気相互接続は、典型的には第１の機能性層を通る１つ又は複数のチャネルである。溶解した第１の機能性層の量は、典型的には小さく、第１の機能性層にナノからマイクロサイズのチャネルを形成する。実施形態では、隣り合う単位デバイスの第１の電極と第２の電極との間の少なくとも１つの導電性経路は、１つ又は複数のマイクロ又はナノサイズの経路、好ましくは第１の機能性層を通る１つ又は複数のマイクロ又はナノサイズのチャネルを含む。一部の実施形態では、隣り合う単位デバイスの第１の電極と第２の電極との間の少なくとも１つの導電性経路は、第１の機能性層を通る１つ又は複数のマイクロからナノサイズの経路又はチャネルを含む。実施形態では、少なくとも１つの導電性経路は、多くのマイクロからナノサイズの経路又はチャネルを含み、ある場合には、何百万ものマイクロからナノサイズの経路又はチャネルを含む。より詳細には、第１の電極層と第２の電極層との間の少なくとも１つの導電性経路は、好ましくは、１つ又は複数の欠陥を第１の機能性層に含み、好ましくは第１の機能性層の厚みを通る１つ又は複数のピンホール欠陥を含む。
少なくとも１つの伝導性経路は、隣り合う単位デバイスの第１の電極と第２の電極との間の、第１の機能性層を通る任意の数の経路又はチャネルを含むことができることを理解すべきである。典型的には、プロセスは、多数のナノからマイクロ経路又はチャネルを形成する。ほとんどの場合、少なくとも１つの伝導性経路は、第１の機能性層を通る何百万ものナノからミクロチャネルを含む。例えば、多層薄膜電子デバイスを含む２ｍｍ×１００ｍｍ線の全面積は、層の構成に応じて伝導性経路とすることができる。ある場合には、全層（第２の電極の下で第２の機能性層により覆われていない第１の機能性層）は、均一に伝導性とすることができる。これらの実施形態では、隙間部分（第２の電極の下で第２の機能性層により覆われていない第１の機能性層の部分）の実質的に全て又は全ては、第１の電極と第２の電極のとの間の伝導性経路を提供する。ナノからマイクロ経路又はチャネルのそれぞれは、第１の機能性層を通して、この層に沿って、及びこの層の付近に分布されて、第１の電極と第２の電極との間の伝導性経路を形成する。
いかなる理論によっても限定しようとするものではないが、これらの実施形態において、本発明者らは、集積多層薄膜電子デバイスで周知の不全メカニズムを利用し、１つ又は複数の後続の付着される層からの溶媒が、その層が上に付着される層の構造に損傷を及ぼす可能性がある。例えば、有機溶媒ベースの伝導性ペーストが有機薄膜層の上部に堆積されるとき、薄膜は損傷を受けることになり、機能を失い、層を通る伝導チャネルを形成する。溶媒は、その層に物理的欠陥を創出する可能性があり、例えばその有機薄膜層のピンホールを通して短絡形成の可能性がある。
伝導性経路は、典型的には第１の機能性層を通るナノからマイクロチャネルを含むが、本発明はその他の形態を創出できることを理解すべきである。例えば、一部の実施形態では、伝導性経路は、より大きい規模で、例えばマイクロからｍｍサイズのチャネル又は経路で形成されてもよい。更に、経路又はチャネル以外のその他の構成、例えば第１の機能性層を通るアパーチャ又は開口を使用することができる。
隣り合う機能性セクション間の隙間部分は、好ましくは、隣り合う単位デバイスの第１の電極と第２の電極との間の、第１の機能性層を通る少なくとも１つの導電性経路を位置付けるように構成される。したがって、隣り合う機能性セクションの間の隙間部分は、好ましくは、第１の電極層及び第１の機能性層のみ含む。
集積多層薄膜電子デバイスは、任意の数の機能性層を有することができる。機能性層の性質及び数は、集積多層薄膜電子デバイスの機能及び必要とされる構成に依存する。一部の実施形態では、仲介デバイスは、第１の電極層と第２の電極層との間、好ましくは第１の電極層と第２の機能性層との間に少なくとも１つの更なる機能性層を含む。一部の実施形態では、仲介デバイスは：第１の機能性層と第２の機能性層との間の少なくとも１つの更なる機能性層、又は第１の電極層と第１の機能性層との間の少なくとも１つの更なる機能性層の少なくとも１つを含む。
少なくとも１つの更なる機能性層は、２つ以上の層とすることができる。一部の実施形態では、第１の電極層と基板との間に更なるコーティング／層が可能であることも、理解すべきである。これらの実施形態において、更なる機能性層のそれぞれは、好ましくは、第２の機能性層の機能性セクションに対して相補的構成を有する、少なくとも２つの離隔した第２のセクションを含むパターニングされたコーティングを含む。「相補的構成」は、第２の機能性層の機能性セクションの機能性セクションに対する相補的パターン及び／又は形状に関することを、理解すべきである。この意味において、少なくとも１つの更なる機能性層、第２の機能性層は、相補的及び／又は対応するパターンで第２の機能性層に付着されて、更なる機能性層内の隣り合う機能性セクションの間の第２の機能性層の隙間部分に類似の及び実質的に対応する隙間部分も画定するようになる。これにより、更なる機能性層に、又は既に論じられたように利用できる離隔した電極間に電気接続を形成するための層に、適切な隙間があることも確実になる。
実施形態では、更なる機能性層は、更なる電荷選択層を含む。更なる電荷選択層は：少なくとも１つの電極スクリーニング層；少なくとも１つの正孔遮断層；少なくとも１つの電子遮断層；少なくとも１つの正孔輸送層；又は少なくとも１つの電子輸送層の少なくとも１つを含むことができる。実施形態では、更なる機能性層は、好ましくは第１の電極層と第２の機能性層との間に位置付けられる、第２の機能性層に対する相補的電荷選択層を含む。
一部の実施形態では、仲介デバイスは、基板と第１の機能性層との間に少なくとも１つの更なる機能性層を含む。例えば、基板は更なるコーティング層をその表面に含んでいてもよい。
仲介デバイスは、様々な層の逐次付着を通して形成することもできる。実施形態では、方法は更に：
隣り合う単位デバイスの少なくとも２つの離隔した第１の電極セクションを含む第１のパターニングされたコーティングを含む第１の電極層を、薄膜基板上に付着させる工程、
第１の電極層上に実質的に連続するコーティングを含む第１の機能性層を付着させる工程、及び
第２のパターニングされたコーティングを含む第２の機能性層を、少なくとも２つの離隔した機能性セクションを含む第１の機能性層に付着させる工程であって、各機能性セクションが、第１の機能性層上に位置決めされて、第１の電極セクションの１つの一部分と重なり合うことにより、その第１の電極セクションの一部分と第１の機能性層とを含む、隣り合う機能性セクション間の隙間部分を画定される、工程
によって、仲介デバイスを形成する工程を含むことができる。
様々な層を付着して、集積多層薄膜電子デバイス及び／又は仲介デバイスを、様々な付着技法を使用して形成することができる。一部の実施形態では、第１の電極層、第１の機能性層、第２の機能性層、又は第２の電極層の少なくとも１つが：鋳造、ドクターブレード、印刷、スクリーン印刷、インクジェット印刷、パッド印刷、ナイフコーティング、メニスカスコーティング、スロットダイコーティング、グラビアコーティング、逆グラビアコーティング、キスコーティング、マイクロロールコーティング、カーテンコーティング、スライドコーティング、スプレーコーティング、フレキソ印刷、オフセット印刷、回転スクリーン印刷、又は浸漬コーティングの少なくとも１つを使用して基板に付着される。
一部の実施形態では、本発明のプロセスは更に、集積多層薄膜電子デバイスの付着された各層を乾燥する工程を含む。乾燥する工程は、空気乾燥、対流乾燥、常圧乾燥、熱処理、アニーリング、クエンチ処理、又は同様のものの１つ又は組合せを含む、任意の数の乾燥プロセスを含むことができる。一部の実施形態では、付着された層を乾燥する工程は、それぞれの層の付着されたコーティングの少なくとも６０℃、好ましくは少なくとも７０℃、より好ましくは少なくとも１００℃、更により好ましくは少なくとも１２０℃の温度での熱処理を含む。
一部の実施形態では、付着された各コーティング／層が空気乾燥される。他の実施形態では、対流又は強制乾燥技法が使用される。一部の実施形態では、熱は、それぞれの溶媒の蒸発を促すために加えることができる。一部の実施形態では、気体クエンチ処理技法を使用して、それぞれのコーティング／層を急速に乾燥させる。窒素、アルゴン、又は他の不活性ガス等の乾燥ガスの適用を通して付着された層の急速冷却及び乾燥を含む、気体クエンチ処理を、理解すべきである。好ましい実施形態では、室温での高圧窒素を、気体クエンチ処理工程に使用する。
第１及び第２のパターニングされた層は、個別に離隔したセクションのパターニングされたコーティングを含む。第２の機能性層の各機能性セクションは、第１の電極層の１つの電極セクションの全面積の一部に重なるように位置決めされ、第２の機能性層内の隣り合う機能性セクション間に複数の離隔した隙間部分を画定し、各隙間部分は第１の電極層及び第１の機能性層を含んでいる。重ねる工程は、多層構造におけるそれぞれの層の層状化セクションの重ね合わせを含むことを理解すべきである。
第１及び第２のパターニングされたコーティングは、任意の適切な構成を有することができる。実施形態では、第１のパターニングされたコーティングは、複数の離隔した個別の第１の電極セクションを含み、各電極セクションは、薄膜基板上で規則的なパターンに配置構成された幾何学的形状を含む。各電極セクションは、好ましくは同じ形状を有する。一部の実施形態では、第１のパターニングされたコーティングは、モザイク状のパターンを含む。他の実施形態では、第１のパターニングされたコーティングは、格子パターンに形成される。第２のパターニングされたコーティングは、好ましくは第１のパターニングされたコーティングに対して相補的パターンを含む。それにも関わらず、他の実施形態では、電極セクションが任意の形状を有することができ、個々の層を横断して形状を一致させる必要がないことを、理解すべきである。
特定の実施形態では、第１のパターニングされたコーティング及び第２のパターニングされたコーティングは、ストリップ長に沿って位置合わせされた第２の縦軸を有する柔軟なストリップに付着された第１の縦軸を有する複数の離隔した長方形のセクションを含み、この長方形のセクションは、第１の縦軸が第２の縦軸に垂直に位置合わせされている柔軟なストリップ上に配置構成されている。
第３のパターニングされたコーティングは、好ましくは、第２のパターニングされたコーティング、及び好ましくは第１のパターニングされたコーティングに相補的なパターンを含む。実施形態では、第３のパターニングされたコーティングは、格子、好ましくは規則的な反復幾何形状から形成された格子を含む。格子は、一連の離隔した要素、好ましくは複数の離隔した線から形成することができる。
第３のパターニングされたコーティングの格子の構成の変形例を使用して、その格子のセクションを強調することができる。例えば、格子の選択された部分の厚さは、格子の強調された部分又はセクションを形成するよう、格子のその他の部分と比較してより大きい厚さで構成することができる。それらの強調された部分は、格子内にパターンを形成するように設計することができ、この格子が下にある層に対して対照的な影及び／又は色を有するように設計されたとき、集積多層薄膜電子デバイスのビューアーが認識できない視覚的及び／又は目に見えるパターンを生成することができる。その視覚的及び／又は目に見えるパターンは、パターン、写真、指標、又は同様のものを含むことができる。実施形態では、格子内の要素の選択された部分の厚さは、格子のより厚い要素内で選択された指標の構成を生成するように、格子内の隣接する要素の厚さに対してより厚い。格子が一連の離隔した線から形成される実施形態では、格子内の線の選択された部分の幅は、格子内の隣接する要素の幅に対してより大きくすることができ、格子のより広い線内に選択された指標の構成を生成することができる。選択された指標の例には、ロゴ、文字、数字、記号、パターン、レンダリング画像、単語、サイン、マーク、エンブレム、タグ、シール、スタンプ等の１つ又は複数が含まれる。ある特定の実施形態では、格子内の要素の選択された部分の厚さ又は幅は、格子内の隣接する要素の厚さ又は幅の少なくとも１．５倍、好ましくは２倍である。しかしながら、選択された指標の識別可能なレンダリングを提供する、任意の適切な厚さ又は幅の差が、使用され得ることを理解すべきである。
格子内に選択された指標を表すのを支援するために、第２の電極層の色は、好ましくは第１の機能性層及び第２の機能性層と対比するように選択される。その色は、好ましくは、第１の機能性層及び第２の機能性層の色に対して高コントラストの線を生成するように選択される。
薄膜基板は、その表面に集積多層薄膜電子デバイスの多層を付着させることができる任意の適切な薄膜を含むことができる。実施形態では、薄膜基板は、フレキシブル基板を含む。基板は、ポリマー、金属、セラミック、又はガラスの少なくとも１つ、好ましくはポリマー被膜を含み得ることを理解すべきである。実施形態では、薄膜基板は、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）；ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）；又はＩＴＯ－ＰＥＴ基板、好ましくはＩＴＯがパターニングされたＰＥＴ基板を含む。例えば基板は、１ｍｍ幅の隙間で１０ｍｍ幅のＩＴＯパターンを持つＰＥＴ基板を含むことができる。しかしながら、任意の適切なＩＴＯパターンを使用できることを、理解すべきである。
本発明の方法は、有機トランジスタ、ＯＬＥＤ、有機メモリー、及び印刷されたセンサー等、任意の溶液で処理された電子デバイスで使用することができる。一部の無機金属系デバイスにも適用可能であるが、金属酸化物粒子により製作された層は、再溶解可能ではない。したがって適用は限られることになる。本発明は、光起電力及び光電子ソーラーデバイスでの特定の適用例を見出した。その例には、有機ソーラーユニットデバイス、ＯＰＶ、ペロブスカイトソーラーユニットデバイス、ロールツーロールが含まれる。
上述のように、集積多層薄膜電子デバイスは、任意の数の機能性層を有することができる。実施形態では、基板は：
透明伝導体層の少なくとも１つのコーティング、
有機若しくは無機半導体を含む、少なくとも１つの正孔輸送層、又は
有機若しくは無機伝導体を含む、少なくとも１つの電子輸送層
の少なくとも１つから選択される１つ若しくは複数の層又はコーティングを含んでいてもよい。
透明伝導体層は、透明伝導性酸化物（ＴＣＯ）；多層混成被膜；又はポリマー系伝導体から選択することができる。例えば、透明伝導性酸化物（ＴＣＯ）は、スズがドープされた酸化インジウム（ＩＴＯ）、フッ化物がドープされた酸化スズ（ＦＴＯ）、ドープ型酸化亜鉛、例えばアルミニウムがドープされた酸化亜鉛（ＡＺＯ）、又はインジウムがドープされた酸化カドミウムを含むことができ；多層混成被膜は、ＴＣＯ－金属－ＴＣＯを含むことができ；ポリマー系伝導体は、金属格子を持つ及び持たないポリ（３，４－エチレンジオキシチオフェン及びポリスチレンスルホネートの混合物（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）を含む。
本発明の更なる態様は、本発明の第１の態様によるプロセスを使用して形成された光電子デバイスを提供する。
本発明の第２の態様は：
隣り合う単位デバイスの少なくとも２つの離隔した第１の電極セクションを含む第１のパターニングされたコーティングを含む、薄膜基板上の第１の電極層、
第１の電極層上に実質的に連続したコーティングを含む第１の機能性層、
並びに
少なくとも２つの離隔した機能性セクションを含む、第１の機能性層上の第２のパターニングされたコーティングを含む第２の機能性層であって、各機能性セクションが、第１の機能性層上に位置決めされて、第１の電極セクションの１つの一部分と重なり合うことにより、その第１の電極セクションの一部分及び第１の機能性層を含む、隣り合う機能性セクション間の隙間部分を画定する、第２の機能性層；及び
隣り合う単位デバイスの少なくとも２つの離隔した第２の電極セクションを含む第３のパターニングされたコーティングを含む、第２の機能性層上の第２の電極層であって、第２の電極セクションのそれぞれは、第２の機能性層の少なくとも１つの機能性セクションと、隣り合う単位デバイスの第１の電極セクションの少なくとも１つの部分とを含む隣接する隙間部分の一部分とが重なり合うように位置決めされる、第２の電極
を含み、
各隙間部分が、隣り合う単位デバイスの第１の電極と第２の電極との間の、第１の機能性層を通る少なくとも１つの導電性経路を含む、
集積多層薄膜電子デバイスを提供する。
隣り合う単位デバイスの第１の電極と第２の電極との間の少なくとも１つの導電性経路は、好ましくは、１つ又は複数のマイクロ又はナノサイズの経路、好ましくは第１の機能性層を通る１つ又は複数のマイクロ又はナノサイズのチャネル、好ましくは１つ又は複数のマイクロ又はナノサイズの経路又はチャネルを含む。実施形態では、少なくとも１つの導電性経路は、多数のマイクロ又はナノサイズの経路又はチャネルを含み、ある場合には、何百万ものマイクロからナノサイズの経路又はチャネルを含む。一部の実施形態では、隙間部分の実質的に全て又は全てが、第１の電極と第２の電極との間の伝導性経路を提供する。
したがって本発明の第２の態様は、多層構造を通る２つの離隔した電極間の電気接続が少なくとも１つのマイクロ又はナノサイズの導電性経路を含む、集積多層薄膜電子デバイスを提供する。このマイクロ又はナノサイズの導電性経路は、典型的には、関連する１つ又は複数の機能性層を通る欠陥、例えばピンホール欠陥を含む。
本発明の第２の態様のデバイスは、好ましくは本発明の第１の態様による方法から形成されると理解すべきである。したがって、本発明の第１の態様に関係して論じられる特徴は、本発明のこの第２の態様の類似の特徴に、等しく関係すると理解すべきである。
この場合も、第１の機能性層及び第２の機能性層は、好ましくは異なる極性を有する。実施形態では、第１の機能性層は極性層を含み、第２の機能性層は無極性層を含む。他の実施形態では、第１の機能性層は無極性層を含み、第２の機能性層は極性層を含む。
隣り合う単位デバイスの第１の電極と第２の電極との間の少なくとも１つの導電性経路は、好ましくは１つ又は複数のチャネル、及びより好ましくは１つ又は複数の欠陥を、第１の機能性層に含む。実施形態では、それらの欠陥は、第１の機能性層の厚みを通る１つ又は複数のピンホール欠陥を含む可能性がある。
隣り合う機能性セクション間の隙間部分は、好ましくは、第１の電極層及び第１の機能性層のみ含む。
第１及び第２のパターニングされたコーティングは、任意の適切な構成を有することができる。第１のパターニングされたコーティングは、好ましくは、複数の離隔した個別の第１の電極セクションを含み、各電極セクションは、薄膜基板上に規則的なパターンに配置構成された幾何形状を含んでいる。各電極セクションは、好ましくは同じ形状を有する。実施形態では、第１のパターニングされたコーティングは、モザイク状のパターンを含む。第２のパターニングされたコーティングは、好ましくは、第１のパターニングされたコーティングに対する相補的パターンを含む。しかしながら、他の実施形態では、電極セクションが任意の形状を有することができ、個々の層を横断してその形状を一致させる必要がないことを、理解すべきである。
実施形態では、第１のパターニングされたコーティング及び第２のパターニングされたコーティングは、ストリップ長に沿って位置合わせされた第２の縦軸を有する柔軟なストリップに適用された第１の縦軸を有する複数の離隔した長方形のセクションを含み、この長方形のセクションは、第２の縦軸に垂直に位置合わせされた第１の縦軸を持つ柔軟なストリップ上に配置構成されている。
第３のパターニングされたコーティングは、典型的には、第２のパターニングされたコーティングに対する相補的パターンを含み、好ましくは第１のパターニングされたコーティングを含む。実施形態では、第３のパターニングされたコーティングは、格子、好ましくは規則的な反復幾何形状から形成された格子を含む。格子は、好ましくは、一連の離隔した要素、好ましくは複数の離隔した線から形成される。格子内の要素の選択された部分の厚さは、格子のより厚い要素内に選択された指標の構成を生成するため、格子内の隣接する要素の厚さに対してより厚くなるように構成することができる。格子が一連の離隔した線から形成される実施形態では、格子内の線の選択された部分の幅は、格子のより広い線内に選択された指標の構成を生成するため、格子内の隣接する要素の幅に対してより大きくすることができる。実施形態では、格子内の要素の選択された部分の厚さ又は幅は、格子内の隣接する要素の厚さ又は幅の少なくとも１．５倍、好ましくは２倍である。
既に説明したように、第２の電極層の色は、第１の機能性層及び第２の機能性層と対照的になるように、好ましくは第１の機能性層及び第２の機能性層の色に対して高コントラストの線を生成するように、選択される。
薄膜基板は、集積多層薄膜電子デバイスの多層をその表面に付着させることができる、任意の適切な薄膜を含むことができる。実施形態では、薄膜基板はフレキシブル基板を含む。基板は、ポリマー、金属、セラミック、又はガラスの少なくとも１つ、好ましくはポリマー被膜を含んでいてもよいことを理解すべきである。
集積多層薄膜電子デバイスは、有機トランジスタ、ＯＬＥＤ、有機メモリー、及び印刷されたセンサー等、任意の溶液で処理された電子デバイスに使用することができる。いくつかの無機材料系デバイスにも適用可能であるが、金属酸化物粒子により製作された層は、再溶解可能ではない。したがって適用例は限定されることになる。
本発明は、光起電力及び光電子ソーラーデバイスに特定の用途を見出す。その例には、有機ソーラーセル、ＯＰＶ、ペロブスカイトソーラーセル、ロールツーロールが含まれる。一部の実施形態では、薄膜電子デバイスは、有機トランジスタ、ＯＬＥＤ、有機メモリー、及び印刷されたセンサー等、溶液で処理された電子デバイスを含む。
本発明の第１又は第２の態様の薄膜電子デバイスは、好ましくは光電子デバイスを含み、より好ましくは溶液で処理された光起電力デバイス又は光活性センサーを含む。光電子デバイスは、光起電力セル、光検出器を含む光活性センサー等を含むがこれらに限定されない、光電気、光起電力、及び同様のデバイス等、広範囲の光活性デバイスを含むことができる。
したがって本発明による光電子デバイスは、光起電力セル、光活性センサー、又は発光デバイス等の光活性デバイスを含むことができる。一部の実施形態では、光電子デバイスは、光ダイオード；光トランジスタ；光増幅器；光レジスター；光検出器；光感受性検出器；固相トライオード；バッテリー電極；発光デバイス；発光ダイオード；トランジスタ；ソーラーセル；レーザー；及びダイオード射出レーザーから選択することができる。
集積多層薄膜電子デバイスが光電子デバイスを含む場合、第１の機能性層が好ましくは光活性層を含む。光活性層は、有機光起電力化合物又はペロブスカイト光活性化合物の少なくとも１つを含んでいてもよい。実施形態では、光活性層は、１種若しくは複数の有機光起電力化合物、又は１種若しくは複数のペロブスカイト光活性化合物の少なくとも１種を含んでいてもよい。更に、第２の機能性層は、好ましくは電荷選択層を含む。電荷選択層は：少なくとも１つの電極スクリーニング層；少なくとも１つの正孔遮断層；少なくとも１つの電子遮断層；少なくとも１つの正孔輸送層；又は少なくとも１つの電子輸送層の少なくとも１つを含むことができる。実施形態では、第２の機能性層は、少なくとも１つの正孔輸送層を含む。
第１の電極層は、好ましくは透明電極層を含む。第２の電極層は、好ましくは金属又は金属のイオン形態及び少なくとも第１の溶媒を含む溶液を使用して形成された金属電極、より好ましくは銀電極を含む。
本発明は、例として有機ＰＶを使用する。しかしながら本発明は、他の電子デバイスに、及び異なる順序の極性、例えばペロブスカイト光活性層／無極性層／極性伝導性インクで使用することができる。
本明細書で使用される「厚さ」という用語は、光電子デバイスの構成要素の平均厚さを指す。様々な層の厚さは一般に、所望のプロセス及び集積多層薄膜電子デバイスの性質に合わせて調整される。実施形態では、第１の電極層、第１の機能性層、第２の機能性層、又は第２の電極層の少なくとも１つは、１μｍ未満、好ましくは１００ｎｍから６００ｎｍ、より好ましくは２００から４００ｎｍ、より好ましくは３００から４００ｎｍ、及び更により好ましくは約３００ｎｍの乾燥層厚を有する。
集積多層薄膜電子デバイスは、そのデバイスの構成に応じて様々な層を含むことができる。実施形態では、仲介デバイスは、少なくとも１つの更なる機能性層を、第１の電極層と第２の電極層との間に、好ましくは第１の電極層と第２の機能性層との間に含む。一部の実施形態では、集積多層薄膜電子デバイスは：第１及び第２の機能性層の間の少なくとも１つの更なる機能性層、又は第１の電極層と第１の機能性層との間の少なくとも１つの更なる機能性層の少なくとも１つを更に含む。更なる機能性層のそれぞれは、好ましくは、第２の機能性層の機能性セクションに対する相補的構成を有する少なくとも２つの離隔した第２のセクションを含む、パターニングされたコーティングを含む。「相補的構成」は、第２の機能性層の機能性セクションの機能性セクションに対する相補的形状及び／又はパターンに関係することを、理解すべきである。この意味において、少なくとも１つの更なる機能性層、第２の機能性層には、第２の機能性層に対する相補的及び／又は対応するパターンが適用されて、更なる機能性層内の隣り合う機能性セクション間の第２の機能性層の隙間部分に類似の及び実質的に対応する隙間部分も画定するようになる。このことは、本発明の第１の態様に関して既に論じられたように利用することができる、更なる機能性層又は離隔した電極間に電気接続を形成するための層に適切な隙間があることも確実にする。
実施形態では、更なる機能性層が、更なる電荷選択層を含む。更なる電荷選択層は：少なくとも１つの電極スクリーニング層；少なくとも１つの正孔遮断層；少なくとも１つの電子遮断層；少なくとも１つの正孔輸送層；又は少なくとも１つの電子輸送層の少なくとも１つを含むことができる。実施形態では、更なる機能性層は、第２の機能性層に対する相補的電荷選択層を含む。例えば、第２の機能性層が少なくとも１つの正孔輸送層を含む場合、更なる機能性層は、電子輸送層を含む。同様に、第２の機能性層が電子輸送層を含む場合、更なる機能性層は少なくとも１つの正孔層を含む。更なる機能性層が更なる電荷選択層を含む場合、その更なる電荷選択層は、典型的には第１の電極と第１の機能性層との間に位置決めされる。そのような実施形態では、第１の電極層は、好ましくは透明電極層であり、第１の機能性層は好ましくは光活性層である。
一部の実施形態では、基板は：
透明伝導体層の少なくとも１つのコーティング、
有機若しくは無機半導体を含む少なくとも１つの正孔輸送層、又は
有機若しくは無機伝導体を含む少なくとも１つの電子輸送層
の少なくとも１つから選択される、１つ若しくは複数の層又はコーティングを含んでいてもよい。
この場合も、透明伝導体層は、透明伝導性酸化物（ＴＣＯ）；多層混成被膜；又はポリマー系伝導体から選択することができる。例えば、透明伝導性酸化物（ＴＣＯ）は、スズがドープされた酸化インジウム（ＩＴＯ）、フッ化物がドープされた酸化スズ（ＦＴＯ）、ドープ型酸化亜鉛、例えばアルミニウムがドープされた酸化亜鉛（ＡＺＯ）、又はインジウムがドープされた酸化カドミウムを含むことができ；多層混成被膜は、ＴＣＯ－金属－ＴＣＯを含むことができ；ポリマー系伝導体は、金属格子を持つ及び持たないポリ（３，４－エチレンジオキシチオフェン及びポリスチレンスルホネートの混合物（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）を含む。
一部の実施形態では、基板は、付着された層がその表面に付着される１つ若しくは複数の層又はコーティングを含むことができる。これらのコーティングは、好ましくは：
透明伝導体層の少なくとも１つのコーティング、
少なくとも１つの電極スクリーニング層、
少なくとも１つの正孔遮断層、
少なくとも１つの電子遮断層、
少なくとも１つの正孔輸送層、又は
少なくとも１つの電子輸送層
の少なくとも１つから選択される。
例えば、基板は、下記のコーティング：
透明伝導体層、及び透明伝導体層に付着された少なくとも１つの正孔輸送層の少なくとも１つのコーティング；又は
透明伝導体層、及び透明伝導体層に付着された少なくとも１つの電子輸送層の少なくとも１つのコーティング
を含むことができる。
別の実施例では、基板は、以下のコーティング：
透明伝導体層、及び透明伝導体層に付着された少なくとも１つの正孔輸送層の少なくとも１つのコーティング；又は
透明伝導体層、及び透明伝導体層に付着された少なくとも１つの電極スクリーニング層の、少なくとも１つのコーティング
を含むことができる。
電極スクリーニング材料は、１０から２５ｎｍの間の厚さでコーティングすることができる。電極スクリーニング層は、好ましくは、少なくとも１つの正孔遮断層；又は少なくとも１つの電子遮断層を含む。
一部の実施形態では、少なくとも１つの正孔輸送層は、有機又は無機半導体を含む。一部の実施形態では、少なくとも１つの電子輸送層は、有機又は無機伝導体を含む。
基板に付着されたコーティングは、典型的には、付着された光活性層がその部分を形成する光活性デバイスの構成に依存する。光活性デバイス層の従来の構造では、基板は、透明伝導体層、及び透明伝導体層に付着された少なくとも１つの正孔輸送層の少なくとも１つのコーティングを含む。光活性デバイス層の反転構造では、基板は、透明伝導体層と、透明伝導体層に付着された少なくとも１つの電子輸送層との少なくとも１つのコーティングを含む。当然ながら、当業者に明らかにされるように、様々なその他の層が、光活性デバイスの所望の構造に応じて可能である。
全ての光活性デバイス構造が、透明伝導体層としてＴＣＯを使用することになるわけではないことを、理解すべきである。例えば、ペロブスカイトセルは、タンデム型ソーラーセルを生成するよう、シリコンソーラーセル上で調製することができる。更に、印刷された伝導層を、ＴＣＯの代わりに使用することができる。一部の実施形態では、本発明により作製された光活性層を含む光活性デバイスは、ＴＣＯ上に直接作製することができる。本発明は、これらの実施形態の全てを包含するものとする。
様々な層は、当技術分野で現在公知のいくつかの適切な構成要素を含むことができる。例えば：
・ 適切な透明伝導体層は、下記から選択することができる：透明伝導性酸化物（ＴＣＯ）は、スズがドープされた酸化インジウム（ＩＴＯ）、フッ化物がドープされた酸化スズ（ＦＴＯ）、ドープ型酸化亜鉛、例えばアルミニウムがドープされた酸化亜鉛（ＡＺＯ）、又はインジウムがドープされた酸化カドミウムを含み；多層混成被膜は、ＴＣＯ－金属－ＴＣＯを含むことができ；ポリマー系伝導体は、金属格子を持つ及び持たないポリ（３，４－エチレンジオキシチオフェン及びポリスチレンスルホネートの混合物（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）を含み；
・ 適切な正孔輸送層は、ポリ（３，４－エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＯＴ）、ポリ（３，４－エチレンジオキシチオフェン及びポリスチレンスルホネートの混合物（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）、ポリ（４，４－ジオクチルシクロペンタジチオフェン）；ポリ（３－ヘキシルチオフェン－２，５－ジイル）（Ｐ３ＨＴ）、ポリ［ビス（４－フェニル）（２，４，６－トリメチルフェニル）アミン］（ＰＴＡＡ）、ポリ［Ｎ－９”－ヘプタデカニル－２，７－カルバゾール－ａｌｔ－５，５－（４’，７’－ジ－２－チエニル－２’，１’，３’－ベンゾチアジアゾール）］（ＰＣＤＴＢＴ）、ポリ［２，６－（４，４－ビス－（２－エチルヘキシル）－４Ｈ－シクロペンタ［２，１－ｂ；３，４－ｂ’］ジチオフェン）－ａｌｔ－４，７（２，１，３－ベンゾチアジアゾール）］（ＰＣＰＤＴＢＴ）、ポリ（Ｎ－アルキルジケトピロロピロールジチエニルチエノ［３，２－ｂ］チオフェン）（ＤＰＰ－ＤＴＴ）、２，２（，７，７（－テトラキス－（Ｎ，Ｎ－ジ－ｐメトキシフェニルアミン）９，９（－スピロビフルオレン）（スピロ－ＯＭｅＴＡＤ）、ＭｏＯ３又は同様のもの（適切なドーパントを持つもの又は持たないもの）の少なくとも１種等の、透明伝導ポリマーを含み；
・ 適切な電子輸送層は、酸化亜鉛、二酸化チタン、三酸化タングステン、エトキシル化ポリエチレンイミン（ＰＥＩＥ）又は同様のものを含み；
・ 適切な伝導体層は、Ａｕ、Ａｇ、Ｃ（例えば、黒鉛／カーボンブラック、ＣＮＴ、気相成長炭素繊維グラフェン又は同様のもの）、Ａｌ、Ｍｇ、Ｃｕ、又はその適切な合金若しくは同様のものを含む。
１つの特定の実施形態では、集積多層薄膜電子デバイスは、下記の層：フレキシブルＩＴＯ（透明電極）／ＰＥＩＥ（電子選択層）／ＰＩ－４（光活性層－商用の光活性インク）／Ｓ３１５（正孔選択層－商用のＰＥＤＯＴ：ＰＳＳインク）／ＰＶ－４１６（黒色電極－商用の銀ペースト）を含む、光起電力デバイスを含む。
層のそれぞれは、適切な担体溶媒に、それらと共に又はそれらと併せて、溶液、混合物、混和物、ペースト又は同様のものとして、本発明の第１の態様の方法に従い集積多層薄膜電子デバイスに付着できることを理解すべきである。その溶媒は、層の極性が好ましくは交互になっている状態に対応して材料層が交互に配された示差的直交溶解性に適合するように、適切な極性を持つものが選択される。適切な溶媒には：
ＤＭＦ、ＤＭＳＯ、γ－ブチロラクトン、アセトン、アセチルアセトン、アセト酢酸エチル、ＮＭＰ、ＤＭＡＣ、ＴＨＦ、又はこれらの組合せ；
イソプロパノール、ｎ－ブタノール、イソブタノール、エタノール、メタノール、酢酸、エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセロール、アリルアルコール、プロパギルアルコール、イノシトール、又はこれらの組合せ；又は
ベンゼン、トルエン、キシレン、トリメチルベンゼン（例えば、メシチレン）、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、クロロホルム、ジクロロメタン、アニソール、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジ（プロピレングリコール）ジメチルエーテル、若しくはこれらの組合せ
の１つ又は複数が含まれる。
次に本発明について、本発明の特に好ましい実施形態を示す添付図面の図を参照しながら記載する。
集積多層薄膜電子デバイスにおける電極相互接続を形成する、３つの従来技術の手法の比較を示す概略図である。 集積多層薄膜電子デバイスにおける電極相互接続を形成する、３つの従来技術の手法の比較を示す概略図である。 集積多層薄膜電子デバイスにおける電極相互接続を形成する、３つの従来技術の手法の比較を示す概略図である。 （ａ）従来のソーラーセル構造；（ｂ）反転ソーラーセル構造；及び（ｂ）タンデム式ソーラーセル構造における、本発明による構成されたソーラーセルを含む層を示す図である。 下記を示す、直列接続された光起電力（ＰＶ）モジュールの概略図である：（ａ）パターニングされた光活性層を介した従来のモジュール。（ｂ）本発明において開発されたモジュール設計。パターニングされていない光活性層が使用され、相互接続が自己発生型電気経路を介して形成される。 （ａ）無限大ＰＶモジュール、（ｂ）ＣＳＩＲＯのスマートモジュール、及び（ｃ）ＣＳＩＲＯの垂直モジュール設計を含む、本発明の方法を使用して生成することができるロールツーロール生成によって処理されたＰＶモジュールの例示的な設計を示す図である。 （ａ）垂直モジュール、及び（ｂ）従来の並列モジュール、（ｃ）レーザースクライビング（Ｂｅｌｅｃｔｒｉｃ社、ドイツ）を使用することにより製作された異例のモジュール設計を含む、本発明の方法を使用して生成することができるＰＶモジュールの設計の更なる実施例を提供する図である。 本発明のデバイスに関する様々な背面電極パターンを示す図であり、（ｉ）均質な線による印刷電極に使用されるマスク設計の実施例；（ｉｉ）格子パターンを持つ印刷電極に使用されるマスク設計を示す。 本発明のデバイスに関する様々な背面電極パターンを示す図であり、視覚パターンを提供するよう線の厚みにばらつきを組み込む格子パターンを持つ印刷電極を示す。 本発明のデバイスに関する様々な背面電極パターンを例示する図であり、視覚パターンを提供するよう線の厚みにばらつきを組み込む格子パターンを持つ印刷電極を示す。 単一ＰＶセルと、１９個のセルが直列接続されて：フレキシブルＩＴＯ（透明電極）／ＰＥＩＥ（電子選択層）／ＰＩ－４（商用光活性インク）／Ｓ３１５（正孔選択層－商用ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳインク）／ＰＶ－４１６（背面電極－商用銀ペースト）のデバイス構成を有する垂直モジュールとの、例示的な電流密度（比較のための全モジュール面積ではなくセル面積当たり）－電圧特性を提供する。
本発明は、そのデバイスの個々の層のパターニングに物理的隙間を含める必要なく、集積多層薄膜電子デバイスで２つの離隔した電極間に電気相互接続を形成する新しい方法を記載する。
多層薄膜電子デバイス
本発明は、集積多層薄膜電子デバイスに関し、有機トランジスタ、ＯＬＥＤ、有機メモリー、及び印刷されたセンサー等、任意の溶液で処理した電子デバイスを使用することができる。本発明は、有機ソーラーセル、ＯＰＶ、ペロブスカイトソーラーセル、ロールツーロールを含むような、光起電力及び光電子ソーラーデバイスによる特定の用途を見出し、したがってデバイスのそれらのタイプの文脈において記述する。しかしながら本発明は、光活性センサー、有機トランジスタ、ＯＬＥＤ等の発光デバイス、有機メモリー、及び印刷されたセンサー等、その他の溶液で処理された電子デバイスに関する可能性があることも理解すべきである。
光起電力セル、特に薄膜及びフレキシブルソーラーセルは、基板上に多層コーティングとして形成される。図２（ａ）及び図２（ｂ）は、本発明の実施形態により構成された多層有機ソーラーセルの層構造の実施例を例示する。図２（ａ）及び図２（ｂ）に示されるように、この多層コーティング構造は、（Ａ）従来の構造５０又は（Ｂ）反転型構造６０（図２（ｂ））と当技術分野で称される少なくとも２つの異なる配置構成で、基板上に配置構成することができる。輸送層の性質及び順序－並びに金属電極の性質－は、セルが規則的な又は反転型デバイス機構に従うか否かに依存する。
図２（ａ）は、その表面に順次層状化された下記の層：伝導性格子を持つ又は持たない透明伝導体（透明伝導性酸化物（ＴＣＯ）、伝導性ポリマー、又は薄い金属等）、それに続く正孔輸送層；それに続く光活性層；それに続く電子輸送層、及びそれに続く伝導体層（典型的には、金属）を有する基板上に形成された、従来の構造５０を表す。
図２（ｂ）は、その表面に順次層状化された下記の層：伝導性格子を持つ又は持たない透明伝導体（透明伝導性酸化物（ＴＣＯ）、伝導性ポリマー、又は薄い金属等）、それに続く電子輸送層；それに続く光活性層；それに続く正孔輸送層、及びそれに続く光活性層；それに続く正孔輸送層、及びそれに続く伝導体層（典型的には、金属）を有する基板上に形成された反転型構造６０を表す。
反転型構造６０では、正及び負極は反転するので、正常なデバイスの場合とは反対方向に電荷がデバイスから出て行く。反転型セルは、より適切な材料の中からカソードを利用することができ；反転型ＯＰＶは、規則的に構造化されたＯＰＶよりも長い寿命を享受し、通常は、従来の対応物と比較してより高い効率を示す。
正孔輸送層又は電子輸送層は、上記従来の５０及び反転型６０構造の一部の実施形態では省略できることを理解すべきである。したがってこれらの層は、ある特定の実施形態では任意選択とすることができる。
ソーラーセルは、タンデム又は多接合ソーラーセル７０を含んでいてもよい。図２（ｃ）に示されるように、タンデム構造は、２つの積層されたソーラーセル構造、即ち従来の又は反転型構造の上部セル及び底部セルを使用して、基板上に形成される。積層構造は、同じ又は異なる構成の２つの異なるソーラーセルを含む。提供される実施例は、その表面に順次層状化された下記の層：集電子格子を持つ又は持たない透明伝導体層（ＴＣＯ、伝導性ポリマー又は薄い金属）；それに続く上部セル－ソーラーセルのタイプＡ（図１Ａ）又はタイプＢ（図２Ｂ）のいずれか；それに続く、伝導性格子を持つ又は持たない透明伝導体層（ＴＣＯ、伝導性ポリマー又は薄い金属）；それに続く底部セル（ソーラーセルのタイプＡ（図２Ａ）又はタイプＢ（図２Ｂ）のいずれか）；それに続く金属（又は伝導体）層を含む。ガラス、プラスチック、金属、又はセラミック等の基板を使用することもできるが、任意選択であることを理解すべきである。
各層は、鋳造、ドクターブレード、スクリーン印刷、インクジェット印刷、パッド印刷、ナイフコーティング、メニスカスコーティング、スロットダイコーティング、グラビアコーティング、逆グラビアコーティング、キスコーティング、マイクロロールコーティング、カーテンコーティング、スライドコーティング、スプレーコーティング、フレキソ印刷、オフセット印刷、回転スクリーン印刷、又は浸漬コーティングを含む、当技術分野で公知のいくつかのコーティング技法の１つによって形成することができる。当業者なら、当技術分野で公知の技法に基づいて、各層を付着させるのに適切な技法を採用できる可能性があることを、理解すべきである。
様々な層は、当技術分野で現在公知のいくつかの適切な構成要素を含むことができる。実施例は、下記を含む：
・ 適切な光活性層は、１つ若しくは複数の有機光起電力化合物、又は１つ若しくは複数のペロブスカイト光活性化合物から選択することができる。
・ 適切な透明伝導体層は、スズがドープされた酸化インジウム（ＩＴＯ）、フッ化物がドープされた酸化スズ（ＦＴＯ）、アルミニウムがドープされた酸化亜鉛（ＡＺＯ）等のドープ型酸化亜鉛、又はインジウムがドープされた酸化カドミウムを含む透明伝導性酸化物（ＴＣＯ）；多層混成被膜（例えば、ＴＣＯ－金属－ＴＣＯ）；金属格子を持つ及び持たないポリ（３，４－エチレンジオキシチオフェン及びポリスチレンスルホネートの混合物（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）を含むポリマー系伝導体から選択することができる；
・ 適切な正孔輸送層は、ポリ（３，４－エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＯＴ）、ポリ（３，４－エチレンジオキシチオフェン及びポリスチレンスルホネートの混合物（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）、ポリ（４，４－ジオクチルシクロペンタジチオフェン）；ドープ型Ｐ３ＨＴ（ポリ（３－ヘキシルチオフェン－２，５－ジイル））又は同様のものの少なくとも１種等の透明伝導性ポリマーを含む；
・ 適切な電子輸送層は、酸化亜鉛、二酸化チタン、三酸化タングステン、エトキシル化ポリエチレンイミン（ＰＥＩＥ）又は同様のものを含む；
・ 適切な伝導体層は、アルミニウム、銀、マグネシウム、銅、金、若しくはそれらの適切な合金、又は同様のものを含む；及び
・ 適切な基板は、金属、ポリマー、セラミック、又はガラスを含む。
典型的には電子輸送層は、正孔遮断層であり、又はその逆も言えることを、理解すべきである。同様に、典型的には電子遮断層は、正孔輸送層であり、又はその逆でもある。真空ベースのＯＬＥＤは、効率を更に押し上げるため、追加の層（射出層、遮断層）を使用する傾向がある。溶液で処理されたデバイスは、典型的にはそのような追加の層を使用しない。
光活性層は、一部の実施形態において、１種又は複数の有機光活性化合物を含むことができる。好ましくは、有機光活性化合物は、インクの形をとる。有機光活性層は一般に、電子供与体材料と電子受容体材料との組合せを含む。一部の実施形態では、有機光活性化合物は、少なくとも１種の電子供与体材料、少なくとも１種の電子受容体材料、及び有機溶媒を含む、有機光活性層複合体インクを含む。他の構成要素も、例えばその内容がこの参照により本明細書に組み込まれることを理解すべきである電子供与体材料、電子受容体材料、有機溶媒、及び有機アミン化合物を含む有機光活性層を教示する米国特許出願番号ＵＳ２０１９０３９３４２３Ａ１に教示されるように、光活性層の機能性を高めるために存在していてもよい。
電子供与体材料は、その分子が、電荷分離を実現するように光励起の条件下で、有機ソーラーセル光活性層に電子を与えることができる半導体材料を指す。一部の実施形態では、電子供与体材料は、共役ポリマー電子供与体材料及び／又は共役小有機分子電子供与体材料を含む。
実施形態では、共役ポリマー電子供与体材料は、Ｐ３ＨＴ（ポリ（３－ヘキシルチオフェン））、ＰＴＢ７、ＰＴＢ７－Ｔｈ、ＰｆｆＢＴ４Ｔ－２ＯＤ、及びこれらの構造の変形例であるがこれらに限定することない、いずれか１種、又は２種以上含む。共役小有機分子電子供与体材料は、好ましくは、コアとしてベンゾチオフェン（ＢＤＴ）をベースとする高分子を、及びコアとしてオリゴチオフェンをベースとする高分子を含む。例えば、共役小有機分子電子供与体材料は、ＤＲ３ＴＳＢＤＴ、ＤＲＣＮ７Ｔ、及びこれらの構造変形例を含む。
電子受容体材料は、その分子が、電荷分離を実現するような光励起条件下、有機ソーラーセル光活性層内で電子を受容できる半導体材料を指す。一部の実施形態では、電子受容対材料は、フラーレン電子受容体材料、フラーレン誘導体電子受容体材料、及び非フラーレン電子受容体材料であるがこれらに限定されないもののいずれか１種、又は２種以上の組合せを含む。
実施形態では、フラーレン電子受容体材料及びフラーレン誘導体電子受容体材料は、［６，６］－フェニル－Ｃ６１－メチルブチレート（ＰＣ６１ＢＭ）又はＰＣ７１ＢＭ等のＰＣＢＭ、ビス－ＰＣ６１ＢＭ、及びＩＣ６１ＢＡであるがこれらに限定されないもののいずれか１種、又は２種以上の組合せを含む。非フラーレン電子受容体材料は、好ましくは有機共役電子受容体材料を含む。より好ましくは、有機共役電子受容体材料は、ペリレンジイミド（ＰＤＩ）誘導体、ナフトジイミド（ＮＤＩ）誘導体、インダセン誘導体、フルオレン誘導体、ベンゾチアジアゾール（ＢＴ）誘導体、及びサブフタロシアニン（ＳｕｂＰｃ）誘導体であるがこれらに限定されないもののいずれか１種、又は２種以上の組合せを含む。
有機溶媒は、好ましくは、限定するものではないがｏ－ジクロロベンゼン、クロロベンゼン、クロロホルム、トルエン、キシレン、トリメチルベンゼン、及び同様のものを含む。
適切な有機光活性化合物の例には、Ｐ３ＨＴ：ＰＣＢＭ又はＰＩ－４（ｉｎｆｉｎｉｔｙＰＶ社（Ｊｙｌｌｉｎｇｅ、デンマーク）製の商用の活性層インク）、ＰＢＦ－ＱｘＦ：Ｙ６ Ｄ１８：Ｙ６、又はＤ１８：Ｙ６：ＰＣＢＭが含まれる。
他の実施形態では、光活性層は、１種又は複数のペロブスカイト光活化合物を含むことができる。本明細書で使用される「ペロブスカイト」という用語は、ＣａＴｉＯ３の場合に関連した三次元結晶構造を持つ材料、又はＣａＴｉＯ３の場合に関連した構造を有する材料層を含む材料を、指す。ＣａＴｉＯ３の構造は、式ＡＭＸ３により表すことができ、式中、Ａ及びＭは異なるサイズのカチオンであり、Ｘはアニオンである。Ｍは、Ｐｂ、Ｓｎ、Ｇｅ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｃｄ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｍｇ、Ｂａ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｂｉ、又はＩｎから選択され、Ｘは、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、又はＩの少なくとも１種から選択される。多くの実施形態では、Ｍは金属カチオン、及びより好ましくは２価の金属カチオン、例えばＣａ２＋、Ｓｒ２＋、Ｃｄ２＋、Ｃｕ２＋、Ｎｉ２＋、Ｍｎ２＋、Ｆｅ２＋、Ｃｏ２＋、Ｐｄ２＋、Ｇｅ２＋、Ｓｎ２＋、Ｐｂ２＋、Ｓｎ２＋、Ｙｂ２＋、及びＥｕ２＋を含む。一部の実施形態では、第２のカチオンは、Ｓｎ２＋、Ｐｂ２＋、及びＣｕ２＋から選択されてもよい。好ましい実施形態では、Ｍは、Ｐｂ、Ｓｎ、Ｇｅ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｂｉ、又はＩｎから選択される。
単位セルにおいて、Ａカチオンは（０，０，０）にあり、Ｍカチオンは（１／２， １／２， １／２）にあり、Ｘアニオンは（１／２， １／２， ０）にある。Ａカチオンは、通常、Ｍカチオンよりも大きい。当業者なら、Ａ、Ｍ、及びＸが様々であるとき、異なるイオンサイズがペロブスカイト材料の構造を引き起こして、ＣａＴｉＯ３により採用される構造から離れて、より低い対称性に歪んだ構造へと歪む可能性があることが、理解されよう。対称性は、材料が、ＣａＴｉＯ３の場合に関係した構造を有する層を含む場合も低くなる。ペロブスカイト材料の層を含む材料は、周知である。例えば、Ｋ２ ｉＦ４型構造を採用する材料の構造は、ペロブスカイト材料の層を含む。
本発明で用いられるペロブスカイト半導体は、典型的には、（ｉ）光を吸収し、それによって遊離電荷担体を発生させること；及び／又は（ｉｉ）電子及び正孔の両方の電荷を受容することによって光を放出し、その後、再結合し光を放出することが可能なものである。このように、用いられるペロブスカイトは、典型的には光吸収及び／又は発光ペロブスカイトである。したがって、本発明で用いられるペロブスカイト半導体は、光ドープされたときに、ｎ型の、電子輸送半導体として作用するペロブスカイトであってもよい。或いは、光ドープされたときにｐ型正孔輸送半導体として作用するペロブスカイトであってもよい。このように、ペロブスカイトはｎ型であってもｐ型であってもよく、又は真性半導体であってもよい。好ましい実施形態では、用いられるペロブスカイトは、光ドープされたとき、ｎ型の電子輸送半導体として作用するものである。
一部の実施形態では、ＡＭＸ３中のＡは、式（Ｒ１Ｒ２Ｒ３Ｒ４Ｎ）（式中：
Ｒ１は、水素、非置換若しくは置換Ｃ１～Ｃ２０アルキル、又は非置換若しくは置換アリール；
Ｒ２は、水素、非置換若しくは置換Ｃ１～Ｃ２０アルキル、又は非置換若しくは置換アリール；
Ｒ３は、水素、非置換若しくは置換Ｃ１～Ｃ２０アルキル、又は非置換若しくは置換アリール；及び
Ｒ４は、水素、非置換若しくは置換Ｃ１～Ｃ２０アルキル、又は非置換若しくは置換アリールである）を有する有機カチオンを含む。
一部の実施形態では、有機カチオン中のＲ１は、水素、メチル、又はエチルであり、Ｒ２は、水素、メチル、又はエチルであり、Ｒ３は、水素、メチル、又はエチルであり、Ｒ４は、水素、メチル、又はエチルである。例えば、Ｒ１は、水素又はメチルであってもよく、Ｒ２は水素又はメチルであってもよく、Ｒ３は水素又はメチルであってもよく、Ｒ４は水素又はメチルであってもよい。一部の実施形態では、Ｆは、Ｎに取着されたアルキル鎖又はＮからのサブアルキル鎖の置換基とすることができる。
一部の実施形態では、ＡＭＸ３中のＡは、式（Ｒ５Ｒ６Ｎ＝ＣＨ－ＮＲ７Ｒ８）（式中：
Ｒ５は、水素、非置換若しくは置換Ｃ１～Ｃ２０アルキル、又は非置換若しくは置換アリールであり；
Ｒ６は、水素、非置換若しくは置換Ｃ１～Ｃ２０アルキル、又は非置換若しくは置換アリールであり；
Ｒ７は、水素、非置換若しくは置換Ｃ１～Ｃ２０アルキル、又は非置換若しくは置換アリールであり；
Ｒ８は、水素、非置換若しくは置換Ｃ１～Ｃ２０アルキル、又は非置換若しくは置換アリールである）を有する有機カチオンを含む。
或いは、有機カチオンは、式（Ｒ５ＮＨ３）＋（式中：Ｒ５は、水素、又は非置換若しくは置換Ｃ１～Ｃ２０アルキルである）を有していてもよい。例えば、Ｒ５は、メチル又はエチルであってもよい。典型的には、Ｒ５がメチルである。
一部の実施形態では、有機カチオンは、式Ｒ５Ｒ６Ｎ＝ＣＨ－ＮＲ７Ｒ８（式中：Ｒ５は水素、非置換若しくは置換Ｃ１～Ｃ２０アルキル、又は非置換若しくは置換アリールであり；Ｒ６は、水素、非置換若しくは置換Ｃ１～Ｃ２０アルキル、又は非置換若しくは置換アリールであり；Ｒ７は、水素、非置換若しくは置換Ｃ１～Ｃ２０アルキル、又は非置換若しくは置換アリールであり；Ｒ８は、水素、非置換若しくは置換Ｃ１～Ｃ２０アルキル、又は非置換若しくは置換アリールである）を有する。典型的には、カチオン中のＲ５は水素、メチル、又はエチルであり、Ｒ６は水素、メチル、又はエチルであり、Ｒ７は、水素、メチル、又はエチルであり、Ｒ８は、水素、メチル、又はエチルである。例えばＲ５は、水素又はメチルであってもよく、Ｒ６は、水素又はメチルであってもよく、Ｒ７は、水素又はメチルであってもよく、Ｒ８は水素又はメチルであってもよい。有機カチオンは、例えば式（Ｈ２Ｎ＝ＣＨ－ＮＨ２）＋を有する。
本明細書で使用されるアルキル基は、置換又は非置換の直鎖状又は分岐鎖飽和ラジカルとすることができ、しばしば置換又は非置換の直鎖状飽和ラジカルであり、より頻繁には、不飽和直鎖状飽和ラジカルである。Ｃ１～Ｃ２０アルキル基は、非置換又は置換の直鎖状又は分岐鎖飽和炭化水素ラジカルである。典型的には、Ｃ１～Ｃ１０アルキル、例えばメチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、若しくはデシル、又はＣ１～Ｃ６アルキル、例えばメチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、若しくはヘキシル、又はＣ１～Ｃ４アルキル、例えばメチル、エチル、ｉ－プロピル、ｎ－プロピル、ｔ－ブチル、ｓ－ブチル、若しくはｎ－ブチルである。
アルキル基が置換される場合、典型的には、置換又は非置換Ｃ１～Ｃ２０アルキル、置換又は非置換アリール（本明細書で定義されるような）、シアノ、アミノ、Ｃ１～Ｃ１０アルキルアミノ、ジ（Ｃ１～Ｃ１０）アルキルアミノ、アリールアミノ、ジアリールアミノ、アリールアルキルアミノ、アミド、アシルアミド、ヒドロキシ、オキソ、ハロ、カルボキシ、エステル、アシル、アシルオキシ、Ｃ１～Ｃ２０アルコキシ、アリールオキシ、ハロアルキル、スルホン酸、スルフヒドリル（即ち、チオール－ＳＨ）、ｄ－Ｃ１０アルキルチオ、アリールチオ、スルホニル、リン酸、リン酸エステル、ホスホン酸、及びホスホン酸エステルから選択される１個又は複数の置換基を保持する。置換アルキル基の例には、ハロアルキル、ヒドロキシアルキル、アミノアルキル、アルコキシアルキル、及びアルカリール基が含まれる。本明細書で使用されるアルカリールという用語は、少なくとも１個の水素原子がアリール基で置き換えられているＣ１～Ｃ２０アルキル基に関する。そのような基の例には、限定するものではないがベンジル（フェニルメチル、ＰｈＣＨ２－）、ベンズヒドリル（Ｐｈ２ＣＨ－）、トリチル（トリフェニルメチル、Ｐｈ３Ｃ－）、フェニルエチル（フェニルエチル、Ｐｈ－ＣＨ２ＣＨ２－）、スチリル（Ｐｈ－ＣＨ＝ＣＨ－）、シンナミル（Ｐｈ－ＣＨ＝ＣＨ－ＣＨ２－）が含まれる。典型的には、置換アルキル基は、１、２、又は３個の置換基、例えば１又は２個を保持する。
アリール基は、環部分に典型的には６から１４個の炭素原子、好ましくは６から１０個の炭素原子を含有する、置換又は非置換の単環式又は二環式芳香族基である。例には、フェニル、ナフチル、インデニル、及びインダニル基が含まれる。アリール基は、非置換又は置換される。上記にて定義されたアリール基が置換される場合、非置換（アラルキル基を形成するため）のＣ１～Ｃ６アルキル、非置換のアリール、シアノ、アミノ、Ｃ１～Ｃ１０アルキルアミノ、ジ（Ｃ１～Ｃ１０）アルキルアミノ、アリールアミノ、ジアリールアミノ、アリールアルキルアミノ、アミド、アシルアミド、ヒドロキシ、ハロ、カルボキシ、エステル、アシル、アシルオキシ、Ｃ１～Ｃ２０アルコキシ、アリールオキシ、ハロアルキル、スルフヒドリル（即ち、チオール、－ＳＨ）、Ｃ１～１０アルキルチオ、アリールチオ、スルホン酸、リン酸、リン酸エステル、ホスホン酸、及びホスホン酸エステル、及びスルホニルから選択される１個又は複数の置換基を典型的には保持する。典型的には、０、１、２、又は３個の置換基を保持する。置換アリール基は、２つの位置で、単一のＣ１～Ｃ６アルキレン基で、又は式－Ｘ－（Ｃ１～Ｃ６）アルキレン基若しくは－Ｘ－（Ｃ１～Ｃ６）アルキレン－Ｘ－により表される二座の基で置換されてもよく、式中、Ｘは、Ｏ、Ｓ、及びＲから選択され、ＲはＨ、アリール、又はＣ１～Ｃ６アルキルである。このように、置換アリール基は、シクロアルキル基と又はヘテロシクリル基と縮合されたアリール基であってもよい。アリール基の環原子は、１個又は複数のヘテロ原子（ヘテロアリール基におけるような）を含んでいてもよい。そのようなアリール基（ヘテロアリール基）は、１個又は複数のヘテロ原子を含む環部分に６から１０個の原子を典型的には含有する、置換又は非置換の単環式－又は二環式ヘテロ芳香族基である。一般に、Ｏ、Ｓ、Ｎ、Ｐ、Ｓｅ、及びＳｉから選択される少なくとも１個のヘテロ原子を含有する５又は６員環である。例えば、１、２、又は３個のヘテロ原子を含有していてもよい。ヘテロアリール基の例には、ピリジル、ピラジニル、ピリミジニル、ピリダジニル、フラニル、チエニル、ピラゾリジニル、ピロリル、オキサゾリル、オキサジアゾリル、イソキサゾリル、チアジアゾリル、チアゾリル、イソチアゾリル、イミダゾリル、ピラゾリル、キノリル、及びイソキノリルが含まれる。ヘテロアリール基は、非置換であっても置換されていてもよく、例えばアリールに関して上記にて指定された通りである。典型的には、０、１、２、又は３個の置換基を保持する。
本発明のペロブスカイト半導体層は、典型的には、ハロゲン化物アニオン及びカルコゲナイドアニオンから選択される少なくとも１個のアニオンＸを含む。「ハロゲン化物」という用語は、７族元素、即ちハロゲンのアニオンを指す。典型的には、ハロゲン化物は、フッ化物アニオン、塩化物アニオン、臭化物アニオン、ヨウ化物アニオン、又はアスタチンアニオンを指す。本明細書で使用される「カルコゲナイドアニオン」という用語は、６族元素、即ちカルコゲンのアニオンを指す。典型的には、カルコゲナイドは、酸化物アニオン、硫化物アニオン、セレン化物アニオン、又はテルライドアニオンを指す。好ましい実施形態では、アニオンＸは、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、又はＩの少なくとも１つから選択される。
一部の実施形態では、ペロブスカイト層は、有機金属ハロゲン化物ペロブスカイトを含む。これらの実施形態では、第１のカチオンＡは、有機カチオンであり、より好ましくはアンモニウム基又はその他の窒素含有有機カチオンである。このタイプのペロブスカイトにおけるこの有機カチオン（Ａ）は、プロトン化アルキルアミン、シクロアルキルアミン（例えば、ピロリジン又はシクロヘキシルアミン） アリールアミン、及び芳香族複素環（ピリジン等）を含む、多数の有機カチオンを含むことができる。一部の実施形態では、Ａは、一般式ＲＣＨ２ＮＨ３ ＋、ＲＣ（ＮＨ２）２ ＋、ＲａＲｂＣＨ１ＮＨ３ ＋、ＲａＲｂＲｃＣＮＨ３ ＋、ＲａＲｂＮＨ２ ＋、又はＲａＲｂＲｃＮＨ＋を有するカチオンを含み、式中、Ｒ、Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃは、Ｈ、又は置換若しくは非置換アルキル基（１個又は複数）、好ましくはＣ１からＣ６置換又は非置換アルキル又はアリール基（１個又は複数）を含む。いくつかの有機金属ハロゲン化物ペロブスカイトが可能であるが、ペロブスカイト化合物の好ましいＡは、ＣＨ３ＮＨ３ ＋又はＨＣ（ＮＨ２）２ ＋の少なくとも１つを含む。
得られたペロブスカイト層は、好ましくは有機金属ハロゲン化物ペロブスカイトを含む。例えば、一部の実施形態では、ペロブスカイト層は、ＣＨ３ＮＨ３ＭＸ３又はＨＣ（ＮＨ２）２ＭＸ３の少なくとも１つを含み、式中、ＭはＰｂ、Ｓｎ、Ｔｌ、Ｂｉ、又はＩｎから選択され；Ｘは、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、又はＩの少なくとも１つから選択される。他の実施形態では、ペロブスカイトは、有機－鉛ハロゲン化物ペロブスカイトを含み、好ましくはＣＨ３ＮＨ３ＰｂＸ３又はＨＣ（ＮＨ２）２ＰｂＸ３の少なくとも１つを含み、式中、Ｘは、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、又はＩの少なくとも１つから選択される。
一部の実施形態では、本発明の光電子デバイスにおいて、ペロブスカイトは、ＣＨ３ＮＨ３ＰｂＩ３、ＣＨ３ＮＨ３ＰｂＢｒ３、ＣＨ３ＮＨ３ＰｂＣｌ３、ＣＨ３ＮＨ３ＰｂＦ３、ＣＨ３ＮＨ３ＰｂＢｒＩ２、ＣＨ３ＮＨ３ＰｂＢｒＣｌ２、ＣＨ３ＮＨ３ＰｂＩＢｒ２、ＣＨ３ＮＨ３ＰｂＩＣｌ２、ＣＨ３ＮＨ３ＰｂＣｌＢｒ２、ＣＨ３ＮＨ３ＰｂＩ２Ｃｌ、ＣＨ３ＮＨ３ＳｎＢｒＩ２、ＣＨ３ＮＨ３ＳｎＢｒＣｌ２、ＣＨ３ＮＨ３ＳｎＦ２Ｂｒ、ＣＨ３ＮＨ３ＳｎＩＢｒ２、ＣＨ３ＮＨ３ＳｎＩＣｌ２、ＣＨ３ＮＨ３ＳｎＦ２Ｉ、ＣＨ３ＮＨ３ＳｎＣｌＢｒ２、ＣＨ３ＮＨ３ＳｎＩ２Ｃｌ、又はＣＨ３ＮＨ３ＳｎＦ２Ｃｌから選択されるペロブスカイト化合物である。
当然ながら、Ｘは必ずしも単一のハロゲン化物である必要はない。得られたペロブスカイト層は、混合型ハロゲン化物ペロブスカイトを含むことができ、ここでＣＨ３ＮＨ３ＭＸ３又はＨＣ（ＮＨ２）２ＭＸ３中のＸは、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、又はＩの２つ以上を含む。したがってＣＨ３ＮＨ３ＭＸ３は、ＣＨ３ＮＨ３ＭＣｌｘＩ３－ｘ、ＣＨ３ＮＨ３ＭＩ３－ｘＣＩｘ、又は類似のものを含むことができる。ＣＨ３ＮＨ３ＭＣｌｘＩ３－ｘ、ＣＨ３ＮＨ３ＭＩ３－ｘＣＩｘ、又は類似のものは、ＭがＰｂ、Ｓｎ、Ｇｅ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｂｉ、又はＩｎの少なくとも１つから選択され、好ましくはＭがＰｂである、非化学量論的材料を含むことができることを理解すべきである。例示的な実施形態では、ペロブスカイト層は、ＣＨ３ＮＨ３ＰｂＣｌｘＩ３－ｘファミリーの１種である。好ましい実施形態では、ｘはゼロに近い（即ち、非常に小さい塩化物含有量）。他の実施形態では、ｘ＝０であり、三ヨウ化物ペロブスカイト材料層を提供する。
集積多層薄膜電子デバイスを形成するプロセス
本発明の集積多層薄膜電子デバイスは、伝導体及び半導体を含む、機能性材料の多層からなる。既に論じたように、多層電子デバイスを形成する際の重要な因子の１つは、各層において交互に配された材料の直交溶解度を考慮することである。例えば、水／アルコール系インク（極性材料）は、下にある層を再溶解することなく、有機溶媒系インク（無極性材料）から製作された層上に堆積することができる。プロセスは、繰り返すことができ、極性が交互になる状態、即ち極性／無極性／極性／無極性材料で、多層を形成することができる。
有機溶媒系の伝導性ペーストが有機薄膜層の最上部に堆積される場合、薄膜は、損傷を受けることになり、機能を失い、層を通る伝導性チャネルが形成されることになる。現象は、中間層（極性材料）が物理的欠陥を有するときの（即ち、水溶性電荷選択層のピンホールを通した短絡形成）、印刷されたＰＶの主な不全メカニズムであった。
本発明は、隣り合うセル（単位セル）の第１の電極と第２の電極との間に位置付けられた機能性層を通る少なくとも１つの導電性経路を創出するようにその構造の少なくとも１つの層の溶解度を利用するため、薄膜電子デバイスの多層構造における異なる層の直交溶解度の差を戦略的に使用する。いかなる理論にも限定するものではないが、本発明者らは、電極相互接続用の伝導性経路を創出するため、有機層を通した問題のある短絡形成を利用した。この交互に配された相互接続構成は、層のパターニングを、少なくとも１つの非パターニング有機層をモジュール製作に使用できるようにする機能性層の少なくとも１つに代える。
したがって本発明は、費用のかかるスクライビングシステムを必要とすることなく、図１（ｃ）に示される非パターニングコーティング及びスクライビング手法（本発明のセクションの背景に記載される）を活用することができる。
光起電力又は光電子デバイスでは、非パターニングコーティングが好ましい光活性層である。光活性層に関するパターニング要件の除去は、印刷されたＰＶの製造に関連する多くの難題を解決し、より多くの市場の機会を創出する設計の自由度を提供する。
図３は、図１に示される－図（ａ）に示されるような従来技術の方法の１つを使用する従来技術の方法を使用して形成された光活性デバイス１００と；本発明による方法を使用して形成された光活性デバイス２００と間の構成の相違を例示する。図３（ａ）に示される従来技術の光活性デバイスは、基板１３０上に、既に記述されたような印刷、パターニング、又はスクライビングを使用して形成される、パターニングされた光活性層を含む。第１のセル（単位デバイス）１０３の背面電極１０５と第２のセル（単位デバイス）１０４の間の透明電極１１０との間の電気的単位デバイス間接続１０２は、光活性層１１５及び電荷選択層１２０に形成された、パターニングされた隙間を通して形成される。比較では、本発明により構成された光活性デバイス２００（図３（ｂ）に示されるように）は、非パターニング光活性層２１５を含む。第１の単位デバイス２０３の背面電極２０５と第２の単位デバイス２０４の透明電極２１０との間の電気的単位デバイス間接続２０２は、電荷選択層２２０に形成された、パターニングされた隙間、及び非パターニング光活性層２１５を通る少なくとも１つのマイクロ又はナノサイズの導電性経路を通して形成される。
パターニングされた電荷選択層２２０は、電荷選択層２２０及び光活性層２１５の示差的直交溶解度と共に使用されて、多層化光活性デバイス２００の異なる層を付着させるとき、非パターニング光活性層２１５を通る１つのマイクロ又はナノサイズの導電性経路の選択的形成を制御する。
この電極相互接続、即ち第１のセル２０３の背面電極２０５と第２のセル２０４の透明電極２１０との間に電気的セル間接続２０２を形成するプロセスは、下記の概略的工程を使用して実現される：
１． 透明電極層２１０を、図３の長方形として形成された、隣り合うセル２０３及び２０４の少なくとも２つの離隔した第１の電極セクション２１０Ａ及び２１０Ｂを含む第１のパターニングされたコーティングとして薄膜基板２３０上に付着させる工程；
２． 光活性層２１５を、実質的に連続したコーティングとして透明電極層２１０上に付着させる工程；及び
３． 電荷選択層２２０を、パターニングされたコーティングとして光活性層２１５上に付着させる工程。パターンは一般に、少なくとも２つの離隔した機能性セクション２２０Ａ及び２２０Ｂ（図３の長方形として形成される）を含み、各機能性セクション２２０Ａ及び２２０Ｂは、光活性層２１５上に位置決めされるようにパターニングされて第１の電極セクション２１０Ａ及び２１０Ｂの１つの一部分と重なり合うことにより、その第１の電極セクション２１０の一部分及び透明電極層２１０を含む、隣り合う機能性セクション２２０Ａ及び２２０Ｂの間の隙間部分２３５が画定される。
これらの工程は、パターニングされた透明電極層２１０、実質的に連続的な光活性層２１５、及びパターニングされた電荷選択層２２０を含む仲介デバイスを生成する。これらの光活性デバイス２００は、下記の工程で、パターニングされたコーティングとして背面電極２０５を付着させることによって完成する：
４． 背面電極２０５は、少なくとも２つの離隔した第２の電極セクション２０５Ａ及び２０５Ｂを含む第３のパターニングされたコーティングとして、電荷選択層２２０上に付着され、各第２の電極セクション２０５Ａ、２０５Ｂは、電荷選択層２２０の少なくとも１つの機能性セクション２２０Ａ及び２２０Ｂ、並びに隣り合うセル２０３及び２０４の第１の電極セクション２１０Ａ及び２１０Ｂの少なくとも一部分を含む隣接する隙間部分２３５の一部分が、重なるように位置決めされる工程。背面電極２０５は、伝導性種及び少なくとも第１の溶媒を含む溶液を使用して形成される。この設定では、隣り合う機能性セクション間の隙間部分２３５は、好ましくは透明電極層２１０及び光活性層２１５のみ含む。
層及び溶媒は、交互に配された材料層の示差的直交溶解度を有するように選択され、したがって光活性層２１５は第１の溶媒に可溶性になり、電荷選択層２２０は第１の溶媒中で低い乃至ゼロの溶解度を有するようになる。光活性層２１５及び電荷選択層２２０は、異なる極性を有するように配合され、第１の溶媒は光活性層２１５と同じ極性を有している。このように、光活性層２１５が極性層である場合、第１の溶媒は極性溶媒である。光活性層２１５が無極性層である場合、第１の溶媒は無極性溶媒である。電荷選択層２２０は、光活性層２１５に対して異なる極性である。
実施形態では、第１の溶媒は下記を含む：
Ａ． ＤＭＦ、ＤＭＳＯ、γ－ブチロラクトン、アセトン、アセチルアセトン、アセト酢酸エチル、ＮＭＰ、ＤＭＡＣ、ＴＨＦ、又はこれらの組合せ；
Ｂ． イソプロパノール、ｎ－ブタノール、イソブタノール、エタノール、メタノール、酢酸、エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセロール、アリルアルコール、プロパギルアルコール、イノシトール、又はこれらの組合せ；又は
Ｃ． ベンゼン、トルエン、キシレン、トリメチルベンゼン（例えば、メシチレン）、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、クロロホルム、ジクロロメタン、アニソール、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジ（プロピレングリコール）ジメチルエーテル、若しくはこれらの組合せ。
この場合も、第１の溶媒の選択は、必要とされる極性及び様々な層の組成に依存することを理解すべきである。集積多層薄膜電子デバイスは、光電子デバイス、特に光起電力デバイスを含み、第１の溶媒の選択は、光起電力層の組成に依存する。ペロブスカイトデバイスでは、第１の溶媒は、好ましくは、その層の極性に応じて上記Ａ又はＢのいずれかから選択される。有機ＰＶデバイスでは、第１の溶媒は、好ましくは上記Ｃから選択される。
背面電極層２０５の付着された組成物からの第１の溶媒は、隙間部分２３５内の光活性層２１５の少なくとも部分を溶解して、光活性層２１５を通る透明電極層２１０と背面電極２０５との間の電気相互接続を形成する。対照的に電荷選択層２２０は、第１の溶媒の影響を受けず、背面電極２０５の付着時に溶解せず、背面電極２０５が付着されたときに実質的に無傷のまま（欠陥なし）である。したがって、隙間部分２３５への背面電極２０５の付着は、光活性層２１５を通る、第１のセル２０３の背面電極２０５と第２のセル２０４の透明電極２１０との間の、１つ又は複数（典型的には多数）のマイクロからナノサイズの導電性経路を形成する。
したがって本発明は、背面電極２０５を形成するのに溶媒を使用して、多層被膜の構成要素の選択的溶解度を利用することにより、集積多層薄膜電子デバイスの機能性層を通る、離隔した電極間の電気接続を形成するための代替のプロセスを提供する。
図３には２つの隣り合うセル（単位デバイス）のみ示されるが、図３の光活性デバイス２００は典型的には、一連の隣り合うセルを薄膜基板上に含み、モジュールに配置構成されてもよいことを理解すべきである。隣り合う各セルは、本発明により形成された相互接続を含むことができる。
例示されていないが、電気的セル間接続２０２は、典型的には光活性層２１５でいくつかのナノからマイクロサイズのチャネルから形成される。上記説明したように、これらは典型的には、光活性層２１５の厚みを通るピンホール欠陥等、光活性層２１５に１つ又は複数の欠陥を含む。典型的には、プロセスは、多数のナノからマイクロ経路又はチャネルを形成する。ほとんどの場合、この伝導性経路は、光活性層２１５を通る何百万ものナノからマイクロチャネルを含む。例えば、２ｍｍ×１００ｍｍの線の全面積は、活性層及び伝導性ペーストに応じて、伝導性経路とすることができる。ある場合には、層全体（電荷選択層２２０によって覆われていない光活性層２１５）を、均一に伝導性とすることができる。ナノからマイクロ経路又はチャネルは、光活性層２１５を通して、この層に沿って及びこの層の付近に分布される。
様々な層の組成は、光活性デバイス２００の構成に依存する。上記にて論じたように、光活性層２１５は、１つ若しくは複数の有機光起電力化合物、又は１つ若しくは複数のペロブスカイト光活性化合物の少なくとも１つを含んでいてもよく、その可能性ある組成は、上記でも論じている。更に、電荷選択層２２０は：少なくとも１つの電極スクリーニング層；少なくとも１つの正孔遮断層；少なくとも１つの電子遮断層；少なくとも１つの正孔輸送層；又は少なくとも１つの電子輸送層の少なくとも１つを含むことができ、この場合も、その可能性ある組成は上記でも論じている。一部の実施形態では、電荷選択層２２０は、正孔輸送層、例えばポリ（３，４－エチレンジオキシチオフェン及びポリスチレンスルホネートの混合物（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）を含む。透明電極層２１０は、任意の適切に構成可能な伝導性種、例えばスズがドープされた酸化インジウム（ＩＴＯ）、フッ化物がドープされた酸化スズ（ＦＴＯ）、ドープ型酸化亜鉛、例えばアルミニウムがドープされた酸化亜鉛（ＡＺＯ）、又はインジウムがドープされた酸化カドミウムを含むことができる。更に最後に、背面電極２０５は、好ましくは金属性電極、及びより好ましくは金属又は金属のイオン形態及び第１の溶媒（上記にて論じたように）を含む溶液を使用して形成された銀電極を含む。上記組成は、本発明に限定すべきではなく、本明細書全体を通して論じられるその他の適切な組成物が可能であることを、理解すべきである。
更なる層を、図３に例示されるデバイス２００に示される層に加えて、デバイス２００の多層構造に含むことができることを、理解すべきである。例えば、更なる電荷選択層（図２に例示されるデバイス５０、６０、及び７０に関して例示され記述されるように、光活性デバイスの構成に応じて、正孔輸送層又は電子輸送層の１つ）は、例えば図２（ａ）及び図２（ｂ）に例示されるデバイス５０及び６０に示されるように、透明電極層２１０と光活性層２１５との間に含めることができる。この更なる電荷選択層は、光活性層２１５上に付着された電荷選択層２２０の第２のパターニングされたコーティングに対して相補的及び対応するパターンを有する、第４のパターニングされたコーティングとして付着されると考えられ、これは相補的及び対応する隙間部分２３５も画定して、第１のセル２０３の背面電極２０５及び第２のセル２０４の透明電極２１０に必要とされる重なりを提供して、これら２つの電極間の光活性層２１５を通る導電性経路を容易にする。
図２（ａ）、図２（ｂ）、及び図２（ｃ）関して例示され記述されるデバイス５０、６０、及び７０と、図３のデバイス２００とに関する上述の層のそれぞれは、溶液、混合物、混和物、ペースト、又は同様のものとして、適切な担体溶媒と共に又は併せて、集積多層薄膜電子デバイスに付着して、デバイス（以下を参照）を形成できることを理解すべきである。その溶媒は、層の好ましくは交互になった極性に対応する、交互に配された材料層の示差的直交溶解度に適合するように、適切な極性を持つものが選択される。適切な溶媒には：
ＤＭＦ、ＤＭＳＯ、γ－ブチロラクトン、アセトン、アセチルアセトン、アセト酢酸エチル、ＮＭＰ、ＤＭＡＣ、ＴＨＦ、又はこれらの組合せ；又は
イソプロパノール、ｎ－ブタノール、イソブタノール、エタノール、メタノール、酢酸、エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセロール、アリルアルコール、プロパギルアルコール、イノシトール、又はこれらの組合せ
が含まれる。
既に論じたように、様々な付着技法を使用して集積多層薄膜電子デバイス２００を形成するように、様々な層を付着することができる。一部の実施形態では、透明電極層２１０、光活性層２１５、電荷選択層２２０、又は背面電極２０５の少なくとも１つは：鋳造、ドクターブレード、印刷、スクリーン印刷、インクジェット印刷、パッド印刷、ナイフコーティング、メニスカスコーティング、スロットダイコーティング、グラビアコーティング、逆グラビアコーティング、キスコーティング、マイクロロールコーティング、カーテンコーティング、スライドコーティング、スプレーコーティング、フレキソ印刷、オフセット印刷、回転スクリーン印刷、又は浸漬コーティングの少なくとも１つを使用して、基板に付着される。
集積多層薄膜電極デバイス２００の付着された各層は、層の乾燥を支援する乾燥プロセス／工程も受けることができる。乾燥工程は、空気乾燥、対流乾燥、常圧乾燥、熱処理、アニーリング、クエンチ処理、又は同様のものの１つ又は組合せを含む、任意の数の乾燥プロセスを含むことができる。一部の実施形態では、付着された層を乾燥させることは、付着された層の少なくとも６０℃、好ましくは少なくとも７０℃、より好ましくは少なくとも１００℃、及び更により好ましくは少なくとも１２０℃の温度での熱処理を含む。
高い性能及び審美性のための設計自由度
溶液で処理された薄膜電極デバイスの主要な利点は、低コストのロールツーロール印刷による可能性ある製造である。印刷された有機ＰＶのロールツーロール生成は、本出願人を含むいくつかのグループによって既に実証されている。
図４（ａ）及び図４（ｂ）は、ロールツーロールで生成された印刷ＰＶの実施例を示し、被膜の移動方向は、矢印３０２により示されるように図の左から右に移動する。図４（ａ）に示される設計３００は、ＩｎｆｉｎｉｔｙＰＶ社により開発された、直列接続されたモジュール設計を示す。この設計は、必要とされる出力電圧の「カットサイズ（ｃｕｔ－ｔｏ－ｓｉｚｅ）」を可能にする。図４（ｂ）に示される設計３２０は、出力電圧及び電流を設定する自由度を提供する。図４（ａ）及び図４（ｂ）に示されるデバイスは、本発明の方法を使用して生成することができる。
モジュールは、従来の硬質ソーラーセルに勝る柔軟性及び利点を提供するが、セルは、生成方法の制限に起因して、生成方向と「平行に」作製される。そのような設計は、大面積付着のためにモジュール間リンカー／隙間を必要とし、不活性面積に起因してＧＦＦ損失をもたらす。
本発明の方法を使用して生成された相互接続は、図４（ｃ）のデバイス３３０等、デバイスの設計のより大きな柔軟性を可能にする。図４（ｃ）に示されるデバイスは、表面にセル３３２が印刷された基板被膜の縦方向の長さの縦軸Ｌ－Ｌに垂直な長さ方向に位置決めされた、側方に離隔した長方形として構成されたセル３３２でパターニングされ、垂直なセル設計のモジュールが生成される。隣り合うセル３３２間の直列接続は、モジュール間接続の面積損失なしに、本発明の相互接続プロセスを使用して、被膜の全体を通して無限大に作製することができる。被膜の任意の部分は、必要とされる付着面積又は出力電圧に関して、切断することができる。全てのモジュールが同じセル面積効率を有する場合、垂直設計のモジュールは、単にセル面積のより大きな割合に起因して、従来のレイアウト（例えば、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示されるように）と比較してより高い電力出力を有すると考えられる。
本発明のプロセス及びデバイス構成は、低コストでより高い性能を提供するだけではなく、設計の自由度も提供する。垂直セル設計設定を有するモジュールを含む、１つのデバイス４００の実施例を、図５（ａ）に示す。これらのデバイス４００は、正面（基板側）から更なる平坦な見掛けを有することができる。しかしながら、厚さ又は材料に応じて、デバイス４００は、図４に示されるような任意のパターン又は半透明なしに、完全に不透明とすることができる。しかしながら、以下により詳細に説明されるように、ＣＳＩＲＯロゴ等の画像（図５（ａ）に示される）を、モジュールに付加することができる。従来のモジュール４１０を、比較のため図５（ｂ）に示す。縦方向に並ぶストライプパターン（被膜の縦軸に対して）は、ある特定の設計／適用例で審美的にすることができ、この縦ストライプのパターンは、印刷されたＰＶの商用の適用例を制限する可能性がある。
Ｂｅｌｅｃｔｒｉｃ ＯＶＰ ＧｍｂＨ社（現在ではＯＰＶＩＵＳ社）により報告された非従来型のモジュール設計４２０も、図５（ｃ）に示す。モジュール設計４２０を、物理的隙間が作製されるようにレーザースクライビングを使用してＢｅｌｅｃｔｒｉｃ ＯＰＶ ＧｍｂＨ社により製作した。このモジュール設計は、本発明のプロセスの実施形態を使用して製作できることも理解すべきである。
印刷された指標
透明電極層２１０の第１のパターニングされたコーティング及び電荷選択層２２０の第２のパターニングされたコーティングは、任意の適切な構成を有することができる。図３、図４（ｃ）、図５（ａ）、及び図６（ａ）、図６（ｂ）、図６（ｃ）において、第１のパターニングされたコーティングは、薄膜基板２３０上に規則的なパターンに配置構成された、複数の離隔した個別の長方形の第１の電極セクション２１０Ａ、２１０Ｂを含む。各電極セクション２１０Ａ、２１０Ｂは、同じ形状を有する。第２のパターニングされたコーティングは、第１のパターニングされたコーティングに相補的な長方形の格子パターンを含む。
図６（ａ）、図６（ｂ）、及び図６（ｃ）に示される実施形態では、第１のパターニングされたコーティング及び第２のパターニングされたコーティングは、長方形セクションの長さが基板２３０上で幅方向に走るように、且つ長方形のセクションが、間隔を開けて、基板２３０の長さに従う第２の縦軸Ｌ－Ｌに沿って長さ方向に並ぶように、基板２３０に適用された第１の縦軸Ｙ－Ｙを有する複数の離隔した長方形のセクションを含む。
背面電極２０５は、例えば図４（ｃ）及び図６（ａ）（ｉ）に示されるように、乾燥した電荷選択層２２０上に背面電極組成物の細い実線をスクリーン印刷することによって設計することができる。可能性ある印刷パターンの更なる詳細を、図６（ａ）に例示する。これらの実施形態のそれぞれにおいて、背面電極２０５は、例えば格子又は離隔した線のように、隙間部分を含むように印刷される。図６（ａ）（ｉ）に示されるように、各セル５０５における背面電極２０５の線は、均質な線の組として並べることができる。しかしながら、更なる設計自由度は、異なる線の厚みを使用することによって、したがって全体的なデバイスの透明度を様々にすることによって、実現することができる。更に、パターンの更なる設計自由度は、図６（ａ）（ｉｉ）、図６（ｂ）、及び図６（ｃ）のデバイス５１０、５２０、５３０に示される六角形等、規則的な反復幾何形状から形成された格子５１５、５２５、５３５として背面電極２０５コーティング（第３のパターニングされたコーティング）を印刷することによって実現することができる。
次いで、格子５２５、５３５のその他の部分と比較して更に厚い／広い線を格子５２５、５３５の部分で使用することにより、その格子５２５、５３５のセクションを強調することによって、ＣＳＩＲＯブランド（図５（ａ）及び図６（ｂ））等の強調されたパターンをこの格子５２５、５３５に与えることができる。それらの強調された部分は、格子５２５、５３５内にパターンを形成するように設計することができ、その格子５２５、５３５が、下にある層に対照的な影及び／又は色を有するように設計されるとき、集積多層薄膜電子デバイスの観察者にとって無効になる視覚的及び／又は目に見えるパターンを生成することができる。その視覚的及び／又は目に見えるパターンは、パターン、写真、指標、例えばロゴ、文字、数値、記号、パターン、レンダリング画像、１つ又は複数の単語、サイン、マーク、エンブレム、タグ、シール、スタンプ等を含むことができる。ある特定の実施形態では、格子５２５、５３５の要素の選択された部分の厚さ／幅は、格子５２５、５３５の隣接する要素の厚さの少なくとも１．５倍、好ましくは２倍である。しかしながら、任意の適切な厚さ／幅の差は、選択された指標の識別可能なレンダリングを提供するものを使用されてもよいことを理解すべきである。
図６（ｂ）に示されるように、ＣＳＩＲＯロゴ等のロゴは、ＣＳＩＲＯを構成する文字を与えるより濃いパターンを生成するように、格子５２５の線の厚さを代えることによって与えることができる。図６（ｃ）に示されるように、勾配画像も、異なる影が生成されるように、格子５３５の線の厚さ／幅を変えることによって実現することができる。
選択された指標を格子５２５、５３５に与えるのを支援するために、第２の電極層の色は、好ましくは、第１の機能性層及び第２の機能性層と対照的になるように選択される。その色は、好ましくは、第１の機能性層及び第２の機能性層の色に対して高いコントラストの線を生成するように選択される。
画像及び指標は、例えば図６（ａ）（ｉ）に示される、更に従来通りのストライプ設計を使用して、線状の第３のパターニングされたコーティングの任意の規則的な反復格子上に生成できることを理解すべきである。しかしながら、これらのパターンは、与えることが試みられている画像又は指標を損なう可能性がある高コントラストの線を導入し得ることが可能である。
（実施例１）
有機光起電力モジュール
「逆」構成で多数の直列接続されたストリップセルを含む、ロールツーロール（Ｒ２Ｒ）で処理された有機光起電力（ＯＰＶ）モジュールを、ＩＴＯベースのＰＥＴ被膜（８Ω／ｓｑ、ＯＰＶ８、Ｓｏｌｕｔｉａ社）上に製作して、ＰＥＴ｜ＩＴＯ｜ＰＥＩＥ｜Ｐｉ－４｜ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ｜Ａｇからなるデバイスを得た。１ｍｍ幅の隙間を持つ垂直なモジュール設計１０ｍｍ幅ＩＴＯパターンを持つ、インジウムスズ酸化物－ポリエチレンテレフタレート（ＩＴＯ－ＰＥＴ）基板を使用した。したがってデバイス構成は：フレキシブルＩＴＯ／ＰＥＩＥ（電子選択層）／ＰＩ－４（商用の光活性インク）／Ｓ３１５（商用のＰＥＤＯＴ：ＰＳＳインク、正孔選択層）／ＰＶ－４１６（商用の銀ペースト）であった。
モジュールは、下記の通りコーティングした：
ＰＥＩＥ（Ｍｗ ７０，０００ｇ／ｍｏｌ、３５～４０％ｗ／ｗ、Ａｌｄｒｉｃｈ社）の水性溶液を、２－メトキシエタノールで希釈して、０．１５％ｗ／ｗの濃度にした。この溶液を、Ｍｉｎｏ－Ｌａｂｏ（商標）コーター（株式会社康井精機）を使用する逆グラビアコーティング法によってＩＴＯベースのＰＥＴ被膜上にコーティングして、推定厚さが１０ｎｍ程度であるＰＥＩＥ被膜を形成した。ＰＥＩＥ及び活性ポリマー光吸収層の両方を、逆グラビア（ＲＧ）コーターで堆積し、コーティング幅が１０ｃｍの２００Ｒロールを使用して、ＩＴＯ－ＰＥＴ基板上にコーティングした。コーティングは、１．０ｍ／分の速度及び４ｒｐｍのＲＧロール速度で実施した。ＰＥＩＥ層を、１１０℃の高温空気により約７秒間乾燥し、湾曲したホットプレート上で、１４０℃で約７秒間アニールした。
Ｐｉ－４（ＩｎｆｉｎｉｔｙＰＶ社による既製の活性インク）ポリマー吸収剤層（約１００ｎｍの厚さ）を、１．０ｍ／分のウェブ速度及び５．５ｒｐｍのロール速度でコーティングした。活性層の堆積中、被膜は、９０℃の高温空気で約７秒間、及び湾曲したホットプレート上で、９０℃で約７秒間のみを使用して乾燥した。
ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳストリップ及びＡｇ格子のロールツーロール（Ｒ２Ｒ）堆積を、スクリーン印刷法を使用して、Ｏｒｔｈｏｔｅｃ－２ Ｒ２Ｒスクリーン印刷システム上で、１００℃の高温空気及びＩＲ放射線（３０％強度）を約２０秒間使用する乾燥工程により実施した。ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳは、Ｓ３１５（Ａｇｆａ社）及びＯＲＧＡＣＯＮスクリーン印刷インク（Ａｇｆａ社）ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ材料を、高剪断ミキサ（ＵＬＴＲＡ－ＴＵＲＲＡＸ Ｔ２５、ＩＫＡ Ｌａｂｏｒｔｅｃｈｎｉｋ社）を使用して１０分間にわたり混合された１：９の比で含有するスクリーン印刷可能ペーストを使用して、ピンホールのない層を形成するために２回スクリーン印刷した。
モジュールの電荷収集を強化するため及び直列の２０個のセル間の相互接続を確立するため、スクリーン印刷された格子を、市販のＡｇインク（ＤｕＰｏｎｔ社、ＰＶ４１６、２０２１）を使用して堆積した。Ａｇインクは、２種のアルキルエステル：ペンタンジオン酸ジメチルエステル（ジメチルグルタレート）及びブタンジオン酸ジメチルエステル（ジメチルスクシネート）からなる共溶媒を有する。ＧＣ－ＭＳ分析に基づき、ジメチルグルタレートは、Ａｇインク中の主溶媒である。堆積された各層は、直接接続を作製できるように、下にある層から０．２から０．５ｍｍのオフセットを有していた。スクリーン印刷されたＡｇ格子を、１００℃の高温空気及びＩＲ放射線（３０％強度）を約２０秒間使用して乾燥した。各ストリップセルの活性面積は８．１ｃｍ２（幅：０．９ｃｍ及び長さ：９ｃｍ）であり、約１６２ｃｍ２の全活性モジュール面積をもたらした。
モジュールのデバイス特性を図６に示す。図６は、単一ＰＶセルと、直列接続された１９個のセルを持つ垂直モジュールの、実施例の電流密度（比較用の全モジュール面積ではなくセル面積当たり）－電圧特性である。
商用の溶液のみを、修正することなく実証実施例で使用する。しかしながら、伝導性インク等の溶液は、光活性層に良好な溶媒を添加することにより、増大したチャネル形成特性のために修正できることを理解すべきである。
上記開示及び実施例は光電気デバイス、特に光起電力デバイスに関し、本発明は、有機トランジスタ、ＯＬＥＤ、有機メモリー、及び印刷されたセンサー等、多くの他の溶液で処理された集積多層薄膜電子デバイスに適用できることを理解すべきである。これらのデバイスで、本発明の方法に関して教示された、交互に配された材料層及び選択された層のパターニングの示差的直交溶解度は、その多層構造内で２つの離隔した電極層の間に電気相互接続を形成する類似の手法で利用することができる。
当業者なら、本明細書に記述される本発明が、特に記載されるもの以外の変形及び修正を受け易いことを理解するであろう。本発明は、本発明の精神及び範囲に包含される全てのそのような変形例及び修正例を含むことが理解される。
「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」、「含んだ（ｃｏｍｐｒｉｓｅｄ）」、又は「含んでいる（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語が本明細書（特許請求の範囲を含む）で使用される場合、それらは、言及される形体、整数、工程、又は成分の存在を指定すると解釈されるが、１つ又は複数のその他の形体、整数、工程、成分、又はそれらの群の存在を除外しない。
５０ 従来の構造
６０ 反転型構造
７０ 多接合ソーラーセル
１００ 光活性デバイス
１０２ 電気的単位デバイス間接続
１０３ 第１のセル
１０４ 第２のセル
１０５ 背面電極
１１０ 透明電極
１１５ 光活性層
１２０ 電荷選択層
１３０ 基板
２００ 光活性デバイス
２０２ デバイス間接続
２０３ 第１の単位デバイス
２０４ 第２の単位デバイス
２０５ 背面電極
２０５Ａ 電極セクション
２０５Ｂ 電極セクション
２１０ 透明電極
２１０Ａ 電極セクション
２１０Ｂ 電極セクション
２１５ 光活性層
２２０ 電荷選択層
２２０Ａ 機能性セクション
２２０Ｂ 機能性セクション
２３０ 薄膜基板
２３５ 隙間部分
３００ 設計
３０２ 矢印
３２０ 設計
３２２ 単位モジュール又は単一セル
３３０ デバイス
３３２ セル
４００ デバイス
４１０ モジュール
４２０ モジュール設計
５０５ セル
５１０ デバイス
５１５ 格子
５２０ デバイス
５２５ 格子
５３０ デバイス
５３５ 格子

Claims (68)

  1. 集積多層薄膜電子デバイスの少なくとも２つの隣り合う単位デバイスの間に電極相互接続を形成する方法であって、
    隣り合う単位デバイスの少なくとも２つの離隔した第１の電極セクションを含む第１のパターニングされたコーティングを含む、薄膜基板上の第１の電極層、
    前記第１の電極層上に実質的に連続的なコーティングを含む第１の機能性層、及び
    少なくとも２つの離隔した機能性セクションを含む、前記第１の機能性層上の第２のパターニングされたコーティングを含む、第２の機能性層であって、各機能性セクションが、前記第１の機能性層上に位置決めされて、前記第１の電極セクションの１つの一部分と重なり合うことにより、前記第１の電極セクションの一部分及び前記第１の機能性層を含む、隣り合う機能性セクションの間の隙間部分が画定される、第２の機能性層
    を含む、仲介デバイスを提供する工程と、
    隣り合う単位デバイスの少なくとも２つの離隔した第２の電極セクションを含む第３のパターニングされたコーティングとして、前記第２の機能性層上に第２の電極層を付着させる工程であって、各第２の電極セクションが、前記第２の機能性層の少なくとも１つの機能性セクション及び隣り合う単位デバイスの前記第１の電極セクションの少なくとも一部分を含む隣接する隙間部分の一部分と重なり合うように位置決めされ、前記第３のパターニングされたコーティングが、伝導性種及び少なくとも第１の溶媒を含む溶液を使用して形成される、工程と、
    を含み、
    前記第１の機能性層が前記第１の溶媒に可溶性であり、前記第２の機能性層が前記第１の溶媒において低い乃至ゼロの溶解度を有し、したがって前記隙間部分に対する前記第２の電極層の付着は、隣り合う単位デバイスの前記第１の電極と前記第２の電極との間の、前記第１の機能性層を通る少なくとも１つの導電性経路を形成する、方法。
  2. 前記第２の機能性層が、前記第１の溶媒中で実質的に低い乃至ゼロの溶解度を有する、請求項１に記載の方法。
  3. ・前記第１の機能性層が極性層を含み、前記第２の機能性層が無極性層を含むか、又は
    ・前記第１の機能性層が無極性層を含み、前記第２の機能性層が極性層を含む、
    請求項１又は２に記載の方法。
  4. 前記第１の溶媒が、前記第１の機能性層と同じ極性を有する、請求項３に記載の方法。
  5. 前記第１の溶媒が、
    ＤＭＦ、ＤＭＳＯ、γ－ブチロラクトン、アセトン、アセチルアセトン、アセト酢酸エチル、ＮＭＰ、ＤＭＡＣ、ＴＨＦ、若しくはこれらの組合せ、
    イソプロパノール、ｎ－ブタノール、イソブタノール、エタノール、メタノール、酢酸、エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセロール、アリルアルコール、プロパギルアルコール、イノシトール、若しくはこれらの組合せ、又は
    ベンゼン、トルエン、キシレン、トリメチルベンゼン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、クロロホルム、ジクロロメタン、アニソール、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジ（プロピレングリコール）ジメチルエーテル、又はこれらの組合せ
    を含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
  6. 前記第１の溶媒が、前記第１の機能性層の一部分を溶解して、隣り合う単位デバイスの前記第１の電極と前記第２の電極との間の、前記第１の機能性層を通る導電性経路を形成する、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
  7. 隣り合う単位デバイスの前記第１の電極と前記第２の電極との間の前記少なくとも１つの導電性経路が、１つ又は複数のマイクロからナノサイズの経路、好ましくは前記第１の機能性層を通る１つ又は複数のマイクロからナノサイズのチャネルを含む、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
  8. 前記第１の電極層と前記第２の電極層との間の前記少なくとも１つの導電性経路が、前記第１の機能性層に１つ又は複数の欠陥を、好ましくは前記第１の機能性層の厚みを通る１つ又は複数のピンホール欠陥を含む、請求項７に記載の方法。
  9. 前記隙間部分の実質的に全て又は全てが、前記第１の電極と前記第２の電極との間の伝導性経路を提供する、請求項７又は８に記載の方法。
  10. 前記仲介デバイスが、
    前記第１及び第２の機能性層の間の少なくとも１つの更なる機能性層、又は
    前記第１の電極層と前記第１の機能性層との間の少なくとも１つの更なる機能性層
    の少なくとも１つを含む、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。
  11. 更なる機能性層のそれぞれが、前記第２の機能性層の前記機能性セクションに対して相補的構成を有する、少なくとも２つの離隔した第２のセクションを含むパターニングされたコーティングを含む、請求項１０に記載の方法。
  12. 前記仲介デバイスが、前記基板と前記第１の機能性層との間に少なくとも１つの更なる層を含む、請求項１から１１のいずれか一項に記載の方法。
  13. 隣り合う単位デバイスの少なくとも２つの離隔した第１の電極セクションを含む第１のパターニングされたコーティングを含む第１の電極層を、薄膜基板上に付着させる工程と、
    前記第１の電極層上に実質的に連続するコーティングを含む第１の機能性層を付着させる工程と、
    第２のパターニングされたコーティングを含む第２の機能性層を、少なくとも２つの離隔した機能性セクションを含む前記第１の機能性層に付着させる工程であって、各機能性セクションが、前記第１の機能性層上に位置決めされて、前記第１の電極セクションの１つの一部分と重なり合うことにより、その第１の電極セクションの一部分と前記第１の機能性層とを含む、隣り合う機能性セクション間の隙間部分が画定される、工程と、
    によって、仲介デバイスを形成する工程を更に含む、請求項１から１２のいずれか一項に記載の方法。
  14. 前記第１の電極層、前記第１の機能性層、前記第２の機能性層、又は前記第２の電極層の少なくとも１つが：
    鋳造、ドクターブレード、印刷、スクリーン印刷、インクジェット印刷、パッド印刷、ナイフコーティング、メニスカスコーティング、スロットダイコーティング、グラビアコーティング、逆グラビアコーティング、キスコーティング、マイクロロールコーティング、カーテンコーティング、スライドコーティング、スプレーコーティング、フレキソ印刷、オフセット印刷、回転スクリーン印刷、又は浸漬コーティングの少なくとも１つを使用して前記基板に付着される、請求項１から１３のいずれか一項に記載の方法。
  15. 前記第１のパターニングされたコーティングが、複数の離隔した個別の第１の電極セクションを含み、各電極セクションが、前記薄膜基板上に規則的なパターンで配置構成された幾何形状を含む、請求項１から１４のいずれか一項に記載の方法。
  16. 各電極セクションが、同じ形状を有する、請求項１５に記載の方法。
  17. 前記第１のパターニングされたコーティングが、モザイク状のパターンを含む、請求項１から１６のいずれか一項に記載の方法。
  18. 前記第２のパターニングされたコーティングが、前記第１のパターニングされたコーティングに相補的なパターンを含む、請求項１から１７のいずれか一項に記載の方法。
  19. 隣り合う機能性セクション間の前記隙間部分が、前記第１の電極層及び前記第１の機能性層のみ含む、請求項１から１８のいずれか一項に記載の方法。
  20. 前記第１のパターニングされたコーティング及び前記第２のパターニングされたコーティングが、ストリップ長に沿って位置合わせされた第２の縦軸を有する柔軟なストリップに付着された第１の縦軸を有する複数の離隔した長方形のセクションを含み、前記長方形のセクションは、前記第１の縦軸が前記第２の縦軸に垂直に位置合わせされている柔軟なストリップ上に配置構成されている、請求項１から１９のいずれか一項に記載の方法。
  21. 前記第３のパターニングされたコーティングが、前記第２のパターニングされたコーティングに相補的なパターン、及び好ましくは前記第１のパターニングされたコーティングを含む、請求項１から２０のいずれか一項に記載の方法。
  22. 前記第３のパターニングされたコーティングが、格子、好ましくは規則的な反復幾何形状から形成された格子を含む、請求項１から２１のいずれか一項に記載の方法。
  23. 前記格子が、一連の離隔した要素、好ましくは複数の離隔した線から形成される、請求項２２に記載の方法。
  24. 前記格子のより厚い要素内で、選択された指標の構成を生成するように、前記格子内の要素の選択された部分の厚さが前記格子内の隣接する要素の厚さに対してより厚い、請求項２３に記載の方法。
  25. 前記格子が、一連の離隔した線から形成され、前記格子内の線の選択された部分の幅が、前記格子内の隣接する要素の幅に対してより大きく、その結果、前記格子のより広い線内で、選択された指標の構成が生成される、請求項２４に記載の方法。
  26. 前記格子内の要素の選択された部分の厚さ又は幅が、前記格子内の隣接する要素の厚さ又は幅の少なくとも１．５倍、好ましくは２倍である、請求項２４又は２５に記載の方法。
  27. 前記第２の電極層の色が、前記第１の機能性層及び前記第２の機能性層と対照的になるように、好ましくは前記第１の機能性層及び前記第２の機能性層の色に対して高コントラストの線を生成するように選択される、請求項２３から２６のいずれか一項に記載の方法。
  28. 前記薄膜基板がフレキシブル基板を含む、請求項１から２７のいずれか一項に記載の方法。
  29. 前記基板が、ポリマー、金属、セラミック、又はガラスの少なくとも１つ、好ましくはポリマー被膜を含む、請求項１から２８のいずれか一項に記載の方法。
  30. 前記薄膜電子デバイスが、有機トランジスタ、ＯＬＥＤ、有機メモリー、及び印刷されたセンサー等、溶液で処理された電子デバイスを含む、請求項１から２９のいずれか一項に記載の方法。
  31. 前記薄膜電子デバイスが、光電子デバイス、好ましくは溶液で処理された光起電力デバイス又は光活性センサーを含む、請求項１から３０のいずれか一項に記載の方法。
  32. 前記第１の機能性層が光活性層を含む、請求項１から３１のいずれか一項に記載の方法。
  33. 前記光活性層が、１種若しくは複数の有機光起電力化合物、又は１種若しくは複数のペロブスカイト光活性化合物の少なくとも１つを含む、請求項３２に記載の方法。
  34. 前記第２の機能性層が電荷選択層を含む、請求項３１から３３のいずれか一項に記載の方法。
  35. 前記第２の電極層が、金属性電極、好ましくは金属又は金属のイオン形態と少なくとも第１の溶媒とを含む溶液を使用して形成された銀電極を含む、請求項１から３４のいずれか一項に記載の方法。
  36. 前記第１の電極層が、透明電極層を含む、請求項１から３５のいずれか一項に記載の方法。
  37. 前記基板が、
    透明伝導体層の少なくとも１つのコーティング、
    有機若しくは無機半導体を含む、少なくとも１つの正孔輸送層、又は
    有機若しくは無機伝導体を含む、少なくとも１つの電子輸送層
    の少なくとも１つから選択される１つ若しくは複数の層又はコーティングを含む、請求項３１から３６のいずれか一項に記載の方法。
  38. 請求項１から３７のいずれか一項に記載の方法を使用して形成された光電子デバイス。
  39. 隣り合う単位デバイスの少なくとも２つの離隔した第１の電極セクションを含む第１のパターニングされたコーティングを含む、薄膜基板上の第１の電極層、
    前記第１の電極層上に実質的に連続したコーティングを含む第１の機能性層、及び
    少なくとも２つの離隔した機能性セクションを含む、前記第１の機能性層上の第２のパターニングされたコーティングを含む第２の機能性層であって、各機能性セクションが、前記第１の機能性層上に位置決めされて、前記第１の電極セクションの１つの一部分と重なり合うことにより、前記第１の電極セクションの一部分及び前記第１の機能性層を含む、隣り合う機能性セクション間の隙間部分が画定される、第２の機能性層、並びに
    隣り合う単位デバイスの少なくとも２つの離隔した第２の電極セクションを含む第３のパターニングされたコーティングを含む、前記第２の機能性層上の第２の電極層であって、第２の電極セクションのそれぞれは、前記第２の機能性層の少なくとも１つの機能性セクションと、隣り合う単位デバイスの前記第１の電極セクションの少なくとも１つの部分を含む隣接する隙間部分の一部分とが重なり合うように位置決めされる、第２の電極層を含み、
    各隙間部分が、隣り合う単位デバイスの前記第１の電極と前記第２の電極との間の、前記第１の機能性層を通る少なくとも１つの導電性経路を含む、
    集積多層薄膜電子デバイス。
  40. 前記第１の電極と前記第２の電極との間の前記少なくとも１つの導電性経路が、１つ又は複数のマイクロからナノサイズの経路、好ましくは前記第１の機能性層を通る１つ又は複数のマイクロからナノサイズのチャネルを含む、請求項３９に記載のデバイス。
  41. 前記隙間部分の実質的に全て又は全てが、前記第１の電極と前記第２の電極との間の前記導電性経路を提供する、請求項３９又は４０に記載のデバイス。
  42. 請求項１から３７のいずれか一項に記載の方法から形成された、請求項３９、４０、又は４１に記載のデバイス。
  43. ・前記第１の機能性層が極性層を含み、前記第２の機能性層が無極性を含むか、又は
    ・前記第１の機能性層が無極性層を含み、前記第２の機能性層が極性層を含む、
    請求項３９から４２のいずれか一項に記載のデバイス。
  44. 隣り合う単位デバイスの前記第１の電極と前記第２の電極との間の前記少なくとも１つの導電性経路が、１つ又は複数のチャネル、好ましくは１つ又は複数の欠陥を前記第１の機能性層に含み、より好ましくは前記第１の機能性層の厚みを通る１つ又は複数のピンホール欠陥を含む、請求項３９から４３のいずれか一項に記載のデバイス。
  45. 前記第１及び第２の機能性層の間の少なくとも１つの更なる機能性層、又は
    前記第１の電極層と前記第１の機能性層との間の少なくとも１つの更なる機能性層
    の少なくとも１つを更に含む、請求項３９から４４のいずれか一項に記載のデバイス。
  46. 更なる機能性層のそれぞれが、前記第２の機能性層の前記機能性セクションに相補的な構成を有する少なくとも２つの離隔した第２のセクションを含む、パターニングされたコーティングを含む、請求項４５に記載のデバイス。
  47. 前記第１のパターニングされたコーティングが、複数の離隔した個別の第１の電極セクションを含み、各電極セクションが、前記薄膜基板上に規則的なパターンで配置構成された幾何形状を含む、請求項３９から４６のいずれか一項に記載のデバイス。
  48. 各電極セクションが同じ形状を有する、請求項４７に記載のデバイス。
  49. 前記第１のパターニングされたコーティングが、モザイク状のパターンを含む、請求項３９から４８のいずれか一項に記載のデバイス。
  50. 前記第２のパターニングされたコーティングが、前記第１のパターニングされたコーティングに相補的なパターンを含む、請求項３９から４９のいずれか一項に記載のデバイス。
  51. 隣り合う機能性セクション間の前記隙間部分が、前記第１の電極層及び前記第１の機能性層のみ含む、請求項３９から５０のいずれか一項に記載のデバイス。
  52. 前記第１のパターニングされたコーティング及び前記第２のパターニングされたコーティングが、ストリップ長に沿って位置合わせされた第２の縦軸を有する柔軟なストリップに付着された、第１の縦軸を有する複数の離隔した長方形のセクションを含み、前記長方形のセクションは、前記第１の縦軸が前記第２の縦軸に垂直に位置合わせされた状態で前記柔軟なストリップ上に配置構成される、請求項３９から５１のいずれか一項に記載のデバイス。
  53. 前記第３のパターニングされたコーティングが、前記第２のパターニングされたコーティングに相補的なパターン、及び好ましくは前記第１のパターニングされたコーティングを含む、請求項３９から５２のいずれか一項に記載のデバイス。
  54. 前記第３のパターニングされたコーティングが、格子、好ましくは規則的な反復幾何形状から形成された格子を含む、請求項３９から５３のいずれか一項に記載のデバイス。
  55. 前記格子が、一連の離隔した要素、好ましくは複数の離隔した線から形成される、請求項５４に記載のデバイス。
  56. 前記格子内の要素の選択された部分の厚さが、前記格子のより厚い要素内で選択された指標の構成を生成するように、前記格子内の隣接する要素の厚さに対してより厚い、請求項５５に記載のデバイス。
  57. 前記格子内の要素の前記選択された部分の厚さが、前記格子内の隣接する要素の厚さの少なくとも１．５倍、好ましくは２倍である、請求項５６に記載のデバイス。
  58. 前記第２の電極層の色が、前記第１の機能性層及び前記第２の機能性層と対照的になるように、好ましくは前記第１の機能性層及び前記第２の機能性層の色に対して高いコントラストの線を生成するように選択される、請求項５５から５７のいずれか一項に記載のデバイス。
  59. 前記薄膜基板がフレキシブル基板を含む、請求項３９から５８のいずれか一項に記載のデバイス。
  60. 前記基板が、ポリマー、金属、セラミック、又はガラスの少なくとも１つ、好ましくはポリマー被膜を含む、請求項３９から５９のいずれか一項に記載のデバイス。
  61. 前記薄膜電子デバイスが、溶液で処理された電子デバイス、例えば有機トランジスタ、ＯＬＥＤ、有機メモリー、及び印刷されたセンサーを含む、請求項３９から６０のいずれか一項に記載のデバイス。
  62. 前記薄膜電子デバイスが、光電子デバイス、好ましくは光活性デバイス、より好ましくは光起電力デバイス又は光活性センサーを含む、請求項３９から６１のいずれか一項に記載のデバイス。
  63. 前記第１の機能性層が光活性層を含む、請求項３９から６２のいずれか一項に記載のデバイス。
  64. 前記光活性層が、１種若しくは複数の有機光起電力化合物、又は１種若しくは複数のペロブスカイト光活性化合物の少なくとも１種を含む、請求項６３に記載のデバイス。
  65. 前記第２の機能性層が、電荷選択層を含む、請求項６２から６４のいずれか一項に記載のデバイス。
  66. 前記第２の電極層が、金属又は金属のイオン形態と、少なくとも第１の溶媒とを含む溶液を使用して形成された金属性電極を含む、請求項３９から６５のいずれか一項に記載のデバイス。
  67. 前記第１の電極層が、透明電極層を含む、請求項３９から６６のいずれか一項に記載のデバイス。
  68. 前記基板が、
    透明伝導性酸化物（ＴＣＯ）の少なくとも１つのコーティング、
    有機若しくは無機半導体を含む少なくとも１つの正孔輸送層、又は
    有機若しくは無機伝導体を含む少なくとも１つの電子輸送層
    の少なくとも１つから選択される１つ若しくは複数の層又はコーティングを含む、請求項６２から６７のいずれか一項に記載のデバイス。
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AU2015222678B2 (en) * 2014-02-26 2018-11-22 Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation Process of forming a photoactive layer of a perovskite photoactive device
AU2015367228B2 (en) * 2014-12-19 2017-04-20 Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation Process of forming a photoactive layer of an optoelectronic device
EP3248229B1 (en) * 2015-01-21 2021-10-27 Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation Process of forming a photoactive layer of a perovskite photoactive device
WO2019070977A1 (en) * 2017-10-04 2019-04-11 Alliance For Sustainable Energy, Llc PEROVSKITE DEVICES AND METHODS OF MAKING THE SAME
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