KR20100098448A - 나노입자로 형성된 투명한 전극을 갖는 광전지 소자 - Google Patents

나노입자로 형성된 투명한 전극을 갖는 광전지 소자 Download PDF

Info

Publication number
KR20100098448A
KR20100098448A KR1020107016046A KR20107016046A KR20100098448A KR 20100098448 A KR20100098448 A KR 20100098448A KR 1020107016046 A KR1020107016046 A KR 1020107016046A KR 20107016046 A KR20107016046 A KR 20107016046A KR 20100098448 A KR20100098448 A KR 20100098448A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
substrate
electrode layer
electrode
nanoparticles
semiconductor
Prior art date
Application number
KR1020107016046A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101234881B1 (ko
Inventor
페르난도 데 라 베가
모이라 엠. 니르
아르카디 가르바르
Original Assignee
시마 나노 테크 이스라엘 리미티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 시마 나노 테크 이스라엘 리미티드 filed Critical 시마 나노 테크 이스라엘 리미티드
Publication of KR20100098448A publication Critical patent/KR20100098448A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101234881B1 publication Critical patent/KR101234881B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/36—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes
    • H01L33/40—Materials therefor
    • H01L33/42—Transparent materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/24—Electrically-conducting paints
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D5/00—Processes for applying liquids or other fluent materials to surfaces to obtain special surface effects, finishes or structures
    • B05D5/12—Processes for applying liquids or other fluent materials to surfaces to obtain special surface effects, finishes or structures to obtain a coating with specific electrical properties
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/02—Layer formed of wires, e.g. mesh
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/20—Conductive material dispersed in non-conductive organic material
    • H01B1/22—Conductive material dispersed in non-conductive organic material the conductive material comprising metals or alloys
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H01L31/1884—Manufacture of transparent electrodes, e.g. TCO, ITO
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B33/00—Electroluminescent light sources
    • H05B33/12—Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces
    • H05B33/26—Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces characterised by the composition or arrangement of the conductive material used as an electrode
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/36—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes
    • H01L33/38—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes with a particular shape
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K30/00—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation
    • H10K30/80—Constructional details
    • H10K30/81—Electrodes
    • H10K30/82—Transparent electrodes, e.g. indium tin oxide [ITO] electrodes
    • H10K30/83—Transparent electrodes, e.g. indium tin oxide [ITO] electrodes comprising arrangements for extracting the current from the cell, e.g. metal finger grid systems to reduce the serial resistance of transparent electrodes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T156/00—Adhesive bonding and miscellaneous chemical manufacture
    • Y10T156/10—Methods of surface bonding and/or assembly therefor
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24802—Discontinuous or differential coating, impregnation or bond [e.g., artwork, printing, retouched photograph, etc.]
    • Y10T428/24851—Intermediate layer is discontinuous or differential
    • Y10T428/24868—Translucent outer layer
    • Y10T428/24876—Intermediate layer contains particulate material [e.g., pigment, etc.]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24802—Discontinuous or differential coating, impregnation or bond [e.g., artwork, printing, retouched photograph, etc.]
    • Y10T428/24893—Discontinuous or differential coating, impregnation or bond [e.g., artwork, printing, retouched photograph, etc.] including particulate material

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Non-Insulated Conductors (AREA)
  • Manufacturing Of Electric Cables (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)
  • Conductive Materials (AREA)

Abstract

본 발명은 기판 위에 코팅되고 건조된 에멀젼으로부터 전도성 나노입자의 자체-어셈블리(self-assembly)에 의해서 형성된 전극으로부터 투명성 전극판을 포함하는 광전지 소자를 개시한다. 나노입자는 랜덤하게 형상화된 셀을 한정하는 전도성 트레이스의 네트워크형 패턴으로 자체-어셈블링한다. 셀은 다양한 투명성 충전제 물질로 충전될 수 있으며 추가적인 층이 통상적인 성분에 더하여 상기 소자에 존재할 수 있다. 또한 투명한 전극을 형성하는 방법이 개시된다.

Description

나노입자로 형성된 투명한 전극을 갖는 광전지 소자{PHOTOVOLTAIC DEVICE HAVING TRANSPARENT ELECTRODE FORMED WITH NANOPARTICLES}
본 발명은 광을 전기로 전환하기 위한 방법 및 그에 의해서 제조된 소자에 관한 것이다.
태양전지에 이용된 광전효과는 반도체 물질의 내부에서의 음전하 및 양전하의 발생 및 운반에 의해서 태양광으로부터 전기로의 광 에너지의 직접적인 전환을 허용한다. 반도체 물질에 충돌하는 광의 작용은, 확산될 수 있거나 그렇지 않은 경우 반도체와 접촉되어 있는 상이한 전극들에 의해서 포획되는, 결합되지 않거나 서로 약하게 결합된 양전하 및 음전하를 생성한다.
전극은 반도체 물질의 양면에 위치되어 전하를 수집한다. 광은 일반적으로 "전극판(front electrode)"으로 지칭되는 하나 이상의 전극을 통해서 태양전지로 도입되어야 한다.
투명한 전극판은 전형적으로는 스크린 인쇄 또는 다른 형태의 접촉 인쇄에 의해서 반도체 물질의 표면에 적용되는 은 와이어 그리드 패턴(silver wire grid pattern)으로 구성된다. 또한 상기 전극판은 투명한 전도성 물질의 보다 균일한/연속적인(contiguous) 필름 예를 들어 인듐 주석 옥사이이드(ITO)로 구성될 수 있다.
ITO 필름은 특히 스펙트럼의 적외선 및 자외선 영역에서 열등한 투명도, 및 한계 전도도(marginal conductivity)를 비롯한 다수의 단점을 갖는다. 이들 단점은 둘 다 태양전지의 저효율을 초래한다. 또한 ITO는 고가이며 그에 대한 관심이 세계 전체의 인듐 공급의 위축을 초래하였다. ITO는 또한 취성이며 롤-투-롤 가공(roll-to-roll processing)에 적합하지 않거나 또는 가요성 태양전지에 사용하지지 못한다.
은 와이어 그리드는 또한 특히 실리콘 웨이퍼를 이용한 태양전지의 제조에 있어서 중요한 결점을 갖는다. 접촉 인쇄 기법에 의해서 실리콘 웨이퍼에 그리드 패턴을 적용하는 경우 중요한 웨이퍼 파손을 초래할 수 있다. 파손에 대한 민감성은 제조업자들이 여타의 바람직한 것 보다 두꺼운 실리콘 기판을 사용하는 것을 요구하며, 실리콘 기판의 두께는 셀의 총괄단가에서 지배적인 요소로 된다. 추가적으로, 종래 스크린 인쇄된 Ag 전극은, 비교적 넓고 (넓은 음영을 캐스팅하고) 비교적 짧은 것을 의미하는 (바람직한 경우보다 낮은 총괄 전기전도성을 제공하는 것을 의미하는) 전극판에 대한 불량한 종횡비를 비롯한 열등한 구조를 가지는 경향이 있다. 추가적으로, 그들은 해상도의 한계로 인하여 서로 근접하게 인쇄될 수 없다.
따라서 종래 사용된 투명한 전도성 전극판의 단점을 갖지 않는 광전지를 위한 개선된 투명한 전도성 전극판에 대한 요구가 존재한다.
본 발명은 광을 전기로 전환하기 위한 소자 및 그에 의해서 제조된 소자를 제공하고자 하는 것이다.
상기 방법 및 소자는 일반적으로는 나노입자가 없으며 일반적으로 광 투명성인 랜덤하게 형상화된 셀을 한정하는 적어도 부분적으로 결합된 나노입자로 형성된 전도성 트레이스(trace)의 패턴을 포함하는 투명한 전극을 포함한다. 전도성 트레이스는, 기판 위에 에멀젼을 코팅하고 건조시킨 후 나노입자를 함유하는 액체-에멀젼으로부터 자체-어셈블링(self-assembling)한다. 트레이스는, 기판이 구비된 코팅 장비의 물리적 접촉을 요구하지 않음으로써 기판에 대한 파손 가능성을 감소시키는 통상적인 액체 코팅 공정에 의해서 기판 위에 형성될 수 있다. 전극은 가요성이며 비용 효과적인 롤-투-롤 공정에 의해서 제조될 수 있다.
나노입자로부터 형성된 투명한 전극에 더하여, 광전지 소자는 투명한 전극과 전기적으로 접촉하는 반도체 기판, 및 투명한 전극으로부터 반도체 기판의 반대면에 위치하고 상이한 일함수를 갖는 제 2 전극을 포함한다. 제 2 전극은 투명하거나 또는 불투명할 수 있다. 제 2 전극은 또한 일반적으로는 나노입자가 없으며 광 투명성인 랜덤하게 형상화된 셀을 한정하는 적어도 부분적으로 결합된 나노입자를 포함하는 전도성 트레이스의 패턴을 포함할 수 있다. 이러한 광전지 소자는 양면으로부터 일루미네이팅(illuminating)되는 경우 출력(power)을 발생시킬 수 있다.
한 양태에 있어서, 패턴화된 전극의 셀은 각종 기능을 할 수 있는 광 투과성 충전제 물질로 충전된다. 또 다른 양태에 있어서, 충전제 물질은 전도성 트레이스의 높이 너머로 연장한다.
본 발명의 광전지 소자는 추가적인 층, 가령 소자로부터 전하 운반을 돕거나또는, 예를 들어 반사방지 특성을 제공하는 충전제 물질 및 트레이스 위의 층, 또는 소자로부터의 전하 운반을 돕거나 또는 전극들 사이의 단락을 방지하는 반도체 기판의 표면 위의 층, 또는 환경적 요소로부터의 격리 또는 분리를 제공하는 보호층을 함유할 수 있다.
또 다른 양태에 있어서, 직렬 소자(tandem device)는 패턴화된 전극 위에 추가적인 반도체 기판을 그리고 상기 추가적인 반도체 기판 위에 상이한 일함수를 갖는 추가적인 패턴화된 전극을 포함시킴으로써 형성된다.
본 발명에 따른 광전지 소자의 제조방법 중 하나는, (1) 반도체 표면을 갖는 기판을 제공하는 단계; (2) 일반적으로는 나노입자가 없으며 광 투명성인 랜덤하게 형상화된 셀을 한정하는 적어도 부분적으로 결합된 나노입자로 형성된 전도성 트레이스의 패턴을 제공하는 방식으로 반도체 표면 위에 제 1 전극을 형성하는 단계; 및 (3) 제 1 전극이 형성되는 표면의 반대편 반도체 기판의 표면에 이웃하게 제 2 전극층을 제공하는 단계를 포함한다.
본 발명의 바람직한 양태에 있어서 패턴화된 전극은 반도체 기판 위에 코팅되는 나노입자를 함유하는 에멀젼으로부터 형성되고, 에멀젼 중의 액체의 증발도중 나노입자들은 전도성 패턴으로 자체-어셈블링된다. 본 발명의 방법의 다른 양태는 (1) 반도체 기판의 양면 위에 나노입자 에멀젼을 코팅하는 단계; (2) 연속적인 롤-투-롤 공정으로 반도체 기판 위에 나노입자 에멀젼을 코팅하는 단계; (3) 예비 패턴화된 기판 위에 나노입자 에멀젼을 코팅하는 단계; (4) 기판 위에 패턴화된 전극을 형성하고 후속적으로 그것을 반도체 어셈블리와 결합시키고, 일부 경우에 그것을 반도체 어셈블리와 결합시키기 전에 기판으로부터 패턴화된 전극을 제거하는 단계; 및 (5) 그것을 캐리어 기판으로부터 반도체 어셈블리로 운반하는 도중에 패턴화된 기판을 변형(deformation)시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 광전지 소자에 사용된 투명한 전극은 가시광 범위의 스펙트럼에서의 ITO 보다 높거나 또는 그와 유사한 투명도 및 적외선 및 자외선 범위에서 그 보다 높은 투명도를 제공한다. 투명도가 높을수록 높은 광 출력 전환 효율을 유도할 수 있다.
본 발명의 광전지 소자에 사용된 투명한 전극은 또한 ITO 보다 낮은 저항을 갖는다. 낮은 저항은 광출력(optical power)을 전기출력(electrical power)으로 전환시킬 때 낮은 저항손(ohmic power loss)을 유도할 수 있다.
추가로, 투명한 전극의 네트워크 패턴의 구조는 보다 높은 투명도를 제공함으로써 통상적인 스크린 인쇄된 은 그리드의 구조에 대해 유리하다. 스크린 인쇄된 선폭(船幅)(100 마이크론)은 전형적으로는 당해 소자의 투명한 전극의 네트워크를 형성하는 트레이스의 선폭(100 마이크론 이하)과 비교하여 상당히 넓다. 줄어든 선폭은 더욱 큰 투명도를 허용한다. 통상적으로 인쇄되거나 또는 잉크 젯 인쇄된 선의 높이는 또한 그의 폭과 비교하여 작으며, 이것은 최대 투명도를 위한 불량한 종횡비를 제공한다. 따라서, 주어진 양의 금속 (컨덕턴스)에 있어서는 좁지만 비교적 큰 와이어로 이용될 수 있는 것 보다 넓지만 짧은 와이어에서 다량의 음영(광학적으로 전환가능한 출력 손실)이 존재한다. 통상적인 전극의 종횡비는 1:10의 등급(높이 대 폭)일 수 있다. 본 발명의 소자에 사용된 투명한 전극의 종횡비는 전형적으로는 훨씬 크다. 즉 1:5 이상, 바람직하게는 1:2 이상이다. 종횡비가 높을수록 투명도와 컨덕턴스의 양호한 조합 및 그에 따른 양호한 총괄 출력 전환 효능을 허용한다.
추가적으로, 통상적인 스크린-인쇄된 은 전극은 그들의 불량한 종횡비 뿐만 아니라 그리드 패턴의 폭이 해상도 한계로 인해 서로 근접하게 인쇄될 수 없다는 사실에 기인하여 컨덕턴스 목적에 대해 열등한 구조를 가지는 경향이 있다. 보다 멀리 이격된 그리드 선에 있어서 광전된 전하 캐리어는 보다 큰 출력손을 야기하는 보다 높은 저항 영역을 통해 (그리고 보다 큰 변화의 캐리어 재조합으로) 보다 긴 거리를 주행하는 것이 요구된다. 이와 관련하여, 통상적인 태양전지는 종종 아래의 반도체 기판으로의 확산을 목적으로 의도된 인쇄된 은 그리드 패턴 내부에서 도핑제(dopant agent)를 이용한다. 그러나, 이러한 확산은 구조적으로 스크린 인쇄할 수 있는 제한된 구조에 의해서 한정된 영역으로 제한된다. 본원에서 기술된 전극의 선이 좁고 셀이 작을수록 반도체 기판 내부에서의 보다 효율적인 도핑제 배치를 허용한다. 또한, 결정질 실리콘 광전소자의 경우 본 발명에 사용된 전극으로 가능한 보다 근접하게 이격된 전극 어셈블리는 보다 약하게 도핑된 전방 n-층(more lightly-doped front n-layer)의 사용을 허용하며, 이것은 일반적으로는 특히 스펙트럼의 청색 및 UV 부분에서 소자 내부 양자효율(IQE)에 유익한 것으로 고려된다.
또한, 인쇄된 은 와이어 그리드는 특히 실리콘 웨이퍼를 갖는 태양전지의 제조에 있어서 중요한 결점을 갖는다. 접촉 인쇄 기법에 의한 실리콘 웨이퍼에 대한 그리드 패턴의 적용은 중요한 웨이퍼 파손을 야기할 수 있다. 파손 민감성으로 인하여 제조업자들은 바람직한 경우 보다 두꺼운 실리콘 기판을 사용할 것이 요구되며, 실리콘 기판의 두께는 총괄 셀단가에 있어서 지배적인 요소가 된다.
투명한 전극 및 그 전극을 갖는 광전소자의 다른 이점은 하기 기술로부터 명확해질 것이다.
본 발명은 하기 도면을 참조로 하면 보다 충분히 이해되고 인식될 것이다.
도 1은 본 발명의 한 양태에 따르는 광을 전기로 전환하기 위한 소자를 단순화하여 나타낸 것이다.
도 2는 패턴화된 전극의 셀이 충전제 물질(filler material)로 충전된 본 발명의 또다른 양태에 따르는 광을 전기로 전환하기 위한 소자를 단순화하여 나타낸 것이다.
도 3은 셀 중의 충전제 물질이 패턴화된 전극의 트레이스 위로 연장하는 본 발명의 또다른 양태에 따르는 광을 전기로 전환하기 위한 소자를 단순화하여 나타낸 것이다.
도 4는 패턴화된 전극의 셀이 충전제 물질로 충전되고 충전제 및 트레이스 위에 추가적인 층이 제공되어 있는 본 발명의 또다른 양태에 따르는 광을 전기로 전환하기 위한 소자를 단순화하여 나타낸 것이다.
도 5는 반도체 기판과 패턴화된 전극 사이에 추가적인 층이 제공되어 있는 본 발명의 또다른 양태에 따르는 광을 전기로 전환하기 위한 소자를 단순화하여 나타낸 것이다.
도 6은 도 2의 양태와 유사하되 반도체 기판과 패턴화된 전극 사이에 추가적인 층을 가지는 본 발명의 또다른 양태에 따르는 광을 전기로 전환하기 위한 소자를 단순화하여 나타낸 것이다.
도 7은 추가적인 반도체 층 및 패턴화된 전극이 존재하는 본 발명의 또다른 양태에 따르는 광을 전기로 전환하기 위한 소자를 단순화하여 나타낸 것이다.
도 8은 패턴화된 전극의 셀이 충전제 물질로 충전되어 있는 본 발명의 또다른 양태에 따르는 광을 전기로 전환하기 위한 소자를 단순화하여 나타낸 것이다.
도 9는 본 발명에 따라 광을 전기로 전환하기 위한 소자의 제조방법을 단순화하여 도시한 것이다.
도 10은 패턴화된 전극들이 소자의 반대면에 제공되어 있는 본 발명의 또다른 양태에 따라 광을 전기로 전환하기 위한 소자의 제조방법을 단순화하여 도시한 것이다.
도 11은 패턴화된 전극이 연속방식으로 반도체 어셈블리 기판 롤 위에 형성되어 있는 본 발명의 또다른 양태에 따라 광을 전기로 전환하기 위한 소자의 제조방법을 단순화하여 도시한 것이다.
도 12는 반도체 기판 어셈블리 롤이 예비-패턴화된 기판을 가지는 본 발명의 또다른 양태에 따라 광을 전기로 전환하기 위한 소자의 제조방법을 단순화하여 도시한 것이다.
도 13은 패턴화된 전극이 기판 위에 형성되고 후속적으로 예비제조된 반도체 어셈블리와 결합하여 광전소자를 형성하는 본 발명의 또다른 양태에 따라 광을 전기로 전환하기 위한 소자의 제조방법을 단순화하여 도시한 것이다.
도 14는 기판 위에 형성된 패턴화된 전극이 기판으로부터 후속적으로 제거되고 반도체 어셈블리로 운반되는 본 발명의 또다른 양태에 따라 광을 전기로 전환하기 위한 소자의 제조방법을 단순화하여 도시한 것이다.
도 15는 실리콘 기판 상의 질화규소 층 위의 투명한 전도성 코팅의 광학 현미경 사진이다.
본 발명에 따르는, 광을 전기로 전환하기 위한 소자를 단순화하여 나타낸 도 1을 참조로 하여 기술한다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 광을 전기로 전환하기 위한 소자는 아래쪽 표면(102) 위에 형성되고 그와 효과적인 전기 접촉되어 있는 전극(104)를 갖는 반도체 기판(100)을 갖는다.
반도체 기판(100)은 임의의 적당한 반도체 기판, 예를 들어 제한되지는 않지만 실리콘, 게르마늄; 붕소, 텔루륨, 갈륨, 또는 주석의 화합물, 및 비소화갈륨(GaAs), 인화갈륨(GaP), 인화인듐(InP), 텔루르화카드뮴(CdTe), 황화카드뮴(CdS), 비소화갈륨알루미늄(GaAlAs), 텔루르화수은카드뮴(HgCdTe), 인화비소화갈륨(GaAsP), 구리인듐갈륨디셀레나이드(CIGS), 및 구리 인듐 셀레나이드 또는 설파이드와 같은 화합물을 포함한 무기 반도체일 수 있다.
상기 물질들은 도핑되거나 또는 도핑되지 않을 수 있으며, 이들은 당해 기술분야에 공지된 임의의 적당한 형태 예를 들어 무정형, 다결정질, 미결정질, 또는 웨이퍼를 포함한 단결정일 수 있다. 반도체 층(100)은 p-n, p-i-n, n-p-n, 또는 p-n-p 접합 또는 예를 들어 쇼트키-접합 광전지 소자에 사용된 것과 같은 당해 기술분야에 공지된 기타 배향을 포함할 수 있다.
반도체 기판(100)은 대략 100 마이크론 까지의 두께를 가질 수 있다. 예를 들어 기판(100)은 두꺼운 필름 반도체 예를 들어 통상적인 100-500 마이크론의 두꺼운 실리콘 웨이퍼 또는 100 마이크론 미만의 등급의 두께를 갖는 박막일 수 있다. 박막 무기 반도체는 1 내지 2 마이크론의 등급의 두께로 제조될 수 있다.
추가적으로, (예를 들어 p-형 및 n-형 층을 갖는 무기 광전지에서와 같이) 화학적으로 상이한 반도체를 포함하는 헤테로-접합이 상이한 층에 제공되거나 또는 서로 내부혼합될 수 있다. 또한 2극성 물질이 사용될 수 있다.
대안으로 또는 추가적으로, "여기성(excitonic)" 반도체와 같은 당해 기술분야에 공지된 물질들이 반도체 기판(100)에 사용될 수 있다. 여기성 광전지 소자에서 광전환은 통상적인 무기 광전지 소자에서와는 근본적으로 상이하다. 여기자(exciton)는 종종 자유 전자-정공쌍과 마주하는 결합된 전자-정공쌍인 것으로 기술된다. 여기자는 광흡수시에 발생되고 전하 캐리어는 헤테로 계면을 가로질로 동시에 분리되거나, 또는 확산하는 계면의 수 나노미터 내에서 발생된다. 전하 분리를 위해 내부 전기장이 반드시 필요한 것은 아니다. 통상적인 광전지 소자에서 주요한 재결합 공정인 벌크 재결합은 그 안의 소수 캐리어의 벌크 밀도가 무의미하기 때문에 통상적으로 여기성 태양전지에서는 무시될 수 있지만, 여기자의 수명은 상당히 짧다.
대안으로 또는 추가적으로, 반도체 기판(100)은 염료-민감성화된 태양전지(DSSC)에 사용된 유형일 수 있다. 종래 DSSC는 10 마이크론 미만의 두께로 제조될 수 있는데 반하여, 박막 중합체 및 벌크 헤테로접합 반도체 층은 100 내지 200nm 이하의 두께로 구성될 수 있다.
대안으로 또는 추가적으로, 반도체 기판은 유기 반도체, 예를 들어 공액구조 또는 선형 융합환 화합물을 갖는 중합체 또는 소분자 유기물을 포함할 수 있다. 예를 들어 당해 기술분야에 공지된 유기 반도체는 폴리페닐비닐렌, 폴리아세틸렌, 티오펜, 페릴렌, 펜타센, 안트라센, 테트라센, 루브렌, 나프탈렌, 및 이들의 유도체를 포함한다. 이들 물질은 작용화되어 용해도, 표면장력, 어셈블링 또는 기타 개선점에 기여한다. 반도체 기판(100)은 상이한 층들 또는 영역들 사이에 하나 이상의 헤테로접합을 포함할 수 있다.
유기 또는 무기물 또는 예를 들어 혼성 소자에서와 같은 그들의 조합이든 간에 반전도성 물질은 혼합물 또는 기타 조합물, 또는 상기 물질들의 다양한 층으로 구성될 수 있다. 이들은 추가적으로 염료-민감성화된 이산화티탄 반도체, 또는 프탈로시아닌 유도체에서와 같이 광흡수 또는 광방출 실재 예를 들어 양자점 또는 감광성 염료 또는 안료를 추가적으로 포함할 수 있다. 풀러린 및 관련 화합물 예를 들어 그라펜 또는 탄소 나노튜브가 반도체 기판(100)으로 도입될 수 있다.
전극(104)은 전형적으로는 50nm 내지 약 2 마이크론의 두께를 가지며 그 보다 더 두꺼울 수도 있다. 통상적인 전극 또는 투명한 전극일 수 있다. 투명한 것인 경우 전극(104)은 투명한 전도성 코팅 및 패턴 예를 들어 본원에서 기술된 투명한 전극 또는 당해 기술분야에 공지된 또다른 광 투과성 전도성 물질 예를 들어 전도성 박막 산화물, 특히 ITO 또는 산화아연, 탄소 나노튜브 또는 풀러린 또는 그라펜 네트워크, 또는 인쇄된 버스 바, 또는 전도성 중합체 예를 들어 각각 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜) 및 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)-폴리(스티렌설포네이트)인 PEDOT 또는 PEDOT:PSS으로부터 제조될 수 있다. 전극(104)은 또한 제한되지는 않지만 광 투과성 전도성 물질과 같은 전도성 물질들의 혼합물 또는 다른 조합 또는 다양한 층들로부터 제조될 수 있다. 전극(104)으로서 사용하기 적당한 전극의 예는 US6951770에 기재되어 있으며, 상기 문헌은 참조로 인용된다. 이러한 전극은 바람직하게는 알루미늄 또는, 은, 또는 그들 둘 다의 층들의 조합으로 형성되며, 이들은 다양한 기법 예를 들어 스프레이 코팅, 스크린-인쇄, 전기도금, 금속 증발, 증착, 스퍼터링 또는 기타 인쇄 또는 코팅 공정에 의해서 형성될 수 있다.
전극(104)은 천공되거나 천공되지 않을 수 있다. 전극(104)은 전형적으로는 예를 들어 금속 페이스트 가령 알루미늄 또는 또 다른 전도성 금속 또는 그들의 조합 예를 들어 Al/Ag 그리드를 스프레이 코팅하거나 또는 스크린 인쇄함으로써 형성된 접촉 금속의 충분한 층을 포함한다.
전극(104)은 바람직하게는 반도체 기판(100)을 통해 그 위에 충돌하는 광이 전극에 의해서 반초체 기판(100)으로 재반사되어 반도체 기판(100)에서 증가된 광흡수를 생성하도록 반사성이다.
전극(104)은 반도체(100) 층에서 n 또는 p 박층을 형성하는 반도체 층을 도핑하는 도핑 물질을 함유한다. 도핑은 통상적으로는 소자의 제조공정에서 열처리 공정동안 일어날 것이다. 도핑 물질의 예는 알루미늄이다.
반도체 기판(100)의 표면(106) 위에는 일반적으로는 부분적으로 결합된 나노입자가 없으며 일반적으로 광 투명성인 셀(114)를 한정하는 적어도 부분적으로 결합된 나노입자의 수집으로 형성된 전도성 트레이스(112)의 패턴(110)을 포함하는 전극층(108)이 형성된다.
하기에서 도 9 내지 14를 참조로 하여 보다 상세히 기술되는 바와 같이, 에멀젼의 코팅을 사용하여 광 투과성 전극층(108)을 형성한다. 에멀젼의 건조는 광을 광 투과성 셀(114) 보다 현저하게 덜 투과하는 트레이스(112)에 의해서 둘러싸인 상이한 광 투과성 셀(114)를 한정하는 패턴(110)을 생성한다. 광 투과성 셀(114) 및 주변 트레이스(112)는 광 현미경에 의해 관측될 수 있는 네트워크형 캐릭터를 가진다. 트레이스(112)는 바람직하게는 에멀젼의 액체 상의 증발에 의해서 형성된다.
바람직한 양태에 있어서, 패턴(110)은 에멀젼이 수상 또는 수-혼화성 상, 유기 용매 상, 및 부분적으로 결합되는 경우 전도특성을 갖는 나노입자를 함유하는 수-중-유 에멀젼의 침적 후에 형성된다.
나노입자는 바람직하게는 제한되지는 않지만 은, 금, 백금, 팔라듐, 니켈, 코발트, 구리 또는 그들의 조합의 군으로부터 선택된 금속합금을 포함한 전도성 금속 또는 금속들의 혼합물로 이루어진다. 적당한 나노 금속입자는 미국특허 제5,476,535호("Method of Producing High Purity Ultra-Fine Metal Powder") 및 국제공개번호 제WO 2004/000491호(A2)("A Method for the Production of Highly Pure Metallic Nano-Powders and Nano-Powders Produced Thereby")에 기술된, 야금화학공정(MCP)로서 알려진 공정에 의해 제조된 은, 은-팔라듐 또는 기타 은 합금 또는 금속 또는 금속 합금을 포함한다. 나노입자는 코팅되거나 또는 코팅되지 않을 수 있으며 괴성화되거나 또는 괴성화되지 않을 수 있다.
전도성 나노입자는 또한 금속 산화물, 금속 염, 전도성 중합체, 탄소 유도체 예를 들어 탄소 블랙, 흑연, 풀러린, 또는 기타 탄소 동소체로 이루어질 수 있다. 상기 입자들의 전구체 또는 조합이 또한 사용될 수 있다.
위에서 기술한 유형의 에멀젼 및 전도성 트레이스(112)를 제조하는 그의 용도는 본 출원인/양수인의 미국특허공보 제2005-0215689호 및 국제공개공보 제WO2006135735호에 기술되어 있으며, 이들 문헌은 참조로 인용된다. 셀(114)의 생성되는 패턴(110) 및 형태는 랜덤하다. 전형적으로, 트레이스(112)의 폭은 40 마이크론 미만이고, 높이는 20 마이크론 미만이며, 평균 셀 직경은 1000 마이크론 미만이고, 일부 경우에 있어서는 5 마이크론의 등급과 같이 훨씬 작다. 반도체 기판의 두께에 대한 평균 셀 크기의 비는 광전지에서 중요한 설계 특징일 수 있다.
반도체 층 두께는 재료 및 가공 단가로 인해 작은 것이 바람직하며, 제한되지는 않지만 그것들이 얼마나 작은지는 광학 흡수 요건(특히 결정질 실리콘 셀에 있어서) 뿐만 아니라 기계적 강도(특히 결정질 실리콘 셀에 있어서)에 의해서 일 수 있다. 네트워크 셀 크기는 음영 및 컨덕턴스에 관한 그들의 효과로 인해 셀 성능에 영향을 줄 수 있으며, 따라서 테일러(tailored)되어야 한다.
고저항 물질(예: 무정형 실리콘 또는 유기 셀)을 이용한 광전지 소자에서 낮은 저항손을 위한 작은 네트워크 셀 크기가 바람직하고/필요하다. 상기 소자에 있어서, 반도체 층의 두께의 등급에 관한 네트워크 셀 크기를 가지는 것이 일반적으로 반도체 층 내부에서의 캐리어의 수직 동작과 관련된 저항 보다 크지 않은 셀의 중간으로부터 전하 캐리어의 측면 동작과 관련된 저항을 발생시킨다. 즉, 작은 네트워크 셀에 대한 이동 캐리어를 위한 경로길이는 수직 보다는 수직으로 길지 않다. 네트워크 셀 직경이 클수록 실질적으로 더 큰 저항손을 발생시키며, 따라서 일반적으로는 바람직하지 않다.
결정질 실리콘 웨이퍼와 같은 낮은 저항성 물질을 사용한 광전지 소자는 보다 큰 네트워크 셀 크기를 가질 수 있다. 예를 들어 상기 소자에 있어서 평균 셀 직경 대 반도체 층의 두께의 비는 1:3 내지 1:1, 바람직하게는 1:2의 범위일 수 있다.
전극층(108) 및 전극(104)는 전형적으로는 서로 상이한 일함수를 가지는 것으로 고려된다.
전도성 트레이스(112)의 패턴(110)은 0.005kΩ/sq 내지 5kΩ/sq, 바람직하게는 50Ω/sq 미만, 보다 바람직하게는 20Ω/sq 미만, 가장 바람직하게는 10Ω/sq 이하의 소결후 시트 저항(sheet resistance)을 갖는다. 전도성 트레이스(112)는 통상적인 광전지 소자에서 사용되는 전도성 버스 바 및 핑거에 대한 필요성을 없애주는 것으로 인식된다.
염료-민감화된 태양전디(DSSC)를 비롯한 각종 설계에 있어서 도금을 이용하여 은 전도성 트레이스 위에 추가적인 층을 제조한다. 일부 적용(예: DSSC)에 있어서 은 위에 보호층을 사용하는 것이 유용할 수 있다.
전극층(108)이 전자기 스펙트럼의 가시광, NIR, IR 및/또는 UV 영역의 투과를 요하는 소자에서 특히 유용하다. 본원에 사용되는 용어 "광 투과"는 "투과"와 서로 대체가능한 것으로 사용되며, 30% 이상, 바람직하게는 50% 이상, 보다 바람직하게는 70% 이상의 광 투과율을 뜻한다. 가시광의 투과를 요하는 적용에 있어서, 투과도는 400nm 내지 700nm로 측정되며, 보다 특히는 550nm로 측정될 수 있다. 전극층(108)의 투명성은 바람직하게는 자외선(UV)으로부터 근적외선(near IR) 파장까지 대략 90%로 비교적 균일하다. 대조적으로, 통상적인 태양전지에 사용되게 되는 전형적인 ITO 층은 대략 90%의 가시영역에서 투명성을 가질 수 있으나, 근자외선(near UV) 범위에서 투명도는 파장이 400nm에서 80%로부터 200nm에서 10% 미만으로 감소함에 따라 급격히 떨어질 수 있다[참조: Biyikli et al., IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics, VoI 10., No. 4, 2004, 759]. 유사하게는 IR 영역에서 ITO는 (ITO 두께에 따라) 800nm에서 75% 내지 90%로부터 1100nm에서 47% 내지 88%로 떨어지는 투명도를 가질 수 있다[참조: 인터넷주소: http://www.pgo- online.com/intl/katalog/itotrans.html].
본 발명의 바람직한 양태에 따르면, 트레이스(112)에 의한 음영으로 인한 입사광을 수용하지 않는 반도체 기판의 전체 표면(106)의 백분율은 15% 이하이다. 게다가, 트레이스(112)는 직물(texture) 및 반사방지 특성을 제공할 수 있다.
추가적인 나노입자는 특정 기능을 부가하거나 또는 트레이스(112)의 특성 예를 들어 점착, 도핑, 가스 장벽, 내스크래치성, 접촉 및 시트 저항 또는 인접층으로의 우선적인 확산을 강화시킬 목적으로 트레이스(112)에 존재할 수 있다. 예를 들어 유리 프릿(glass frit) 또는 서브-마이크론 유리 비드 또는 실리카가 실리콘계 반도체 층과의 상호 확산 및 점착을 돕도록 에멀젼 제형에 부가될 수 있다. 추가적으로 또는 대안으로, 도핑제, 양자점, 형광물질 및 기타 첨가제 예를 들어 금속 전구체 또는 중합체 전구체가 에멀젼 침적 및 용매 증발에 따라 트레이스(112)에 존재하도록 에멀젼 중에 포함될 수 있다. 예를 들어 트레이스 내부의 도핑 입자는 부분적으로는 인접층 예를 들어 반도체 기판으로 확산할 수 있다. 이들 작용은 다양한 방식 예를 들어 인접층으로의 도핑 입자의 확산을 증강시키도록 가열함으로써 강화될 수 있다.
에멀젼의 유기 상 중에서 가용성인 물질이 접촉 저항을 증강시키기 위하여 에멀젼 예를 들어 유리 전구체를 건조시킬 때 트레이스(112)로 도입될 수 있다. 안료와 같은 에멀젼의 수 상 중에서 가용성인 물질이 셀(114)에 침적되게 된다.
도 1에 나타낸 소자는 단독으로 기립하거나 또는 가요성 또는 경질 기판 예를 들어 유리, 종이, 세라믹 또는 직물 위에 형성되거나 또는 배치될 수 있다. 상기 기판은 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리카보네이트, 폴리올레핀, 폴리아크릴레이트, 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA), 환식 올레핀 중합체, 공중합체, 또는 이들의 혼합물과 같은 중합체를 포함할 수 있다. 소자는 평탄한 표면 또는 굴곡진 표면으로 형성될 수 있다. 반도체 기판은 거친 표면 및/또는 비평탄 표면을 가질 수 있다.
하기에서는 본 발명의 또다른 양태에 따르는 광을 전기로 전환하기 위한 소자를 단순화하여 나타낸 도 2를 참조로 하여 기술된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 광을 전기로 전환하기 위한 소자는 아랫쪽 표면(202) 위에 형성되고 그와 효과적으로 전기 접촉되어 있는 전극(204)를 갖는 반도체 기판(200)을 포함한다. 반도체 기판(200)의 표면(206) 위에는, 일반적으로는 부분적으로 결합된 나노입자가 없으며 광 투명성인 랜덤하게 형상된 셀(214)을 한정하는 적어도 부분적으로 결합된 나노입자로 형성된 전도성 트레이스(212)의 패턴(210)을 포함하는 전극층(208)이 있다. 반도체 기판(200), 전극(204) 및 전극층(208)은 도 1의 반도체 기판(100), 전극(204) 및 전극층(108)에 대응하며, 이는 도 1과 관련하여 기술되어 있다.
위에서 도 1의 전극층(108)과 관련하여 기술한 바와 같이, 전극층(208)은 바람직하게는 전도성 나노입자를 함유하는 코팅된 에멀젼으로부터 형성된다. 광 투과성 셀(214) 및 둘러싸인 트레이스(212)는 네트워크형 캐릭터를 가지며 광 현미경으로 관측될 수 있다.
도 2의 양태에 있어서 전극층(208)의 셀(214)은 광 투과성 충전제(215)로 충전된다. 적당한 충전제 물질은 양자점, 비전도성 중합체, 반도체 물질, 실리카, 안료, 염료, 크로믹 시프트 첨가제(chromic shift additive), 금속 산화물 및/또는 그들의 전구체, 전도성 중합체 및/또는 그들의 전구체를 포함할 수 있다. 충전제(215)는 또한 투과광의 스펙트럼을 변화시키는, 즉 소자에서 활성 광전지 층에 보다 상용성인 스펙트럼으로 광을 방출함으로써 소자의 효율을 증가시키는 입자들을 포함할 수 있다.
충전제(215)는 기계적 보호, 특히 내마모 또는 내스크래치 보호 뿐만 아니라 수분, 산소 또는 자외선 또는 기타 환경 중의 성분들에 대한 보호를 제공할 수 있다.
충전제(215)를 사용하여 트레이스(212)의 높이에서 평활한 전체 표면(216)을 생성할 수 있다. 예를 들어 전도성 또는비전도성 투명 물질 가령 중합체, 예를 들어, 예를 들어 PEDOT:PSS, 투명성 및 전도성 중합체가 개방 영역(214)에 충전하고 소자로부터 전하를 운반하는 것을 돕기 위해 적용될 수 있다. 충전제(215)는 또한 광전지 소자의 상부에 추가적인 층(중합체, 기판 등)을 적층하거나 점착하는 "아교" 또는 감압성 점착제(PSA)일 수 있다. 또한, "경질 코팅" 또는 "섬광방지" 코팅 또는 디스플레이 필름에 사용되는 것과 유사한 기타 코팅일 수 있다. 또한 정전방지 물질 또는 얼룩방지 물질일 수 있다. 또한, 광 또는 선택적으로 흡수 및 방출하는 물질 또는 그의 조합이 사용될 수 있다.
충전제(215)는 반사방지 기능을 보유할 수 있다. 유리 프릿 또는 유리구, 질화규소, 일산화규소 또는 이산화규소, 이산화티탄 또는 산화아연의 첨가와 같이 반사방지 물질이 그 안에 도입될 수 있다. 표면(216)의 직조 또는 표면(216)에서의 물질의 반사율의 변경은 또한 반사방지 특성을 제공할 수 있다. 예로서 TiO2의 반사방지 코팅이 스프레이 또는 화학증착 등의 간단한 기법을 이용하여 수 백 나노미터의 두꺼운 층으로 될 수 있다.
도 1의 소자의 경우와 같이, 도 2에 도시된 소자는 단독으로 기립하거나 또는 도 1과 관련하여 기술한 바와 같이 가요성 또는 경질 기판 위에 형성되거나 또는 배치될 수 있다.
하기에서는 본 발명의 또다른 양태에 따르는 광을 전기로 전환하기 위한 소자를 단순화하여 나타낸 도 3을 참조로 하여 기술된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 광을 전기로 전환하기 위한 소자는 아랫쪽 표면(302) 위에 형성되고 그와 효과적으로 전기 접촉되어 있는 전극(304)를 갖는 반도체 기판(300)을 포함한다. 반도체 기판(300)의 표면(306) 위에는, 일반적으로는 부분적으로 결합된 나노입자가 없으며 광 투명성이고 충전제(315)를 함유하는 랜덤하게 형상화된 셀(314)을 한정하는 적어도 부분적으로 결합된 나노입자로 형성된 전도성 트레이스(312)의 패턴(310)을 포함하는 전극층(308)이 형성된다.
도 1의 전극층(108)과 관련하여 기술된 바와 같이, 전극층(308)은 바람직하게는 전도성 나노입자를 함유하는 코팅된 에멀젼으로부터 형성된다. 광 투과 셀(314) 및 둘러싸인 트레이스(312)은 네트워크형 캐릭터를 가지며 광 현미경으로 관측될 수 있다.
반도체 기판(300), 전극(304), 전극층(308) 및 충전제(315)는 도 2의 반도체 기판(200), 전극(204), 전극층(208) 및 충전제(215)에 대응하며 이는 도 2와 관련하여 기술되어 있다. 그러나, 충전제(315)가 전도성 트레이스(312)의 패턴 위로 연장하는 것은 도 3의 양태의 특정한 특징이다. 충전제(315)는 트레이스(312)의 높이 위에 위치하는 평활한 전체 표면(316)을 생성할 수 있다.
도 1 및 도 2의 소자의 경우와 같이, 도 3에 도시된 소자는 단독으로 기립하거나 또는 도 1과 관련하여 기술한 바와 같이 가요성 또는 경질 기판 위에 형성되거나 또는 배치될 수 있다.
하기에서는 본 발명의 또다른 양태에 따르는 광을 전기로 전환하기 위한 소자를 단순화하여 나타낸 도 4을 참조로 하여 기술된다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 광을 전기로 전환하기 위한 소자는 아랫쪽 표면(402) 위에 형성되고 그와 효과적으로 전기 접촉되어 있는 전극(404)를 갖는 반도체 기판(400)을 포함한다. 반도체 기판(400)의 표면(406) 위에는, 일반적으로는 부분적으로 결합된 나노입자가 없으며 광 투명성이고 충전제(315)를 함유하는 랜덤하게 형상화된 셀(414)을 한정하는 적어도 부분적으로 결합된 나노입자로 형성된 전도성 트레이스(412)의 패턴(410)을 포함하는 전극층(408)이 있다. 반도체 기판(400), 전극(404), 전극층(408) 및 충전제(415)는 도 2의 반도체 기판(200), 전극(204), 전극층(208) 및 충전제(215)에 대응하며 이는 도 2와 관련하여 기술되어 있다.
도 1의 전극층(108)과 관련하여 기술된 바와 같이, 전극층(408)은 바람직하게는 전도성 나노입자를 함유하는 코팅된 에멀젼으로부터 형성된다. 광 투과 셀(414) 및 둘러싸인 트레이스(412)은 네트워크형 캐릭터를 가지며 광 현미경으로 관측될 수 있다.
충전제(415) 위에 및 전도성 트레이스(412)의 패턴(410) 위에 제공된 물질의 추가적인 층(417)이 있는 것이 도 4의 양태의 특정한 특징이다. 추가적인 층(417)의 조성물은 양자점, 비전도성 중합체, 반도체 물질, 실리카, 안료, 염료, 광 개질제, 금속 산화물 및/또는 그들의 전구체, 전도성 중합체 및/또는 그들의 전구체를 포함할 수 있고, 적어도 부번즉으로는 충전제(415)와는 다르다. 층(417)은 바람직하게는 트레이스(412)의 높이 위에 위치하는 평활한 전체 표면(416)을 갖는다. 예를 들어 전도성 또는 비전도성의 투명한 물질 예를 들어 중합체, 예를 들어 PEDOT:PSS, 투명성 및 전도성 중합체가 소자로부터의 전하 운반을 돕기 위해 층(417)에 사용될 수 있다. 층(417)은 추가적인 투명한 전도성 층일 수 있다.
층(417)의 물질은 반사방지 기능을 보유할 수 있다. 유리구, 질화규소, 일산화규소 또는 이산화규소, 이산화티탄 또는 산화아연의 첨가와 같이 반사방지 물질이 그 안에 도입될 수 있다. 표면(416)의 직조 또는 표면(416)에서의 물질의 반사율의 변경은 또한 반사방지 특성을 제공할 수 있다. 예로서 TiO2의 반사방지 코팅이 스프레이 또는 화학증착 등의 간단한 기법을 이용하여 수 백 나노미터의 두꺼운 층으로 될 수 있다.
도 1 내지 3의 소자의 경우와 같이, 도 4에 도시된 소자는 단독으로 기립하거나 또는 도 1과 관련하여 기술한 바와 같이 가요성 또는 경질 기판 위에 형성되거나 또는 배치될 수 있다.
하기에서는 본 발명의 또다른 양태에 따르는 광을 전기로 전환하기 위한 소자를 단순화하여 나타낸 도 5를 참조로 하여 기술된다.
도 5에 나타낸 바와 같이, 광을 전기로 전환하기 위한 소자는 아랫쪽 표면(502) 위에 형성되고 그와 효과적으로 전기 접촉되어 있는 전극(504)를 갖는 반도체 기판(500)을 포함한다. 반도체 기판(500)의 표면(506) 위에는, 일반적으로는 부분적으로 결합된 나노입자가 없으며 광 투명성인 랜덤하게 형상화된 셀(514)을 한정하는 적어도 부분적으로 결합된 나노입자로 형성된 전도성 트레이스(512)의 패턴(510)을 포함하는 전극층(508)이 있다. 반도체 기판(500), 전극(504) 및 전극층(508)는 도 1의 반도체 기판(100), 전극(104) 및 전극층(108)에 대응하며 이는 도 1과 관련하여 기술되어 있다.
위에서 도 1의 전극층(108)과 관련하여 기술한 바와 같이, 전극층(208)은 바람직하게는 전도성 나노입자를 함유하는 코팅된 에멀젼으로부터 형성된다. 광 투과성 셀(514) 및 둘러싸인 트레이스(512)는 네트워크형 캐릭터를 가지며 광 현미경으로 관측될 수 있다.
도 5의 양태에 따르면, 반도체 기판(500)의 표면(506) 위에 물질, 바람직하게는 필수적인 것은 아니나 전도성 또는 반전도성 중합체의 추가적인 층(507)이 형성된다.
예를 들어, PEDOT:PSS 또는 관련 중합체의 층(507)은 반도체 표면(506) 위에 제공될 수 있다. PEDOT:PSS는 투명하고 전도성이며 소자로부터 전하를 운반하는 것을 도울 수 있다. PEDOT:PSS는 스핀-캐스팅에 의해 적용될 수 있다.
유리 프릿 또는 서브-마이크론 유리 비드 또는 실리카가 반도체 표면(506)에 대한 층(507)의 상호 확산 및 점착력을 증강시키도록 층(507)에 부가될 수 있다.
전극층 (504)와 (508) 사이의 단락은 또한 PEDOT:PSS의 층(507)에 의해서 감소되거나 또는 방지될 수 있다. 전극층(508)과 반도체 기판(506) 사이의 양호한 계면 접촉을 허용하기 위해서 층(507)으로 유리 비드 또는 실리콘 나노입자 또는 기타 입자들이 도입될 수 있다. 이들은 또한 에멀젼으로 도입되어 전극층(508)을 형성할 수 있다.
층(507)은 점착을 돕고 전극층(508)의 양호한 코팅 특성을 허용하도록 초벌 물질(primer material)을 포함할 수 있다.
반도체 기판(500)이 결정질 실리콘과 같은 물질인 경우 층(507)은 또한 반도체 표면의 전기적 불활성화 뿐만 아니라 반사방지 특성을 제공하는 질화규소와 같은 물질일 수 있다.
도 1 내지 5의 소자의 경우와 같이, 도 5에 도시된 소자는 단독으로 기립하거나 또는 도 1과 관련하여 기술한 바와 같이 가요성 또는 경질 기판 위에 형성되거나 또는 배치될 수 있다.
하기에서는 본 발명의 또다른 양태에 따르는 광을 전기로 전환하기 위한 소자를 단순화하여 나타낸 도 6을 참조로 하여 기술된다.
도 6에 나타낸 바와 같이, 광을 전기로 전환하기 위한 소자는 아랫쪽 표면(602) 위에 형성되고 그와 효과적으로 전기 접촉되어 있는 전극(604)를 갖는 반도체 기판(600)을 포함한다. 반도체 기판(600)의 표면(606) 위에는, 형성되는 경우, 일반적으로는 부분적으로 결합된 나노입자가 없으며 광 투명성이고 충전제(615)를 함유하는 랜덤하게 형상화된 셀(614)을 한정하는 적어도 부분적으로 결합된 나노입자로 형성된 전도성 트레이스(612)의 패턴(610)을 포함하는 전극층(608)이 있다. 반도체 기판(600), 전극(604), 전극층(608) 및 충전제(615)는 도 2의 반도체 기판(200), 전극(204), 전극층(208) 및 충전제(215)에 대응하며 이는 도 2와 관련하여 기술되어 있다.
도 1의 전극층(108)과 관련하여 기술된 바와 같이, 전극층(608)은 바람직하게는 전도성 나노입자를 함유하는 코팅된 에멀젼으로부터 형성된다. 광 투과 셀(614) 및 둘러싸인 트레이스(612)은 네트워크형 캐릭터를 가지며 광 현미경으로 관측될 수 있다.
본 발명의 양태에 따라, 반도체 기판(600) 위에 추가적인 층(607)이 형성되며, 층(607)은 도 5의 층(507)에 대응하며 이것은 도 5와 관련하여 기술되어 있다.
도 1 내지 5의 소자의 경우와 같이, 도 6에 도시된 소자는 단독으로 기립하거나 또는 도 1과 관련하여 기술한 바와 같이 가요성 또는 경질 기판 위에 형성되거나 또는 배치될 수 있다.
본원에서 광전지 셀의 단일 면 위에 투명한 전극을 제조하는데 사용된 컨셉이 광전지 셀의 반대면 위에 한 쌍의 투명 전극을 제조하는데에도 매우 유사하게 사용될 수 있음을 알아야 한다. 이러한 셀은 어느 면(이른바 양면 셀)으로부터 일루미네이팅되는 경우 광을 발생시킬 수 있거나 또는 적절한 설계로 윈도우 뿐만 아니라 출력 발생기로서 동시적 사용을 허용하도록 광에 대해 부분적으로 투명하게 될 수 있는 이점을 가질 수 있다. 유사하게는, 3개의 전극을 포함하는 보다 복잡한 구조가 가능하며 하기에서 기술된다.
하기에서는 본 발명의 또다른 양태에 따르는 광을 전기로 전환하기 위한 소자를 단순화하여 나타낸 도 7을 참조로 하여 기술된다.
도 7에 나타낸 바와 같이, 광을 전기로 전환하기 위한 소자는 아랫쪽 표면(702) 위에 형성되고 그와 효과적으로 전기 접촉되어 있는 전극(704)를 갖는 반도체 기판(700)을 포함한다. 반도체 기판(700)의 표면(706) 위에는, 일반적으로는 부분적으로 결합된 나노입자가 없으며 광 투명성인 랜덤하게 형상화된 셀(714)을 한정하는 적어도 부분적으로 결합된 나노입자로 형성된 전도성 트레이스(712)의 패턴(710)을 포함하는 전극층(708)이 형성된다. 반도체 기판(700), 전극(704) 및 전극층(708)은 도 1의 반도체 기판(100), 전극(104) 및 전극층(108)에 대응하며 이는 도 1와 관련하여 기술되어 있다.
도 1의 전극층(108)과 관련하여 기술된 바와 같이, 전극층(708)은 바람직하게는 전도성 나노입자를 함유하는 코팅된 에멀젼으로부터 형성된다. 광 투과 셀(714) 및 둘러싸인 트레이스(712)은 네트워크형 캐릭터를 가지며 광 현미경으로 관측될 수 있다.
도 7의 설명된 양태에 있어서, 전극층(708) 위에 추가적인 반도체 층(720)이 제공되며 추가적인 반도체 층(720) 위에는 일반적으로는 부분적으로 결합된 나노입자가 없으며 광 투명성인 랜덤하게 형상화된 셀(734)을 한정하는 적어도 부분적으로 결합된 나노입자로 형성된 전도성 트레이스(732)의 패턴(730)을 포함하는 추가적인 전극층(728)이 형성된다. 전극층(708)과 유사하게 전극층(728)은 바람직하게는 전도성 나노입자를 함유하는 코팅된 에멀젼으로부터 형성된다. 광 투과성 셀(734) 및 둘러싸인 트레이스(732)는 네트워크형 캐릭터를 가지며 광 현미경으로 관측될 수 있다.
전극층 (708) 및 (728)은 도 1의 전극층(108)에 대응하며, 이는 도 1과 관련하여 기술되어 있다. 그러나, 전극층(728), 전극(704) 및 전극(708)은 전형적으로는 서로 상이한 일함수를 갖는 것으로 이해된다.
반도체 층 (700) 및 (720)은 도 1에서 반도체 층(100)과 관련하여 기술된 물질을 포함할 수 있으나, 서로 상이하다. 도 7에 도시된 소자는 다중 접합 광전지 소자로서 공지되어 있는 직렬 광전지 소자의 신규한 양태이며, 여기서 상이한 밴드 간극을 갖는 상이한 반도체 물질의 둘 이상의 층이 스택(stack)으로 배열된다. 소자의 단 하나의 면만이 입사광을 직접 수용하는 경우 밴드 간극이 클수록 그 면에 에너지 광자를 바람직하게 흡수한다. 저에너지 광자는 밴드 간극이 큰 물질 아래에 있는 밴드 간극이 작은 물질 또는 물질들에 의해서 흡수된다.
도 1 내지 6의 소자의 경우와 같이, 도 7에 도시된 소자는 단독으로 기립하거나 또는 도 1과 관련하여 기술한 바와 같이 가요성 또는 경질 기판 위에 형성되거나 또는 배치될 수 있다.
하기에서는 본 발명의 또다른 양태에 따르는 광을 전기로 전환하기 위한 소자를 단순화하여 나타낸 도 8을 참조로 하여 기술된다.
도 8에 나타낸 바와 같이, 광을 전기로 전환하기 위한 소자는 아랫쪽 표면(802) 위에 형성되고 그와 효과적으로 전기 접촉되어 있는 전극(804)를 갖는 반도체 기판(800)을 포함한다. 반도체 기판(800)의 표면(806) 위에는, 일반적으로는 부분적으로 결합된 나노입자가 없으며 광 투명성인 랜덤하게 형상화된 셀(814)을 한정하는 적어도 부분적으로 결합된 나노입자의 수집으로 형성된 전도성 트레이스(812)의 패턴(810)을 포함하는 전극층(808)이 배치된다. 영역(814)는 바람직하게는 광 투과성 충전제(815)로 충전된다. 반도체 기판(800), 전극(804), 전극층(808) 및 충전제(815)는 도 2의 반도체 기판(200), 전극(204), 전극층(208) 및 충전제(215)에 대응하며 이는 도 2와 관련하여 기술되어 있다.
도 1의 전극층(108)과 관련하여 기술된 바와 같이, 전극층(808)은 바람직하게는 전도성 나노입자를 함유하는 코팅된 에멀젼으로부터 형성된다. 광 투과 셀(814) 및 둘러싸인 트레이스(812)은 네트워크형 캐릭터를 가지며 광 현미경으로 관측될 수 있다.
도 8의 설명된 양태에 있어서, 표면(816)에서 전극층(808) 및 충전제(815) 위에 추가적인 반도체 층(820)이 제공된다. 추가적인 반도체 층(820) 위에는 일반적으로는 부분적으로 결합된 나노입자가 없으며 광 투명성인 랜덤하게 형상화된 셀(834)을 한정하는 적어도 부분적으로 결합된 나노입자로 형성된 전도성 트레이스(832)의 패턴(830)을 포함하는 추가적인 전극층(828)이 형성된다.
전극층(808)과 유사하게 전극층(828)은 바람직하게는 전도성 나노입자를 함유하는 코팅된 에멀젼으로부터 형성된다. 광 투과성 셀(834) 및 둘러싸인 트레이스(832)는 네트워크형 캐릭터를 가지며 광 현미경으로 관측될 수 있다.
도 8의 양태에 따르면, 셀(834)는 광 투과성 충전제(835)로 충전된다. 충전제(835)는 도 2에서의 충전제(215)에 대응하며, 이는 도 2와 관련하여 기술되어 있다.
도 8에 도시된 소자는 도 7과 관련하여 기술된 직렬 광전지 소자의 또다른 예이며, 충전제(815) 및 충전제(835)의 존재를 제외하고는 그와 유사하다.
도 1 내지 7의 소자의 경우와 같이, 도 8에 도시된 소자는 단독으로 기립하거나 또는 도 1과 관련하여 기술한 바와 같이 가요성 또는 경질 기판 위에 형성되거나 또는 배치될 수 있다.
하기에서는 광을 전기로 전환하기 위한 도 1 내지 8 중의 어느 것에 도시된 소자와 같은 소자의 제조방법을 단순화하여 나타낸 도 9를 참조로 하여 기술된다. 도 9에 나타낸 바와 같이 복수의 반도체 기판 어셈블리(900)가 제공된다. 기판 어셈블리(900)은 위에서 기술한 반도체 기판(100-800)과 유사한 반도체 기판(901) 및 그 위에 형성된, 위에서 기술한 전극층(104-804) 중의 어느 것과 동일할 수 있는 전극층(903)을 포함한다. 전형적으로, 반도체 기판(901)은 대략 1mm 이하의 두께를 가지며 전극층(903)은 대략 2 마이크론 이하의 두께를 갖는다.
반도체 기판 어셈블리(900)은 에멀젼 코팅 스테이션(906)에 제공된다. 에멀젼 코팅 스테이션(906)에서 에멀젼(907)이 전극층(903)이 형성되는 것의 반대편 반도체 기판 어셈블리(900)의 표면(910)에 적용된다.
에멀젼(907)은, 도 1의 양태와 관련하여 위에서 기술한 바와 같으며, 즉 바람직하게는 수상 또는 수-혼화성 상, 유기 용매 상, 및 그들이 부분적으로 적용되는 경우 전도성 특성을 갖는 나노입자를 함유하는 수-중-유 에멀젼이다.
에멀젼(907)은 적당한 기법 예를 들어 스프레딩, 이머징(immersing), 스핀코팅, 또는 디핑(dipping)에 의해서 에멀젼 코팅 스테이션(906)에 적용될 수 있다. 에멀젼(907)을 적용하기 위해 사용될 수 있는 추가적인 기법은 예를 들어 바-코팅, 스크린 인쇄, 잉크 젯 인쇄, 스핀-코팅, 딥-코팅, 스프레이-코팅, 그라비아 인쇄(gravure printing), 롤-코팅, 및 블레이드 코팅(blade coating)을 포함한다. 실험실 규모 또는 개별적인 공정들이 단일 또는 다중 통과 코팅 장비를 이용하여 에멀젼 코팅 스테이션(906)에 사용될 수 있다.
게다가, 본 발명의 한 양태에 따르면, 코팅되는 표면(910) 위에서의 에멀젼의 스프레딩 단계는 1 내지 200 마이크론, 보다 바람직하게는 5 내지 200 마이크론의 습식 에멀젼 두께를 제공한다.
에멀젼(907)이 침적되는 표면(910)은 예를 들어 가열, 에칭, 코로나 처리, 또는 산화 또는 이들의 조합에 의해서 예열될 수 있다. 표면(910)에는 예비적인 코팅이 제공될 수 있으며, 예를 들어 적당한 하도제로 초벌 코팅될 수 있다.
표면에 에멀젼을 적용하는 단계가 코팅 기구에 의해서 표면의 직접적인 접촉 없이 수행될 수 있는 것은 본 발명의 특정한 특징이다. 예를 들어 나이프 갭-코터(knife gap-coater), 에어 나이프 코터(air knife coater), 콤마 코터(comma coater), 슬롯 다이(slot die) 또는 커튼 코터(curtain coater)을 사용한 코팅은 코팅 기구에 의한 기판 표면(910)과의 직접적인 접촉을 요하지 않는다. 이것은 전형적으로 기판과의 직접적인 접촉과 관련되는 스크린-인쇄, 그라비어 인쇄, 및 바-코팅과는 대비된다. 비접촉식 인쇄 기법이 사용되며, 표면 기판(910) 위에 존재하는 정교하거나 또는 민감성 특징부는 손상 또는 변형 경향이 적다.
본 발명의 바람직한 양태에 따르면, 하기 단계들이 뒤따를 수 있다: 표면(910)에 에멀젼(907)을 적용하는 단계; 참조번호 912로 표시된 바와 같이, 가열 적용의 존재 또는 부재하에 에멀젼(907)로부터 용매를 증발시키는 단계; 및 참조번호 914로 표시된 바와 같이, 약 실온 내지 약 850℃ 범위의 온도에서 잔여 코팅을 소결시킴으로써 표면(910) 위에 전극층(920)을 제공하는 단계. 소결은 바람직하게는 주위 대기압에서 수행한다.
대안으로 또는 추가적으로는, 참조번호 914로 표시된 소결공정의 전부 또는 일부는 소결공정을 유도하는 약물(chemical)의 존재하에서 수행할 수 있다. 적당한 약물의 예는 포름알데히드 또는 산, 예를 들어 포름산, 아세트산, 및 염산을 포함한다. 약물은 침적된 입자가 노출되는 증기 또는 액체의 형태일 수 있다. 대안으로, 상기 약물은 침적 전에 나노입자를 포함하는 조성물에 도입되거나 기판에 입자를 침적시킨 후에 나노입자 위에 침적될 수 있다.
상기 공정은 참조번호 916으로 표시된 바와 같은 또한 후-소결처리 단계를 포함하며, 여기서 전극층(920)은 추가적으로 열, 레이저, UV, 산 또는 기타 처리 및/또는 금속 염, 염기 또는 이온성 액체를 사용하여 소결, 어닐링, 또는 기타-후처리될 수 있다. 처리된 전극층(920)은 물 또는 기타 적당한 액체로 세척될 수 있다.
전극층(920)은 도 8과 관련하여 참조로 언급된 바와 같이 일반적으로는 광 투명성이고 광 현미경에 의해서 관측될 수 있는 랜덤하게 형상화된 셀을 한정하는 적어도 부분적으로 결합된 나노입자의 수집으로 형성된 전도성 트레이스의 패턴에 의해서 특징지워진다.
전극층(920)은 추가적으로 0.005kΩ/sq 내지 5kΩ/sq, 바람직하게는 50Ω/sq 미만, 보다 바람직하게는 20Ω/sq 미만, 가장 바람직하게는 10Ω/sq 이하의 소결후 시트 저항에 의해서 특징지워진다. 시트 저항은 전극층(920)의 전기도금과 같은 기법을 이용하여 추가적으로 감소될 수 있다.
또한, 전극층(920)을 형성하는 경우 약 350℃의 온도에서의 저온 침적 및 처리방법을 사용할 수 있는 것이 본 발명의 특정한 특징이다. 저온 액상 가공은 특히 전극층(920)이 대형 표면(910) 위에 형성되고 특정 중합체 기판과 같은 열 민감성 기판의 사용을 허용하는 경우 비교적 저렴한 비용으로 수행될 수 있다.
또한, 전극층(920)의 형성이 상이한 셀 크기를 얻도록 조절되고 그것들을 조정하여 최적의 광전지 소자 성능을 수득하는 것이 본 발명의 특정한 특징이다.
추가적인 소자 층 또는 특징부는 각종 기법 예를 들어 용액으로부터의 침적, 전술한 방법 및 직접 인쇄 예를 들어 잉크 젯 또는 롤-투-롤 인쇄 중의 어느 것에 의한 코팅에 의해서 적용 또는 형성될 수 있다. 또한, 기타 침적 및 특징-형성 방법 예를 들어 증착, 리쏘그래피, 광학 리쏘그래피, 에칭, 용매화, 진공 승화, 진공 증발에 의한 금속 침적, 스퍼터링, 레이저 절제 또는 전술한 것들의 조합을 이용하여 추가적인 층 또는 특징부를 생성할 수 있다.
하기에서는 또다른 양태에 따라 광을 전기로 전환하기 위한, 도 1 내지 8 중의 어느 것에 나타낸 소자와 같은 소자의 제조방법을 단순화하여 도시한 도 10을 참조로 하여 기술된다. 도 10에서 나타낸 바와 같이, 복수의 반도체 기판 어셈블리(1000)가 제공된다. 기판 어셈블리(1000)는 위에서 기술한 반도체 기판(100-800)과 유사한 반도체 기판(901)을 포함한다. 전형적으로, 반도체 기판(1001)은 대략 1mm 이하의 두께를 갖는다.
반도체 기판 어셈블리(1000)은 에멀젼 코팅 스테이션(1006)에 제공된다. 에멀젼 코팅 스테이션(1006)에서 에멀젼(1007)이 반도체 기판 어셈블리(1000)의 표면(1010)에 적용된다.
위에서 언급한 바와 같이, 에멀젼(1007)은 바람직하게는 수상 또는 수-혼화성 상, 유기 용매 상, 및 그들이 부분적으로 적용되는 경우 전도성 특성을 갖는 나노입자를 함유하는 수-중-유 에멀젼이다.
에멀젼(1007)은 도 9와 관련하여 위에서 기술한 것과 유사한 방식으로 에멀젼 코팅 스테이션(1008)에 적용될 수 있으며, 에멀젼(1007)이 침적되는 표면(1010)은 전술한 바와 같이 예열될 수 있다.
에멀젼(1007)이 적용된 후 용매의 증발(1012에서), 소결(1014에서), 및 가능한 후-소결처리 단계(1016에서)는 도 9와 관련하여 위에서 기술한 바와 같이 수행된다. 전극층(1020)의 시트 저항은 도 9의 전극층(920)과 관련하여 위에서 기술한 바와 같이 특징지워지며, 저항은 전기도금과 같은 기법에 의해서 감소될 수 있고, 추가적인 소자 층 및 특징부는 도 9와 관련하여 위에서 기술한 바와 같이 부가될 수 있다.
전극층(1020)의 형성의 다운스트림에서 그 위에 형성된 전극층(1020)을 갖는 반도체 기판(1000)은 바람직하게는 도 10의 견지에서 아랫쪽의 전극층(1020)을 에멀젼 코팅 스테이션(1028)로 플립 오버(flipped over) 및 급송된다. 에멀젼 코팅 스테이션(1028)에서는 에멀젼(1027)이 전극층91020)이 형성되는 것의 반대편 반도체 기판 어셈블리(1000)의 표면(1030)에 적용된다.
에멀젼(1027)은 바람직하게는 에멀젼(1007)과 관련하여 위에서 기술한 수-중-유 에멀젼이지만, 에멀젼(1007)로부터 형성된 전극층과는 상이한 일함수를 갖는 전극층을 제공하도록 선택된다.
에멀젼(1027)은 에멀젼(1007)과 관련하여 위에서 기술한 에멀젼 코팅 스테이션(1026)에 적용될 수 있다.
에멀젼(1027)이 침적되는 표면(1030)은 위에서 기술한 바대로 예비처리된다. 에멀젼(1007)이 적용된 후 용매의 증발(1032에서), 소결(1034에서), 및 가능한 후-소결처리 단계(1036에서)이 도 9와 관련하여 위에서 기술한 바와 같이 수행된다. 전극층(1040)의 시트 저항은 도 9의 전극층(920)과 관련하여 위에서 기술한 바와 같이 특징지워지고, 저항은 전기도금과 같은 기법에 의해서 감소될 수 있다. 추가적인 소자 층 및 특징부가 도 9와 관련하여 위에서 기술한 바와 같이 부가될 수 있다.
전극층(1020) 및 전극층(1040)은 전형적으로 서로 상이한 일함수를 갖는 것으로 이해된다. 상기 공정은 광 투과성이고 반도체 기판의 반대편에 위치되는 2개 이상의 전극을 갖는 소자를 제공하는 것이 도 10의 양태의 특정한 특징이다.
하기에서는 본 발명의 또다른 양태에 따라 광을 전기로 전환하기 위한, 도 1 내지 8 중의 어느 것에 나타낸 소자와 같은 소자를 제조하기 위한 롤-투-롤 방법을 단순화하여 도시한 도 11을 참조로 하여 기술된다. 도 11에서 나타낸 바와 같이, 연속적인 반도체 기판 어셈블리(1100)가 제공된다. 기판 어셈블리(1100)는 위에서 기술한 반도체 기판(100-800)과 유사한 반도체 기판(1101), 위에서 기술한 전극층(104-804)의 어느 것과 동일할 수 있는 그 위에 형성된 전극층(1103)을 포함한다.
반도체 기판 어셈블리(1100)은 에멀젼 코팅 스테이션(1106)에 제공된다. 에멀젼 코팅 스테이션(1106)에서 에멀젼(1107)이 전극층(1103)이 형성되는 것의 반대편 반도체 기판 어셈블리(1100)의 표면(1110)에 적용된다.
에멀젼(1107)은 바람직하게는 에멀젼(907)과 관련하여 위에서 기술한 바와 같이 수-중-유 에멀젼이다.
에멀젼(1107)은 에멀젼(907)과 관련하여 위에서 기술한 바와 같이 에멀젼 코팅 스테이션(1106)에 적용될 수 있다.
에멀젼(1107)이 침적되는 표면(1110)은 위에서 기술한 바대로 예비처리될 수 있다. 에멀젼(1107)이 적용된 후 용매의 증발(1112에서), 소결(1114에서), 및 가능한 후-소결처리 단계(1116에서)가 도 9와 관련하여 위에서 기술한 바와 같이 수행된다. 전극층(1120)의 시트 저항은 도 9의 전극층(920)과 관련하여 위에서 기술한 바와 같이 특징지워지고, 저항은 전기도금과 같은 기법에 의해서 감소될 수 있다. 추가적인 소자 층 및 특징부가 도 9와 관련하여 위에서 기술한 바와 같이 부가될 수 있다.
연속적인 반도체 어셈블리는 가요성 물질 예를 들어 가요성 중합체, 가소성 또는 탄성중합체 구조물 또는 직물, 종이, 또는 파이버 백킹(fiber backing), 또는 금속박, 또는 가요성 유리 코팅된 물질 위에 형성될 수 있는 것으로 이해된다. 가요성 기판은 중합체 예를 들어 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리카보네이트, 폴리올레핀, 폴리아크릴레이트, 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA), 공중합체, 또는 그들의 혼합물을 포함할 수 있다.
하기에서는 본 발명의 또다른 양태에 따라 광을 전기로 전환하기 위한, 도 1 내지 8 중의 어느 것에 나타낸 소자와 같은 소자의 제조방법을 단순화하여 도시한 도 12를 참조로 하여 기술된다. 도 12에서 나타낸 바와 같이, 반도체 기판 어셈블리(1200)가 제공된다. 기판 어셈블리(1200)는 위에서 기술한 반도체 기판(100-800)과 유사한 반도체 기판(1201), 위에서 기술한 전극층(104-804)의 어느 것과 동일할 수 있는 그 위에 형성된 전극층(1203)을 포함한다.
반도체 기판 어셈블리(1200)의 표면(1210)은 전극층(1203)이 형성되는 것의 반대편에 있다. 표면(1210)이 에칭, 스크래핑(scrapping), 마킹(marking), 리쏘그래피, 또는 기타 적당한 방법에 의해서 예비형성된 패턴화된 채널을 함유하는 도 12의 양태의 특정한 특징이다. 이들 채널은 에멀젼 중의 나노입자가 에멀젼이 표면(1210)에 적용되고 용매가 증발된 후 채널에 우선적으로 어셈블링하는 것을 유도하게 된다.
반도체 기판 어셈블리(1200)는 에멀젼 코팅 스테이션(1206)에 제공된다. 에멀젼 코팅 스테이션(1206)에서 에멀젼(1207)이 반도체 기판 어셈블리(1200)의 표면(1210)에 적용된다.
에멀젼(1207)은 바람직하게는 위에서 기술한 바와 같이 수-중-유 에멀젼이다. 에멀젼(1207)은 에멀젼(907)과 관련하여 위에서 기술한 바와 같이 에멀젼 코팅 스테이션(1206)에 적용될 수 있다.
에멀젼(1207)이 침적되는 표면(1210)은 위에서 기술한 바대로 예비처리될 수 있다. 에멀젼(1207)이 적용된 후 용매의 증발(1212에서), 소결(1214에서), 및 가능한 후-소결처리 단계(1216에서)가 도 9와 관련하여 위에서 기술한 바와 같이 수행된다. 전극층(1220)의 시트 저항은 도 9의 전극층(920)과 관련하여 위에서 기술한 바와 같이 특징지워지고, 저항은 전기도금과 같은 기법에 의해서 감소될 수 있다. 추가적인 소자 층 및 특징부가 도 9와 관련하여 위에서 기술한 바와 같이 부가될 수 있다.
에멀젼(1207)으로부터 용매를 증발시킬 때 잔여 코팅 중의 나노입자를 패턴(1205)의 채널에 우선적으로 충전하거나, 또는 적어도 부분적으로 충전하는 것이 도 12의 양태의 또다른 특징이다.
하기에서는 본 발명의 또다른 양태에 따라 광을 전기로 전환하기 위한, 도 1 내지 8 중의 어느 것에 나타낸 소자와 같은 소자의 제조방법을 단순화하여 도시한 도 13를 참조로 하여 기술된다. 도 13에서 나타낸 바와 같이, 기판 어셈블리 또는 복수의 기판 어셈블리(1302)가 제공된다.
기판 어셈블리(1302)는 가요성 또는 경질물 예를 들어 유리, 종이, 세라믹 및 직물일 수 잇다. 상기 기판은 중합체 예를 들어 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리카보네이트, 폴리올레핀, 폴리아크릴레이트, 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA), 공중합체, 또는 그들의 혼합물을 포함할 수 있다. 기판(1302)은 평탄한 표면 또는 굴곡진 표면을 가질 수 있으며, 그 표면은 평활하거나 거칠 수 있다. 기판(1302)은 광 투과성일 수 있다.
기판 어셈블리(1302)는 에멀젼 코팅 스테이션(1306)에 제공된다. 에멀젼 코팅 스테이션(1306)에서 에멀젼(1307)이 기판 어셈블리(1302)의 표면(1310)에 적용된다.
에멀젼(1307)은 바람직하게는 위에서 기술한 바와 같이 수-중-유 에멀젼이다. 에멀젼(1307)은 에멀젼(907)과 관련하여 위에서 기술한 바와 같이 에멀젼 코팅 스테이션(1206)에 적용될 수 있다.
에멀젼(1307)이 침적되는 표면(1310)은 위에서 기술한 바대로 예비처리될 수 있다. 에멀젼(1307)이 적용된 후 용매의 증발(1312에서), 소결(1314에서), 및 가능한 후-소결처리 단계(1316에서)가 도 9와 관련하여 위에서 기술한 바와 같이 수행된다. 전극층(1320)의 시트 저항은 도 9의 전극층(920)과 관련하여 위에서 기술한 바와 같이 특징지워지고, 저항은 전기도금과 같은 기법에 의해서 감소될 수 있다. 추가적인 소자 층 및 특징부가 도 9와 관련하여 위에서 기술한 바와 같이 부가될 수 있다.
전극층(1320)의 형성의 다운스트림에서 반도체 기판 어셈블리(1330) 또는 복수의 반도체 기판 어셈블리(1330)은 제조 스테이션(1332)에 공급된다. 기판 어셈블리(1330)은 위에서 기술된 반도체 기판(100-800)과 유사한 반도체 기판(1331) 및 위에서 기술한 전극층(104-804)의 어느 것과 동일할 수 있는 그위에 형성된 전극층(1333)을 포함한다.
제조 스테이션(1332)에서 기판 어셈블리(1330)는, 반도체 기판(1331)이 전극층(1320)과 전기 접촉하도록 전극층(1320) 위에 배치된다. 결합된 부분들은 광전지 소자(1336)을 형성한다.
이것은 에멀젼(1307)이 전극(1320)을 형성하도록 기판 위에 코팅되거나 그렇지 않은 경우 침적되고 이어서 전극(1320)을 갖는 코팅된 기판이 별도의 제조단계에서 광전지 소자의 예비제조된 부분과 병합되는 도 13의 양태의 특정한 특징이다.
하기에서는 본 발명의 또다른 양태에 따라 광을 전기로 전환하기 위한, 도 1 내지 8 중의 어느 것에 나타낸 소자와 같은 소자의 제조방법을 단순화하여 도시한 도 14를 참조로 하여 기술된다. 도 14에서 나타낸 바와 같이, 기판 어셈블리 또는 복수의 기판 어셈블리(1302)가 제공된다.
기판 어셈블리(1402)는 가요성 또는 경질물 예를 들어 유리, 종이, 세라믹 및 직물일 수 잇다. 상기 기판은 중합체 예를 들어 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리카보네이트, 폴리올레핀, 폴리아크릴레이트, 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA), 공중합체, 또는 그들의 혼합물을 포함할 수 있다. 기판(1402)은 평탄한 표면 또는 굴곡진 표면을 가질 수 있으며, 그 표면은 평활하거나 거칠 수 있다.
기판 어셈블리(1402)는 에멀젼 코팅 스테이션(1406)에 제공된다. 에멀젼 코팅 스테이션(1406)에서 에멀젼(1407)이 기판 어셈블리(1402)의 표면(1410)에 적용된다.
에멀젼(1407)은 바람직하게는 위에서 기술한 바와 같이 수-중-유 에멀젼이다. 에멀젼(1407)은 에멀젼(907)과 관련하여 위에서 기술한 바와 같이 에멀젼 코팅 스테이션(1206)에 적용될 수 있다.
에멀젼(1407)이 침적되는 표면(1410)은 위에서 기술한 바대로 예비처리될 수 있다. 에멀젼(1407)이 적용된 후 용매의 증발(1412에서), 소결(1414에서), 및 가능한 후-소결처리 단계(1416에서)가 도 9와 관련하여 위에서 기술한 바와 같이 수행된다. 전극층(1320)의 시트 저항은 도 9의 전극층(920)과 관련하여 위에서 기술한 바와 같이 특징지워지고, 저항은 전기도금과 같은 기법에 의해서 감소될 수 있다. 추가적인 소자 층 및 특징부가 도 9와 관련하여 위에서 기술한 바와 같이 부가될 수 있다.
전극 제거 스테이션(1422)에서 전극층(1420)이 기판 어셈블리(1422)로부터 분리되어 분리된 전극층(1426)을 형성한다. 기판 어셈블리(1402)로부터의 전극층(1420)의 분리는 물리적 방법 예를 들어 스크래핑, 박리, 나이프 분리(knife separating), 또는 플로팅(floating), 또는 화학적 방법 예를 들어 용해 또는 박리제의 가열에 의해서 달성될 수 있다. 또한 박리제 또는 박리층의 존재 또는 점착제의 부재가 전극층(1420)의 제거를 허용하는데 사용될 수 있다.
상기 방법은 또한 참조번호 1428로 표시된 바와 같이 전극층(1426)을, 전도성 트레이스 내부의 광 투과성 영역의 형상을 변화시키도록 신장시키거나 또는 변형시키는 변형단계를 포함한다. 예를 들어 신장은 셀의 종횡비흘 패턴(1440)에 의해 표시된 패턴으로 배향 및 증가시킬 수 있다.
패턴 (1426) 또는 (1440)을 갖는 분리된 전극층(1426)은 반도체 기판 어셈블리(1430)로 전달될 수 있다. 기판 어셈블리(1430)은 위에서 기술한 반도체 기판(100-800)과 유사한 반도체 기판(1431), 및 위에서 기술한 전극층(104-804) 중의 어느 것과 동일할 수 있는 그위에 형성된 전극층(1433)을 포함한다. 추가적인 처리단계가 도 9와 관련하여 기술한 바와 같이 수행될 수 있다.
하기에서는 본 발명에 따르는 실리콘 기판 상의 질화규소 층 위의 투명한 전도성 코팅의 광학 현미경 사진을 도시한 도 15를 참조로 하여 기술된다. 기판은 표준 n-도핑된 (P) 4-in Si 웨이퍼로 구성된다. 에멀젼의 적용 이전에, 기판을 3:1 황산 : 과산화수소 용액(표준 피라냐 용액(standard piranha solution)) 중에서 2분 이상동안 처리하였다. 황산 농도는 97%이었으며, 과산화수소 농도는 3%이었다. 피라냐 처리는 표면을 세정하고 표면에서의 하이드록시 1 그룹의 밀도를 증가시킬 목적으로 수행하였고, 그에 의해서 표면을 더욱 친수성화하였다. 이러한 샘플로 하기 에멀젼 제형이 사용되었다:
은 나노분말 1.3 g
안티몬 옥사이드 나노분말 44 mg
스팬(Span) 60 125 mg
BYK410 122 mg
사이클로헥사논 1.72 g
톨루엔 18 g
탈이온수(DI water) 중의 0.02% BYK 348 10 g
셀로판 테이프로부터 형성된 2개의 스페이서(spacer)에 의해서 표면으로부터 50㎛의 거리로 유지된 메이어 로드 #4(Mayer rod #4)를 이용하여 코팅을 적용시켰다. 적용된 코팅의 전체 습식 두께는 대략 60㎛이었다. 건조 후, 샘플을 800℃에서 베이킹하였다. 이러한 샘플의 시트 저항은 81%의 투명도를 갖는 1Ω/sq 이하이었다. 투명도는 이미지 가공 소프트웨어 Image J를 사용한 광학 현미경사진으로부터 계산하였으며, 이는 TOC 트레이스에 의해 음영이 지지 않는 표면의 분율을 지칭한다.
예를 들어 광다이오드; 광도전체; 광 센서; 유기발광다이오드를 포함한 발광다이오드(LED); 및 레이저 뿐만 아니라 무기 트랜지스터, 유기 트랜지스터, 또는 혼성 트랜지스터를 포함한 특수 트랜지스터를 비롯한 전자기 스펙트럼의 가시광, NIR, IR, 및/또는 UV 영역의 투과를 요구하는 다른 소자가 본 발명에 사용된 패턴화된 투명한 전극으로 제조될 수 있다는 것은 당해 기술분야의 숙련가에 의해 인식될 것이다. 본 발명이 이용될 수 있는 다른 적용은 제한되지는 않지만 하기의 범주들을 포함한다: 인쇄된 일렉트로닉스(printed electronics), 디스플레이 백플레인(display backplanes), 터치 스크린(touch screen), 및 크거나 작은 영역의 가요성 적용. 가요성 적용은 추가적으로 대영역 어레이, 직물 또는 활성천(active clothing), 가요성 디스플레이, 및 e-페이퍼(전자북, 잡지, 신문)을 포함한다. 적용은 저비용 또는 폐기가능한 센서 또는 광학 소자를 포함한 건강, 안전, 또는 보안 용도를 위한 및 태그(tag), 인디케이터(indicator) 또는 RFID 성분을 패키징에 도입하기 위한 것과 같은 스마트 패키징(smart packaging)에서의 모니터링 또는 탐지 소자를 추가적으로 포함한다. 본 발명은 군사, 캠프, 또는 원격 또는 임시 설비에서와 같은 옥외 환경 및 옥외 장치를 위한 또는 바다 또는 우주 적용을 위한 소자에 사용될 수 있다. 상기 소자는 각종 군사 구조물 예를 들어 로켓, 비행기 또는 군수품에 사용될 수 있다. 또한, 상기 기술은 스마트 윈도우(smart window) 및 판유리와 같은 건축물 적용, 또는 반도체 소자의 부재로서 기능하는 특수 페인트 및 코팅에서 사용될 수 있다.

Claims (24)

  1. 반도체 표면을 갖는 기판;
    상기 기판의 상기 반도체 표면 위에 배치되고 그와 전기적으로 접촉되어 있는 제 1 전극층으로서, 일반적으로는 부분적으로 결합된 나노입자가 없으며 일반적으로 광 투명성인 랜덤하게 형상화된 셀을 한정하는 적어도 부분적으로 결합된 나노입자로 형성된 전도성 트레이스(trace)의 패턴을 포함하는 제 1 전극층; 및
    상기 기판의 반대면에 배치된 제 2 전극층으로서, 그 위에 제 1 전극층이 배치되고 상기 반도체와 전기적으로 접촉되어 있는 제 2 전극층
    을 포함하는 광을 전기로 전환하기 위한 소자.
  2. 제 1 항에 있어서,
    적어도 셀 내부에 투명한 충전제 물질을 추가적으로 포함하는 소자.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판과 제 1 전극층 사이에 배치된 중간층을 추가적으로 포함하는 소자.
  4. 제 3 항에 있어서,
    중간층이 전도성 중합체인 소자.
  5. 제 4 항에 있어서,
    전도성 중합체가 PEDOT:PSS인 소자.
  6. 제 3 항에 있어서,
    중간층이 반도체 표면에 대한 제 1 전극의 점착력을 증강시키는 물질을 추가적으로 포함하는 소자.
  7. 제 6 항에 있어서,
    점착력을 강화시키기 위한 물질이 유리 프릿(glass frit), 유리 비드 또는 실리카를 포함하는 소자.
  8. 제 6 항에 있어서,
    중간층이 반도체 표면에 대한 제 1 전극의 전기 접촉을 강화시키기 위한 물질을 추가적으로 포함하는 소자.
  9. 제 1 항에 있어서,
    전도성 트레이스의 저항이 30Ω/sq 미만인 소자.
  10. 제 1 항에 있어서,
    반전도성 기판의 평균 셀 직경 대 두께의 비가 대략 1:2인 소자.
  11. 제 1 항에 있어서,
    입사광을 수용하지 않는 반도체의 표면의 백분율이 15% 초과인 소자.
  12. 제 1 항에 있어서,
    랜덤하게 형상화된 셀 내부에 도핑제가 포함되어 있는 소자.
  13. 제 1 항에 있어서,
    트레이스가 1:5 이상의 높이 대 폭의 종횡비를 갖는 소자.
  14. 제 13 항에 있어서,
    트레이스가 1:5 이상의 높이 대 폭의 종횡비를 갖는 소자.
  15. 제 1 항에 있어서,
    트레이스가 일반적으로 50㎛ 보다 좁은 선폭을 갖는 소자.
  16. 제 1 항에 있어서,
    셀이 일반적으로 500㎛ 보다 작은 직경을 갖는 소자.
  17. 제 1 항에 있어서,
    제 1 반도체 기판 위에 배치된 면의 반대편 면 위의 제 1 전극층 위에 배치된 제 2 반도체 기판, 및 제 1 전극층 위에 배치된 것의 반대편 면 위의 제 2 반도체 기판 위에 배치된 제 3 전극을 추가적으로 포함하되, 상기 제 1 및 제 3 전극은 일반적으로는 부분적으로 결합된 나노입자가 없으며 일반적으로 광 투명성인 랜덤하게 형상화된 셀을 한정하는 적어도 부분적으로 결합된 나노입자로 형성된 전도성 트레이스의 패턴을 포함하고 상기 제 1, 제 2 및 제 3 전극층은 서로 상이한 기능성을 가지는 것인, 소자.
  18. 제 1 항에 있어서,
    제 2 전극이 또한 일반적으로는 부분적으로 결합된 나노입자가 없으며 일반적으로 광 투명성인 랜덤하게 형상화된 셀을 한정하는 적어도 부분적으로 결합된 나노입자로 형성된 전도성 트레이스의 패턴을 포함하고 상기 제 1 및 제 2 전극층이 서로 상이한 기능성을 가지는 것인, 소자.
  19. 제 1 및 제 2 표면을 갖는 기판;
    상기 기판의 제 1 표면 위에 배치되고 그와 전기적으로 접촉되어 있는 제 1 전극층으로서, 일반적으로는 부분적으로 결합된 나노입자가 없으며 일반적으로 광 투명성인 랜덤하게 형상화된 셀을 한정하는 적어도 부분적으로 결합된 나노입자로 형성된 전도성 트레이스의 패턴을 포함하는 제 1 전극층;
    적어도 상기 셀에 배치된 반도체 층; 및
    제 2 표면 위에 배치되고 그와 전기적으로 접촉되어 있는 제 2 전극층
    을 포함하는 광을 전기로 전환하기 위한 소자.
  20. 반도체 표면을 갖는 기판을 제공하는 단계;
    일반적으로는 부분적으로 결합된 나노입자가 없으며 일반적으로 광 투명성인 랜덤하게 형상화된 셀을 한정하는 적어도 부분적으로 결합된 나노입자로 형성된 전도성 트레이스의 패턴을 제공하는 방식으로 상기 기판의 반도체 표면 위에 제 1 전극을 배치하는 단계; 및
    상기 제 1 전극층이 배치되는 것의 반대편 기판의 표면 위에 배치되고 반도체와 전기적으로 접촉되는 제 2 전극층을 제공하는 단계
    를 포함하는 광을 전기로 전환하기 위한 소자를 제조하는 방법.
  21. 제 20 항에 있어서,
    제 1 전극층은 전도성 나노입자를 함유하는 에멀젼을 반도체 기판 위에 코팅하고, 상기 에멀젼을 건조시켜서 일반적으로는 부분적으로 결합된 나노입자가 없으며 일반적으로 광 투명성인 랜덤하게 형상화된 셀을 한정하는 트레이스의 패턴을 형성하고, 상기 패턴을 소결시켜서 적어도 부분적으로 나노입자를 결합시키고 상기 패턴을 전도성으로 되게함으로써 형성되는 방법.
  22. 제 21 항에 있어서,
    에멀젼이 롤-투-롤 공정(roll-to-roll process)으로 반도체 기판 위에 연속공정으로 코팅되는 방법.
  23. (a) 패턴이 형성된 기판을 제공하는 단계;
    (b) 상기 기판을 전도성 나노입자을 함유하는 에멀젼으로 코팅하는 단계; 및
    (c) 상기 나노입자를 유발하는 에멀젼을 건조시켜서 기판의 패턴화된 영역에서 우선적으로 어셈블링(assembling)하는 단계를 포함하는,
    기판 위에 투명한 전도성 코팅을 제조하는 방법.
  24. 제 23 항에 있어서,
    패턴이 예비결정된 구조의 기판에 형성된 채널(channel)을 포함하는 방법.
KR1020107016046A 2007-12-20 2008-12-19 나노입자로 형성된 투명한 전극을 갖는 광전지 소자 KR101234881B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US1548307P 2007-12-20 2007-12-20
US61/015,483 2007-12-20
PCT/US2008/013925 WO2009085224A2 (en) 2007-12-20 2008-12-19 Photovoltaic device having transparent electrode formed with nanoparticles

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20100098448A true KR20100098448A (ko) 2010-09-06
KR101234881B1 KR101234881B1 (ko) 2013-02-20

Family

ID=40792719

Family Applications (4)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020107016046A KR101234881B1 (ko) 2007-12-20 2008-12-19 나노입자로 형성된 투명한 전극을 갖는 광전지 소자
KR1020107016188A KR101586506B1 (ko) 2007-12-20 2008-12-19 충전제 재료를 포함하는 투명한 전도성 코팅
KR1020167000471A KR20160010646A (ko) 2007-12-20 2008-12-19 충전제 재료를 포함하는 투명한 전도성 코팅
KR1020157022520A KR101586619B1 (ko) 2007-12-20 2008-12-19 충전제 재료를 포함하는 투명한 전도성 코팅

Family Applications After (3)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020107016188A KR101586506B1 (ko) 2007-12-20 2008-12-19 충전제 재료를 포함하는 투명한 전도성 코팅
KR1020167000471A KR20160010646A (ko) 2007-12-20 2008-12-19 충전제 재료를 포함하는 투명한 전도성 코팅
KR1020157022520A KR101586619B1 (ko) 2007-12-20 2008-12-19 충전제 재료를 포함하는 투명한 전도성 코팅

Country Status (7)

Country Link
US (3) US8633474B2 (ko)
EP (2) EP2232571A2 (ko)
JP (3) JP5937300B2 (ko)
KR (4) KR101234881B1 (ko)
CN (2) CN101952973B (ko)
TW (2) TWI438906B (ko)
WO (2) WO2009085224A2 (ko)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013192437A3 (en) * 2012-06-22 2014-03-13 C3Nano Inc. Metal nanostructured networks and transparent conductive material
KR101441607B1 (ko) * 2014-02-13 2014-09-24 인천대학교 산학협력단 고효율 광전소자 및 그 제조방법
KR101508144B1 (ko) * 2014-06-17 2015-04-08 전자부품연구원 기능화된 그래핀 기반 발열기판
US9150746B1 (en) 2014-07-31 2015-10-06 C3Nano Inc. Metal nanowire inks for the formation of transparent conductive films with fused networks
US10020807B2 (en) 2013-02-26 2018-07-10 C3Nano Inc. Fused metal nanostructured networks, fusing solutions with reducing agents and methods for forming metal networks
US10029916B2 (en) 2012-06-22 2018-07-24 C3Nano Inc. Metal nanowire networks and transparent conductive material

Families Citing this family (143)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2924274B1 (fr) * 2007-11-22 2012-11-30 Saint Gobain Substrat porteur d'une electrode, dispositif electroluminescent organique l'incorporant, et sa fabrication
JP2011513890A (ja) * 2007-12-20 2011-04-28 シーマ ナノ テック イスラエル リミティド 微細構造化材料及びその製造方法
US8506849B2 (en) * 2008-03-05 2013-08-13 Applied Nanotech Holdings, Inc. Additives and modifiers for solvent- and water-based metallic conductive inks
US20100028684A1 (en) * 2008-07-31 2010-02-04 Jose Mariscal Conductive multilayer stack
US8053867B2 (en) 2008-08-20 2011-11-08 Honeywell International Inc. Phosphorous-comprising dopants and methods for forming phosphorous-doped regions in semiconductor substrates using phosphorous-comprising dopants
US7951696B2 (en) 2008-09-30 2011-05-31 Honeywell International Inc. Methods for simultaneously forming N-type and P-type doped regions using non-contact printing processes
US8518170B2 (en) 2008-12-29 2013-08-27 Honeywell International Inc. Boron-comprising inks for forming boron-doped regions in semiconductor substrates using non-contact printing processes and methods for fabricating such boron-comprising inks
JP5155231B2 (ja) * 2009-03-30 2013-03-06 富士フイルム株式会社 Ｅｌ素子、導電膜形成用感光材料および導電膜
DE102009026148A1 (de) * 2009-07-10 2011-01-13 Saint-Gobain Sekurit Deutschland Gmbh & Co. Kg Elektrochrome Schichtstruktur und Verfahren zu dessen Herstellung
US8324089B2 (en) 2009-07-23 2012-12-04 Honeywell International Inc. Compositions for forming doped regions in semiconductor substrates, methods for fabricating such compositions, and methods for forming doped regions using such compositions
US8507797B2 (en) 2009-08-07 2013-08-13 Guardian Industries Corp. Large area deposition and doping of graphene, and products including the same
US10167572B2 (en) 2009-08-07 2019-01-01 Guardian Glass, LLC Large area deposition of graphene via hetero-epitaxial growth, and products including the same
US10164135B2 (en) * 2009-08-07 2018-12-25 Guardian Glass, LLC Electronic device including graphene-based layer(s), and/or method or making the same
JP5554529B2 (ja) * 2009-08-31 2014-07-23 キヤノン電子株式会社 光電変換デバイス及び太陽電池
KR101601272B1 (ko) * 2009-09-03 2016-03-08 엘지이노텍 주식회사 낮은 휨 특성을 나타내는 태양전지 후면전극 형성용 조성물
TWI416545B (zh) * 2009-09-25 2013-11-21 Innolux Corp 導電板的製作方法及其製備系統
JP5727766B2 (ja) * 2009-12-10 2015-06-03 理想科学工業株式会社 導電性エマルジョンインク及びそれを用いた導電性薄膜の形成方法
TWI573846B (zh) * 2010-03-09 2017-03-11 西瑪奈米技術以色列有限公司 形成具有燒結添加物之透明導電塗層的方法
KR101489161B1 (ko) 2010-07-30 2015-02-06 주식회사 잉크테크 투명 도전막의 제조방법 및 이에 의해 제조된 투명 도전막
KR101487342B1 (ko) * 2010-07-30 2015-01-30 주식회사 잉크테크 투명 도전막의 제조방법 및 이에 의해 제조된 투명 도전막
KR101154577B1 (ko) 2010-07-30 2012-06-08 엘지이노텍 주식회사 태양전지 및 이의 제조방법
CA2808849A1 (en) 2010-08-20 2012-02-23 Rhodia Operations Polymer compositions, polymer films, polymer gels, polymer foams, and electronic devices containing such films, gels, and foams
CN101944437B (zh) * 2010-08-31 2012-12-12 中国乐凯胶片集团公司 一种用于柔性染料敏化太阳能电池的柔性光阳极及其制备方法
WO2012061514A1 (en) * 2010-11-02 2012-05-10 Cambrios Technologies Corporation Grid and nanostructure transparent conductor for low sheet resistance applications
CN102074590B (zh) * 2010-11-11 2016-04-13 中国科学院上海硅酸盐研究所 碲化镉薄膜太阳能电池结构中的背接触电极及制备方法
TWI471072B (zh) * 2010-12-30 2015-01-21 Ind Tech Res Inst 具有導電膜層的基板組合及其製造方法
GB2505291B (en) * 2011-01-28 2015-08-12 Novalia Ltd Printed article
US20120196053A1 (en) * 2011-01-28 2012-08-02 Coull Richard Methods for creating an electrically conductive transparent structure
WO2012103285A2 (en) * 2011-01-29 2012-08-02 Pchem Associates, Inc. Methods and systems for generating a substantially transparent and conductive substrate
US8771381B2 (en) * 2011-02-15 2014-07-08 Kemet Electronics Corporation Process for producing electrolytic capacitors and capacitors made thereby
CN102173133A (zh) * 2011-02-28 2011-09-07 福耀玻璃工业集团股份有限公司 一种包含金属纳米结构导电层的复合功能夹层玻璃
GB201105025D0 (en) * 2011-03-25 2011-05-11 Peratech Ltd Electrically responsive composite material
CN102270749A (zh) * 2011-04-18 2011-12-07 电子科技大学 一种柔性发光器件用基板及其制备方法
US20140255661A1 (en) * 2011-06-10 2014-09-11 Joseph Masrud Process for producing patterned coatings
US20120319157A1 (en) * 2011-06-14 2012-12-20 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Photoelectric conversion device
US9309589B2 (en) 2011-06-21 2016-04-12 Ppg Industries Ohio, Inc. Outboard durable transparent conductive coating on aircraft canopy
US8629294B2 (en) 2011-08-25 2014-01-14 Honeywell International Inc. Borate esters, boron-comprising dopants, and methods of fabricating boron-comprising dopants
US9484123B2 (en) 2011-09-16 2016-11-01 Prc-Desoto International, Inc. Conductive sealant compositions
TWI600798B (zh) 2011-09-19 2017-10-01 西瑪奈米技術以色列有限公司 用於透明導電塗層之準備程序
JP5713856B2 (ja) * 2011-09-26 2015-05-07 株式会社東芝 光透過型金属電極、電子装置及び光学素子
CN102442788B (zh) * 2011-10-18 2014-03-12 江苏铁锚玻璃股份有限公司 一种玻璃导电加热膜及其制备方法
US8975170B2 (en) 2011-10-24 2015-03-10 Honeywell International Inc. Dopant ink compositions for forming doped regions in semiconductor substrates, and methods for fabricating dopant ink compositions
TW201325335A (zh) * 2011-10-29 2013-06-16 Cima Nanotech Israel Ltd 經圖案化基材上之導電網路
TWI584485B (zh) * 2011-10-29 2017-05-21 西瑪奈米技術以色列有限公司 於基材上對齊的網路
CN102368539A (zh) * 2011-10-30 2012-03-07 中国乐凯胶片集团公司 一种用于柔性有机太阳能电池的柔性阳极及其制备方法
US20130115720A1 (en) * 2011-11-07 2013-05-09 Arnold Allenic Surface measurement
WO2013074710A1 (en) * 2011-11-14 2013-05-23 Vorbeck Materials Graphene compositions
CN102420261A (zh) * 2011-11-30 2012-04-18 南京华伯仪器科技有限公司 太阳能电池片
US20130155001A1 (en) * 2011-12-19 2013-06-20 Esat Yilmaz Low-Resistance Electrodes
CN104114373A (zh) * 2011-12-20 2014-10-22 康涅狄格大学 通过喷墨印刷在导电织物上形成高分辨率图案及其对实际可穿戴显示器的应用
US20130157407A1 (en) * 2011-12-20 2013-06-20 Intermolecular, Inc. APPARATUS FOR INLINE PROCESSING OF Cu(In,Ga)(Se,S)2 EMPLOYING A CHALCOGEN SOLUTION COATING MECHANISM
WO2013096350A1 (en) * 2011-12-22 2013-06-27 3M Innovative Properties Company Carbon coated articles and methods for making the same
JP6212050B2 (ja) 2011-12-22 2017-10-11 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 高い光透過を備えた導電性物品
DE102012002193B4 (de) * 2012-02-07 2021-07-29 Polyic Gmbh & Co. Kg Kapazitives Sensorelement
TWI648751B (zh) * 2012-02-28 2019-01-21 以色列商客利福薄膜技術有限公司 在彈性基材上之透明導電塗層
TWI559331B (zh) * 2012-05-04 2016-11-21 宇亮光電股份有限公司 一種用於形成可撓式透明導電膜之導電材料
CN102722279A (zh) * 2012-05-09 2012-10-10 崔铮 金属网格导电层及其具备该导电层的触摸面板
CN102723126B (zh) * 2012-05-09 2015-10-21 南昌欧菲光科技有限公司 一种基于随机网格的图形化透明导电薄膜
TWM439816U (en) * 2012-05-17 2012-10-21 Star Reach Corp Display module
US9919959B2 (en) * 2012-05-31 2018-03-20 Guardian Glass, LLC Window with UV-treated low-E coating and method of making same
US20140022623A1 (en) * 2012-07-17 2014-01-23 Chih-Chien YEN Water proof display device consisting of epd and led matrix
JP6212556B2 (ja) * 2012-08-16 2017-10-11 シーマ ナノテック イスラエル リミテッド 透明な導電性コーティングを調製するためのエマルション
US20140083508A1 (en) * 2012-09-25 2014-03-27 Research Foundation Of The City University Of New York Method for forming an aluminum organic photovoltaic cell electrode and electrically conducting product thereof
EP2900409B1 (en) 2012-09-27 2019-05-22 Rhodia Operations Process for making silver nanostructures and copolymer useful in such process
US9252304B2 (en) * 2012-10-04 2016-02-02 International Business Machines Corporation Solution processing of kesterite semiconductors
US8941128B2 (en) * 2012-11-21 2015-01-27 Intel Corporation Passivation layer for flexible display
WO2014129504A1 (ja) * 2013-02-20 2014-08-28 国立大学法人東京工業大学 導電性ナノワイヤーネットワーク並びにこれを利用した導電性基板及び透明電極、並びにそれらの製造方法
WO2014128696A1 (en) * 2013-02-20 2014-08-28 Camtek Ltd. Coat-protecting defects in a wafer piece
CN103117311B (zh) * 2013-02-25 2016-04-06 中国东方电气集团有限公司 一种具有透明电极的晶硅太阳能电池
US20140256068A1 (en) * 2013-03-08 2014-09-11 Jeffrey L. Franklin Adjustable laser patterning process to form through-holes in a passivation layer for solar cell fabrication
US20150129024A1 (en) * 2013-11-13 2015-05-14 Gtat Corporation Free-Standing Metallic Article With Expansion Segment
US8916038B2 (en) 2013-03-13 2014-12-23 Gtat Corporation Free-standing metallic article for semiconductors
US8936709B2 (en) 2013-03-13 2015-01-20 Gtat Corporation Adaptable free-standing metallic article for semiconductors
US10431354B2 (en) 2013-03-15 2019-10-01 Guardian Glass, LLC Methods for direct production of graphene on dielectric substrates, and associated articles/devices
US9640698B2 (en) * 2013-03-15 2017-05-02 Banpil Photonics, Inc. Energy harvesting devices and method of fabrication thereof
US9593019B2 (en) 2013-03-15 2017-03-14 Guardian Industries Corp. Methods for low-temperature graphene precipitation onto glass, and associated articles/devices
TW201505199A (zh) * 2013-05-08 2015-02-01 Cima Nanotech Israel Ltd 製造具有背側鈍化層之光伏打電池的方法
US20150047697A1 (en) * 2013-06-28 2015-02-19 New Energy Technologies, Inc. Transparent conductive coatings for use in highly flexible organic photovoltaic films on thin flexible substrates with pressure-sensitive adhesives
EA201600246A1 (ru) * 2013-09-09 2016-07-29 Общество С Ограниченной Ответственностью "Функциональные Наносистемы" Сетчатая микро- и наноструктура и способ её получения
WO2015036959A2 (en) * 2013-09-12 2015-03-19 Cima Nanotech Israel Ltd. Process for producing a metal nanoparticle composition
CN103489504B (zh) * 2013-09-27 2016-08-31 汕头超声显示器（二厂）有限公司 一种低反射的导电层及其制作方法
KR101815277B1 (ko) 2013-11-15 2018-01-05 나노코 테크놀로지스 리미티드 구리가 풍부한 구리 인듐 (갈륨) 디셀레나이드/디설파이드 나노 입자의 제조
US11274223B2 (en) 2013-11-22 2022-03-15 C3 Nano, Inc. Transparent conductive coatings based on metal nanowires and polymer binders, solution processing thereof, and patterning approaches
DE102013114572A1 (de) 2013-12-19 2015-06-25 Leibniz-Institut Für Neue Materialien Gemeinnützige Gmbh Verfahren zur Herstellung strukturierter metallischer Beschichtungen
CN103730523B (zh) * 2014-01-06 2016-05-11 山东师范大学 一种石墨烯基碲镉汞复合薄膜材料及其制备方法
US9529240B2 (en) 2014-01-17 2016-12-27 E Ink Corporation Controlled polymeric material conductivity for use in a two-phase electrode layer
WO2015116106A1 (en) * 2014-01-30 2015-08-06 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Treating a substrate
WO2015136449A1 (en) * 2014-03-13 2015-09-17 Cima Nanotech Israel Ltd. Process for preparing conductive coatings using metal nanoparticles
KR101541517B1 (ko) * 2014-03-26 2015-08-03 부산대학교 산학협력단 단결정 구리를 이용한 나노 망사 다층 구조의 투명전극 및 그 제조방법
US11343911B1 (en) 2014-04-11 2022-05-24 C3 Nano, Inc. Formable transparent conductive films with metal nanowires
EP3134768B1 (en) * 2014-04-25 2020-08-12 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Aligned particle coating
CN104020886B (zh) * 2014-05-30 2017-09-29 南昌欧菲光科技有限公司 触摸屏
WO2015184155A1 (en) 2014-05-30 2015-12-03 University Of Connecticut Graphene/graphite polymer composite foam derived from emulsions stabilized by graphene/graphite kinetic trapping
DE102014213978A1 (de) * 2014-07-17 2016-01-21 Belectric Opv Gmbh Verfahren zur Herstellung eines organischen Halbleiterbauteils und organisches Halbleiterbauteil
GB2528476A (en) * 2014-07-23 2016-01-27 Eight19 Ltd Roll-to-roll processing of a coated web
JP2017523066A (ja) 2014-08-07 2017-08-17 サビック グローバル テクノロジーズ ベスローテン フェンノートシャップ 熱成形用途のための導電性多層シート
TWI531079B (zh) * 2014-08-12 2016-04-21 友達光電股份有限公司 太陽能電池及其製作方法
DE102014112430A1 (de) * 2014-08-29 2016-03-03 Ev Group E. Thallner Gmbh Verfahren zur Herstellung eines leitenden Mehrfachsubstratstapels
CN104465993A (zh) * 2014-10-28 2015-03-25 南昌大学 一种碳基复合透明电极及制备方法
KR101687992B1 (ko) * 2014-11-18 2016-12-20 인트리 주식회사 나노섬유 패턴을 구비한 광투과성 도전체를 제조하기 위한 포토마스크 및 그 제조방법
KR101632614B1 (ko) * 2014-12-24 2016-06-22 코닝정밀소재 주식회사 유기발광소자용 광추출 기판 제조방법, 유기발광소자용 광추출 기판 및 이를 포함하는 유기발광소자
KR102360936B1 (ko) * 2015-05-08 2022-02-10 고려대학교 산학협력단 광 구조물의 제조 방법
CN104851523B (zh) * 2015-05-21 2017-01-25 苏州大学 一种柔性透明导电膜制作方法及柔性透明导电膜
EP3307137B1 (en) * 2015-06-09 2020-07-08 Continental - Indústria Têxtil do Ave, S.A. Multifuncional textile sensor
JP2018526528A (ja) * 2015-07-16 2018-09-13 ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシー ナノ導電性粒子堆積層の光焼結及び化学焼結の組み合わせ
CN112859476B (zh) * 2015-07-23 2024-06-14 伊英克公司 用于电光介质的聚合物制剂
US10145005B2 (en) 2015-08-19 2018-12-04 Guardian Glass, LLC Techniques for low temperature direct graphene growth on glass
WO2017034870A1 (en) 2015-08-21 2017-03-02 3M Innovative Properties Company Transparent conductors including metal traces and methods of making same
EP3340315B1 (en) * 2015-08-21 2021-10-27 Sharp Kabushiki Kaisha Photoelectric conversion element
CN105185432B (zh) * 2015-10-09 2017-10-27 重庆文理学院 一种多重保护的银纳米线透明导电薄膜
EP3372400B1 (en) * 2015-11-06 2024-08-07 Lintec Corporation Film for transparent conductive layer lamination, method for producing same, and transparent conductive film
KR101813161B1 (ko) * 2016-03-11 2017-12-28 한국과학기술연구원 투광성 전자파 차폐 및 흡수 필름
TWI612477B (zh) * 2016-08-31 2018-01-21 聯相光電股份有限公司 光能電子顯示裝置
US10126656B2 (en) 2016-09-08 2018-11-13 Goodrich Corporation Apparatus and methods of electrically conductive optical semiconductor coating
US10228495B2 (en) * 2016-09-08 2019-03-12 Goodrich Corporation Apparatus and methods of electrically conductive optical semiconductor coating
KR20180032734A (ko) 2016-09-22 2018-04-02 삼성디스플레이 주식회사 커브드 액정 표시 장치의 제조 방법 및 그 제조 방법에 의하여 제조된 커브드 액정 표시 장치
KR102664438B1 (ko) 2016-09-23 2024-05-14 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치
US20190244722A1 (en) 2016-10-24 2019-08-08 Luxembourg Institute Of Sceince And Technology (List) Method For Forming An Electrically Conductive Multilayer Coating With Anti-Corrosion Properties Onto A Metallic Substrate
JPWO2018101438A1 (ja) * 2016-11-30 2019-11-07 株式会社カネカ 電極構造体、生体信号計測装置、粘着剤形成用組成物
CN106671438B (zh) * 2016-12-06 2018-12-07 北京大学 一种层层组装三维功能复合材料及其制备方法
JP6993784B2 (ja) * 2017-03-17 2022-01-14 株式会社東芝 太陽電池、多接合型太陽電池、太陽電池モジュール及び太陽光発電システム
CN107393979B (zh) * 2017-06-09 2019-07-16 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种基于超薄金属膜的透明电极及其制备方法和应用
CN107910097B (zh) * 2017-10-18 2019-09-10 苏州城邦达益材料科技有限公司 一种具有凹陷结构的透明导电电极及其制备方法
LU100768B1 (en) 2018-04-18 2019-10-22 Luxembourg Inst Science & Tech List Method for forming an electrically conductive multilayer coating with anti-corrosion properties onto a metallic substrate
WO2019209968A1 (en) 2018-04-24 2019-10-31 University Of Connecticut Flexible fabric antenna system comprising conductive polymers and method of making same
JP7143019B2 (ja) * 2018-06-06 2022-09-28 株式会社ディスコ ウェーハの加工方法
US10822270B2 (en) 2018-08-01 2020-11-03 Guardian Glass, LLC Coated article including ultra-fast laser treated silver-inclusive layer in low-emissivity thin film coating, and/or method of making the same
AU2019316496A1 (en) * 2018-08-02 2021-02-18 Axis Innovation Pty Ltd Heat generating compositions
CN109656099B (zh) * 2018-11-07 2020-07-10 深圳市华星光电半导体显示技术有限公司 减反阵列基板的制备方法及其制备的减反阵列基板
JP7120890B2 (ja) 2018-11-16 2022-08-17 田中貴金属工業株式会社 金属配線を備える導電基板及び該導電基板の製造方法、並びに金属配線形成用の金属インク
WO2020144960A1 (ja) * 2019-01-10 2020-07-16 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 メッキ用パターン版及び配線基板の製造方法
WO2020170115A1 (en) * 2019-02-21 2020-08-27 3M Innovative Properties Company Nettings
KR102240669B1 (ko) * 2019-05-08 2021-04-16 (주)플렉솔루션 유기 전기화학 트랜지스터 소자 및 그 제조방법
MA56070A (fr) * 2019-06-03 2022-04-06 Dimerond Tech Llc Cellules solaires à hétérojonction semi-conductrice à large bande interdite/graphène à haut rendement
KR102198877B1 (ko) * 2019-07-16 2021-01-05 정소영 블루 라이트 차단 필터
US11133438B2 (en) 2019-11-20 2021-09-28 Sharp Kabushiki Kaisha Light-emitting device with transparent nanoparticle electrode
KR102250850B1 (ko) * 2019-12-06 2021-05-11 주식회사 엘엠에스 필름, 전도성 필름 및 이의 용도
TWI724752B (zh) * 2020-01-16 2021-04-11 曾程予 應用具延展性的電致發光薄膜結構而製成的產品
CN118098675A (zh) * 2020-02-03 2024-05-28 日东电工株式会社 透明导电层、透明导电性片、接触式传感器、调光元件、光电转换元件、热射线控制构件、天线、电磁波屏蔽构件及图像显示装置
US11905591B2 (en) * 2020-03-16 2024-02-20 Xtpl S.A. Method of decreasing a sheet resistance of a transparent conductor and a method of forming a multilayer transparent conductor
US11294513B1 (en) * 2020-11-20 2022-04-05 Cambrios Film Solutions Corporation Transparent conductive film, manufacturing method of a transparent conductive film and touch panel
CN114121346A (zh) * 2021-11-26 2022-03-01 中南大学 一种耐腐蚀的银纳米线复合透明电极及其制备方法
KR102491964B1 (ko) * 2022-06-20 2023-01-26 주식회사 도프 전도성 금속입자 에멀젼 액적의 커피링 현상을 이용하여 제조된 전도성 필름

Family Cites Families (45)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IL106958A (en) 1993-09-09 1996-06-18 Ultrafine Techn Ltd Method of producing high-purity ultra-fine metal powder
JP3563236B2 (ja) * 1996-09-26 2004-09-08 触媒化成工業株式会社 透明導電性被膜形成用塗布液、透明導電性被膜付基材およびその製造方法、表示装置
WO1998054767A1 (de) 1997-05-31 1998-12-03 Robert Bosch Gmbh Leitfähiges schichtsystem und dessen verwendung in elektrolumineszierenden anordnungen
KR100472496B1 (ko) 1997-07-23 2005-05-16 삼성에스디아이 주식회사 투명도전성조성물,이로부터형성된투명도전막및그제조방법
TW505685B (en) 1997-09-05 2002-10-11 Mitsubishi Materials Corp Transparent conductive film and composition for forming same
JP3824289B2 (ja) * 1998-09-11 2006-09-20 Ｈｏｙａ株式会社 透明導電性薄膜
JP4397451B2 (ja) 1999-03-30 2010-01-13 Ｈｏｙａ株式会社 透明導電性薄膜及びその製造方法
CN1214469C (zh) 2000-04-06 2005-08-10 阿克佐诺贝尔股份有限公司 制造光伏箔的方法
AT410729B (de) 2000-04-27 2003-07-25 Qsel Quantum Solar Energy Linz Photovoltaische zelle mit einer photoaktiven schicht aus zwei molekularen organischen komponenten
US7022910B2 (en) 2002-03-29 2006-04-04 Konarka Technologies, Inc. Photovoltaic cells utilizing mesh electrodes
AT411306B (de) 2000-04-27 2003-11-25 Qsel Quantum Solar Energy Linz Photovoltaische zelle mit einer photoaktiven schicht aus zwei molekularen organischen komponenten
JP2002131531A (ja) 2000-10-25 2002-05-09 Sumitomo Metal Mining Co Ltd 熱線反射性透明基材とその製造方法および熱線反射性透明基材が適用された表示装置
NZ513637A (en) 2001-08-20 2004-02-27 Canterprise Ltd Nanoscale electronic devices & fabrication methods
US7777303B2 (en) 2002-03-19 2010-08-17 The Regents Of The University Of California Semiconductor-nanocrystal/conjugated polymer thin films
CN1643629A (zh) * 2002-01-25 2005-07-20 科纳卡科技有限公司 光电池结构和材料
US7601406B2 (en) 2002-06-13 2009-10-13 Cima Nanotech Israel Ltd. Nano-powder-based coating and ink compositions
CN1322075C (zh) * 2002-06-13 2007-06-20 耐诺泡德斯工业有限公司 导电的透明纳米涂层与纳米油墨的制造方法以及该方法制得的纳米粉末涂层和油墨
US7566360B2 (en) * 2002-06-13 2009-07-28 Cima Nanotech Israel Ltd. Nano-powder-based coating and ink compositions
IL150325A (en) 2002-06-19 2010-12-30 Cima Nanotech Israel Ltd Method for the production of highly pure metallic nano-powders and nano-powders produced thereby
US7361413B2 (en) 2002-07-29 2008-04-22 Lumimove, Inc. Electroluminescent device and methods for its production and use
US7118836B2 (en) * 2002-08-22 2006-10-10 Agfa Gevaert Process for preparing a substantially transparent conductive layer configuration
JP3988935B2 (ja) 2002-11-25 2007-10-10 富士フイルム株式会社 網目状導電体及びその製造方法並びに用途
AU2003296368A1 (en) 2002-12-06 2004-06-30 Arthur, David J Optically transparent nanostructured electrical conductors
US7001669B2 (en) 2002-12-23 2006-02-21 The Administration Of The Tulane Educational Fund Process for the preparation of metal-containing nanostructured films
JP4983021B2 (ja) 2003-09-08 2012-07-25 住友金属鉱山株式会社 透明導電積層体とそれを用いた有機ｅｌ素子、及びそれらの製造方法
JP4344589B2 (ja) * 2003-11-11 2009-10-14 富士通株式会社 導電性樹脂組成物、導電性樹脂膜、電子装置の製造方法
US7351607B2 (en) 2003-12-11 2008-04-01 Georgia Tech Research Corporation Large scale patterned growth of aligned one-dimensional nanostructures
US20060062983A1 (en) * 2004-09-17 2006-03-23 Irvin Glen C Jr Coatable conductive polyethylenedioxythiophene with carbon nanotubes
JP4380487B2 (ja) 2004-09-28 2009-12-09 住友金属工業株式会社 マルテンサイト系ステンレス鋼管の製造方法
JP2006127929A (ja) * 2004-10-29 2006-05-18 Mitsubishi Chemicals Corp 透明導電膜付き基板、塗布液及びその製造方法
WO2007061428A2 (en) * 2004-12-27 2007-05-31 The Regents Of The University Of California Components and devices formed using nanoscale materials and methods of production
US20070186971A1 (en) * 2005-01-20 2007-08-16 Nanosolar, Inc. High-efficiency solar cell with insulated vias
US8711063B2 (en) 2005-03-11 2014-04-29 The Invention Science Fund I, Llc Self assembly of elements for displays
US8105472B2 (en) 2005-06-10 2012-01-31 Cima Nanotech Israel Ltd. Enhanced transparent conductive coatings and methods for making them
KR101223718B1 (ko) 2005-06-18 2013-01-18 삼성디스플레이 주식회사 나노 도전성 막의 패터닝 방법
JP2007019069A (ja) 2005-07-05 2007-01-25 Toyo Aluminium Kk ペースト組成物およびそれを用いた太陽電池素子
TWI322919B (en) 2005-07-22 2010-04-01 Ind Tech Res Inst Transparent conductive film and fabrication method thereof
JP2007048564A (ja) 2005-08-09 2007-02-22 Fujikura Ltd 透明導電膜付き基材の製造方法
EP1962348B1 (en) 2005-08-12 2013-03-06 Cambrios Technologies Corporation Nanowires-based transparent conductors
US7791700B2 (en) 2005-09-16 2010-09-07 Kent Displays Incorporated Liquid crystal display on a printed circuit board
JPWO2007043569A1 (ja) * 2005-10-14 2009-04-16 国立大学法人京都大学 透明導電性膜およびその製造方法
US7800117B2 (en) 2005-12-28 2010-09-21 Group Iv Semiconductor, Inc. Pixel structure for a solid state light emitting device
JP5409369B2 (ja) 2006-10-12 2014-02-05 カンブリオス テクノロジーズ コーポレイション ナノワイヤベースの透明導電体およびその適用
CN101755493A (zh) 2007-07-19 2010-06-23 拜尔材料科学股份公司 在表面上制备精细导电结构的方法
JP2011513890A (ja) 2007-12-20 2011-04-28 シーマ ナノ テック イスラエル リミティド 微細構造化材料及びその製造方法

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11987713B2 (en) 2012-06-22 2024-05-21 C3 Nano, Inc. Metal nanostructured networks and transparent conductive material
US11968787B2 (en) 2012-06-22 2024-04-23 C3 Nano, Inc. Metal nanowire networks and transparent conductive material
WO2013192437A3 (en) * 2012-06-22 2014-03-13 C3Nano Inc. Metal nanostructured networks and transparent conductive material
US10781324B2 (en) 2012-06-22 2020-09-22 C3Nano Inc. Metal nanostructured networks and transparent conductive material
US10029916B2 (en) 2012-06-22 2018-07-24 C3Nano Inc. Metal nanowire networks and transparent conductive material
US9920207B2 (en) 2012-06-22 2018-03-20 C3Nano Inc. Metal nanostructured networks and transparent conductive material
US10020807B2 (en) 2013-02-26 2018-07-10 C3Nano Inc. Fused metal nanostructured networks, fusing solutions with reducing agents and methods for forming metal networks
WO2015122581A1 (ko) * 2014-02-13 2015-08-20 인천대학교 산학협력단 고효율 광전소자 및 그 제조방법
US10566475B2 (en) 2014-02-13 2020-02-18 Icheon University Industry Academic Cooperation Foundation High-efficiency photoelectric element and method for manufacturing same
KR101441607B1 (ko) * 2014-02-13 2014-09-24 인천대학교 산학협력단 고효율 광전소자 및 그 제조방법
KR101508144B1 (ko) * 2014-06-17 2015-04-08 전자부품연구원 기능화된 그래핀 기반 발열기판
US9183968B1 (en) 2014-07-31 2015-11-10 C3Nano Inc. Metal nanowire inks for the formation of transparent conductive films with fused networks
US10100213B2 (en) 2014-07-31 2018-10-16 C3Nano Inc. Metal nanowire inks for the formation of transparent conductive films with fused networks
US9150746B1 (en) 2014-07-31 2015-10-06 C3Nano Inc. Metal nanowire inks for the formation of transparent conductive films with fused networks

Also Published As

Publication number Publication date
KR20150103309A (ko) 2015-09-09
TWI438906B (zh) 2014-05-21
WO2009085224A3 (en) 2009-09-17
KR20160010646A (ko) 2016-01-27
KR101234881B1 (ko) 2013-02-20
TWI462119B (zh) 2014-11-21
EP2232571A2 (en) 2010-09-29
US8795462B2 (en) 2014-08-05
JP2011508424A (ja) 2011-03-10
TW200939494A (en) 2009-09-16
EP2240286A4 (en) 2014-05-21
JP2014225459A (ja) 2014-12-04
US20140306263A1 (en) 2014-10-16
EP2240286A1 (en) 2010-10-20
JP5937300B2 (ja) 2016-06-22
CN101945710A (zh) 2011-01-12
US8633474B2 (en) 2014-01-21
KR101586619B1 (ko) 2016-01-21
JP2011515003A (ja) 2011-05-12
CN101952973B (zh) 2012-09-26
US20110175065A1 (en) 2011-07-21
WO2009086161A1 (en) 2009-07-09
JP5302332B2 (ja) 2013-10-02
US20110273085A1 (en) 2011-11-10
TW200935452A (en) 2009-08-16
KR20100114040A (ko) 2010-10-22
CN101952973A (zh) 2011-01-19
KR101586506B1 (ko) 2016-01-18
WO2009085224A2 (en) 2009-07-09
CN101945710B (zh) 2014-03-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101234881B1 (ko) 나노입자로 형성된 투명한 전극을 갖는 광전지 소자
Azani et al. Benefits, problems, and solutions of silver nanowire transparent conductive electrodes in indium tin oxide (ITO)‐free flexible solar cells
US7749794B2 (en) Method of preparing electrode
US9185798B2 (en) Device components with surface-embedded additives and related manufacturing methods
EP1902476B1 (en) Method of transferring photovoltaic cells
Khang Recent progress in Si-PEDOT: PSS inorganic–organic hybrid solar cells
TW200810136A (en) Photovoltaic device with nanostructured layers
CN106663703B (zh) 柔性衬底材料和制造电子薄膜器件的方法
JP2002531958A (ja) 有機太陽電池あるいは発光ダイオード
CN101411001A (zh) 纳米颗粒敏化的纳米结构的太阳能电池
JP2009502028A (ja) 安定な有機装置
US20070084506A1 (en) Diffraction foils
Mostaque et al. Solution-processed photodetectors
KR20130120736A (ko) 태양광 발전장치 및 이의 제조방법
WO2015088312A1 (en) A method for fabricating a thin-film solar cell having nanostructures incorporated onto an absorber layer and a conductor layer

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160114

Year of fee payment: 6

LAPS Lapse due to unpaid annual fee