TW200807731A

TW200807731A - Method and structure for thin film photovoltaic materials using semiconductor materials

Info

Publication number: TW200807731A
Application number: TW96117200A
Authority: TW
Inventors: Howard W H Lee
Original assignee: Stion Corp
Priority date: 2006-05-15
Filing date: 2007-05-15
Publication date: 2008-02-01
Also published as: CN101400512B; CN101400512A; TWI431784B

Description

200807731 九、發明說明：【發明所屬之技術領域】本發明大致上關於光伏材料。更詳細言之，本發明係 m種使用包括帛IV族材料（例如石夕、錯）和金屬氧化物（例如氧化銅及類似者）之薄膜製程製造光伏材料的方法：結構。僅供舉例’本案方法與結構已使用奈米結構配置實施，但將認知到本發明可具有其他配置。【先前技術】打從開天闢地以來，人類一直耗費極大努力尋找利用能源的方式。能源有諸如石化、水力發電、核㊣、風力、生^能、太陽能的形式、以及更原始的形<，例如木材與煤炭。過去一個世紀以來’現代文明已經倚賴石化能源作為重要來源。石化能源包括瓦斯及油類。瓦斯包括較輕的形式，例如丁烷與丙烷，通常用於暖化住家及用作烹煮燃料。瓦斯亦包括汽油、柴油和喷射機燃料，通常用於運輸目的在些地方，較重形式的石油化學品亦可用於暖化住豕可丨日的疋，石化能源是有限的且取決於行星地球上可取得的量而為基本上固定的。此外，隨著越多人類開始駕車並使用石油化學品，石油化學品變成相當稀有的^ 源’其隨著時間演進終將耗盡。近來，所期望的是潔淨的能量來源。潔淨能量來源的個例子疋水力發電能源。水力發電能源係衍生自已經由大水壩如位於内華達州的胡佛水壩蓄藏的水的力量所驅動的發電機。所生成的電力係用於提供加州洛杉磯市大部分 5 200807731 :區：力。其他種類的潔淨能源包括太陽能。太陽能的明石、、、田郎可於本案背景且更尤其是下文中找到。太陽能係大致上將來自太陽的電磁輻射轉換成其他有用的也源形式。該等其他形式的能源包括熱能及電力。就 = ==，經常使用到太陽能電池。雖然太陽能係潔到某種程度的成功’但在其變成全世界廣泛使用之則仍有許多限制。作為一例子，一由半導轉#把Β ^ 劳％也係使用將二成的結晶材料。該等結晶材料包括將…田射轉換成電流的光二極體元件本很:且很難大規模製造。此外，由該類結晶材= ==轉換效率很低。其他種類的太陽能電池使用 :膜效:::膜技術製造太陽能電池存在類似的= >率、.二系很差。此外，膜的可靠度經期用於習用之環境應用。、，不能長可在本案說明書通篇且… 的这些及其他限制曰遇扁且更尤其是下文中找到。從上文可看出所期待的是術及所得元件。材科之改良技【發明内容】根據本發明，提供關於光伏材料本發明係提供-種使用包括…材料（例如::：、，砍-錯合金）和金屬蒼於私、者製程製造光伏材料的方法鱼=氧化銅及類似者）之薄膜結構已使用奈米結構。僅供舉例，本案方法與 -只轭，但將認知到本發明可具有 6 200807731 其他配置。在一特定具體實例由 ,_ v 、，本叙明係提供一種光伏奈米趨合奈米結構化材料，例+ 米柱、奈米棒、奈米管、=拉二子點、量子線、奈多孔材料。在一特：米殼、奈米帶、奈米 '结構化材料及第二奈；：:二該材料係包括第-奈米 > 丁、水結構化材料。「第一」盥「繁一奈米結構化材料盘第二大圖限制。互混區係由第-體實例中，「互1、「一構化材料提供。在一特定具 -士此」—詞應以其平常意義解釋而不；*解第二奈米結構電子親和力與弟二游離電勢代表電子親和力# , 根據一較佳具體實例，第- 第-、n 於弟二電子親和力且第一游離電勢俜小於弟—游離電勢。在離电另係小於巧、於第-游離電勢。节材列中’第二電子親和力係至約7。電勢彻亦具有針對包含於約4()0nm 中至少構化材料與第二奈米結構化材料當有或兩者的特徵。複合= 定具體實例中，本發明係提供一種光伏奈米了十例如奈米顆粒、量+ 旦米棒、奈米管、旦 ””里子線、奈米柱、奈在-特定且|^里奈米殼、奈米帶、奈米多孔材料。及第二夺=貫例中，該材料係包括第一奈米結構化材料代表第二：構化材料。第-電子親和力與第-游離電勢 -卡結構化材料的特徵。第二電子親和力與第二 7 200807731 游離電勢代表第二奈米結構化實例中，第-游離電勢係小…特徵。在一較佳具體和力係小於第二電子親m離電勢且第-電子親電子親和力係小於第一游離電勢：具體實例中，第二至約则細範圍内之波長的光至少1(P於約彻⑽ 數係代表第-奈米結構化材料愈第_i:m·之光學吸收係至少-者或兩者的特徵。示米結構化材料當中在再另一具體實例中，合材料，例如奈米顆粒二㈣提供一種光伏奈米複該材料係包括第—奈米：H “孔材料。及第三奈米結構化材料了在二、第二奈米結構化材料由第一奈米社構又土具體實例中，互混區係結構化材料電構化材料及第三奈米一奈米結構化材料的特徵 =㈣電勢代表第勢代表第二夺f弟—電子親和力與第二游離電三游離電勢=第1料的特徵。第三電子親和力與第和力係小於第二電子親和力，m材抖的特徵。第-電子親電子親和力。第f 弟一電子親和力係小於第三離電勢係小於第3電Γ小於第二游離電勢’第二游游離電勢。針二二：離電勢。第三電子親和力係小於第- 長的光至彡10Λ3於約400 nm至約700 範圍内之波材料、第二之光吸收係數係代表第-奈米結構化少一者、、:構化材料及第三奈米結構化材料當中至或王體三者的特徵 8 200807731 在再另一特定具體實例中，本發明係提风1、一種光伏米複合材料，例如奈米顆粒、量子點、晋早 /、里丁琛、奈米桎、奈米棒、奈米管、量子井、奈米殼、奈米帶、奈米多子料。根據一特定具體實例，電子傳輸/電洞阻隔材料二奈米結構化材料的一側上。電洞傳輸/電子阻隔材料係置於邊奈米結構化材料相反於電子傳輸/電洞阻隔材料之側上； :互混區係由該奈米結構化材料與電子傳輸/電洞阻隔材料提供。-互混區係由該奈米結構化材料與電洞傳輸/電子阻隔材料提供。纟—較具體實例中，藉由奈米結構化材料之光吸收所生成的帶負電載子係優先分離至電子傳輸/電洞阻隔材料内°纟—特定具體實例中，藉由奈米結構化材料之光吸收所生成的帶正電載子係優先分離至電洞傳輸/電子阻隔材料内。根據—特定具體實例，該奈米結構化材料係具有針對包含於約锡nm至約· nm範圍内之波長的光至少103 CHT1之光吸收係數。在再另-特定具體實財，本發明係提供一種光伏夺米複讓，例如奈米顆粒、量子點、量子線、奈米柱、奈米棒、奈米管、番工也 . 1子井、示米设、奈米帶、奈米多孔材 ’。根據一特定具體實例，電子傳輸/電洞阻隔材料係置於 :米結構化材料的-側上。互混區係由該奈米結構化材料 P子傳輸/電_隔材料提供。在—料具體實例中，藉米、°構化材料之光吸收所生成的帶負電載子係優先分 1至電子傳輸/電洞阻隔材料内。根據-敎具體實例，該示米結構化材料你示具有針對包含於約400 nm至約700 nm 9 200807731 乾圍内之波長的光至少1〇3 em.丨之光吸收係數。 ―在再另一特定具體實例中，本發明係提供一種光伏奈米複合材料，例如奈米顆粒、量子點、量子線、奈米杈: :米棒、奈米管、量子井、奈米殼、奈米帶、奈米多孔材、/根據特定具體實例，電洞傳輸/電子阻隔材料係置於奈米結構化材料的一侧上。互混區係由該奈米結構化材料 ” I洞傳輸/電子阻隔材料提供。在—特定具體實例中，藉由奈米結構化材料之光吸收所生成的帶正電載子係優先^ 碓至電洞傳輸/電子阻隔材料内。根據一特定具體實例，該奈米結構化材料係具有針對包含於約彻run至約700 nm 範圍内之波長的光至少1G3em、光吸收係數。 a更進-步的是，本發明係提供一種光伏元件。在一特疋具體實例中，本案元件侈且右太” 千係/、有電子集電極；電洞集電極；二米、’、。構化材料’其置於該電子集電極與電洞集電極之 =。該奈米結構化材料具有第一奈米結構化材料及第二奈木結構化材料。互混區待係由^亥第一奈米結構化材料與第二示米結構化材料提供。第一雷# 卷予親和力與弟一游離電勢代 ϋ奈米結構化材料的特徵。第二電子親和力與第二游離電勢代表第二奈米結構化材 ^ 苒化材枓的特徵。在一較佳具體實中，第一電子親和力係小於第— K弟一電子親和力且第一游離 :係小於第二游離電勢，而且第二電子親和力係小於第 2離電勢。針對包含於約_nm至約· _範圍内之化先及收係數係代表第一奈米結構化材料與第二奈米結構匕材科當中至少一者或兩者的特 10 200807731 徵0 —更，一步的是，本發明係提供一種光伏元件。在一特疋具體貫例中’本案元株在个系凡件係具有電子集電極；電洞集電極；不米〜構化材料’其置於該電子集電極與電洞集電極之 Z。該奈米結構化材料具有第-奈米結構化材料及第二奈米結構化材料。互混γ# &係由該第一奈米結構化材料與第二 =結構化材料提供。第-電子親和力與第-游離電勢代二第不米、”。構化材料的特徵。第二電子親和力與第二游電勢：表第二奈米結構化材料的特徵。在-較佳具體實中帛電子親和力係小於第二電子親和力，且第一游 :電勢係小於第二游離電勢。在一特定具體實例中，第二黾子親和力係小於篦一、、沒胁 ^ 射離電勢。根據一特定具體實例，子傳輸/电洞阻Ρ网材料係置於該電子集電極與奈米結構化料之間t /同傳輸/電子阻隔材料係置於電洞集電極與奈米結構化材料之間。在一 ,^ 特疋具體貫例中，藉由奈米結構 2材料之光吸㈣生成”負電载子錢先分離至電子傳 = 電洞阻隔材料内。在—特定具體實例中，藉由奈米結構 : 材料之光吸收所生成的帶正電載子係優先分離至電洞傳 2子阻隔材^針對包含於約彻nm至約扇= 圍内之波長的# $ φ 〆10 cm·之光吸收係數係代表第一夺〜。構化材料與第二奈米結構化材料#中的特徵。有次兩者

、更進-步的是，本發明係提供一種光伏元件。在 U Λ例中’本案70件係具有電子集電極；電洞集電極I 200807731 構化材料，其置於該電子集電極與電洞集電極之間。該奈米結構化材料具有第一奈米結構化材料及第二奈米、、“冓化材料。互混區係由該第_奈米結構化材料盥第二奈：結構化材料提供。第-電子親和力與第-游離電勢代 $弟-奈米結構化材料的特徵。第二電子親和力與第二游妈電勢：表第一奈米結構化材料的特徵。在一較佳具體實例中，第-電子親和力係小於第二電子親和力離電勢係小於第二游離雷執,奸離符離電勢。在一特定具體實例中，第二電子親和力係小於第-游離電勢。根據-特定具體實例，電 :傳輸/電洞阻隔材料係置於該電子集電極與奈米結構化材斗]纟#疋具體貫例中，藉由奈米結構化材料之光吸收所生成的帶負電载子係優先分離至電子傳輸/電洞阻隔材料内。針對包含於的、、'、 nm至約7〇〇 nm範圍内之波長的光Ϊ少1〇3⑽·1之光吸收係數係代表第-奈米結構化材枓與弟—奈米結構化材料當中至少—者或兩者的特徵。更2 v的疋，本發明係提供—種光伏元件。在一特定具體實例中，本案元件係呈右干你，、有電子集電極；電洞集電極； -奈米結構化材料，其置於該電子集電極與電洞集電極之間。该奈米結構化材料具有—第—奈米結構化材料及一第一奈米結構化材料。一互、、g » 互此£係由該第一奈米結構化材料 :第二奈米結構化材料提供。第—電子親和力與第一游離電勢代表第-奈米結構化材料的特徵。第二電子親和力盘第二：離電勢：表第二奈米結構化材料的特徵。在一較佳具體貫例中，第一電子电于親和力係小於第二電子親和力且第 12 200807731 游離电勢係小於第二游第二電子親和力係…_ “疋具體貫例中，例，電洞傳輸/電子阻材勢。根據-特定具體實構化材料之間。在二於該電洞集電極與奈米結料之光吸收所生成… 貫例中’藉由奈米結構化材子阻隔材料內正電載子係優先分離至電洞傳輸/電科内。針對包含於約之波長的光至少1〇3」 nm至約700⑽範圍内構化材料血第-大半Γ塞之光吸收係數係代表第一奈米結徵。弟―奈未結構化材料當中至少—者或兩者的特 :進一步的是，本發明係提供一種光伏元件如::::電ir洞^ 量子井、奈米殼、== 體實例，電子傳輸/電洞 ^ _ 特疋具米結構化材料之間。電、、n傳；置於§亥電子集電極與奈 …結構化材=:生:一特定具體實例中，藉離$+u蠡认收所生成的帶負電载子係優先分隹=子傳輸/電洞阻隔材料内。在一特定具體實例中，藉不米、’Ό構化材料之光吸收所生成的帶正 ::電洞傳輸/電子阻隔材料内。根據-特定具體實：： y結構化材料係具有針對包含於約_⑽至約_ nm 耗圍内之波長的光至少lQ3em_^光吸收係數。在，另-具體實例中，本發明係提供一種光伏元件，歹1如太陽能電池。該元件具有奈米結構化材料，其置於電 13 200807731 …子：集電極之間。電子傳輸/電洞阻隔材料係置於该电子集電極與奈米結構化材料之間例中，藉由奈米結構化材料之光吸收所u ρ μ體貝係優先分離至電子傳輸/電=之先及收所生成的帶負電载子电亍得翰/電洞阻隔材料内。在一特定且 :中’該奈，結構化材料係具有針對包含於約彻⑽二約7〇〇nm範圍内之波長的光至少ι〇3·4光吸收係數。肖疋具體實例中，本發明係提供-種光伏元件，二：2 一Ϊ米結構化材料，其置於電子集電極與電洞 :: …電洞傳輸/電子阻隔材料係置於該電洞集電極姜I示米結構匕姑粗夕門 ,

Mm 在—特定具體實例中，藉由奈米 ° #之光吸收所生成的帶正電載子係I先分離至電電子阻隔材料内。在—料具體實例中，該奈米結、才枓係具有針對包含於約4〇〇nm至約700 nm範圍内之波長的光至少l〇3cm-l之光吸收係數。在再又一具體實例中，纟發明係、提供一種光伏元件，例如太陽能電池。該元件具有基材，其具有基材表面區域。 Λ兀件具有多個奈米結構’其覆於該表面區域上方。該多個奈米，構具有範圍從約—奈米至約2⑽奈米之形態尺寸。形態尺寸代表該多個奈米結構當中二或多者之間的距離特徵。該多個奈米結構當中二或多者具有範圍從約25 至約500奈米的高度。半導體材料係覆於該多個奈米結構之表面區域上方且實質上填滿該多個奈米結構當中二或多者之間的距離，以形成一層半導體材料。該元件係具有由 4層半導體材料所形成的半導體材料表面區域並具有計自 14 200807731 該多個奈米結構當中一或多者的高度之分隔距離，以實質上覆蓋該多個奈米結構。該元件具有範圍從約5〇奈米至約2000奈米的厚度，該厚度係代表包括多個奈米2構與半導體材料之夾心式結構的特徵。在一替代特定具體實例中，本發明係提供一種用於形 &包含例如尤其是奈米顆粒、量子點、量子線、奈米柱；奈米棒、奈米管、量子井、奈米殼、奈米帶、奈米多孔材料之光伏奈米複合材料的方法。該方法係包括提供第一奈米結構化材料’其上具有多個第一奈米結構。該方法包：使多個第-奈米結構經受具有具流體特徵之多個第二太米結構的流體，以致使形成由該多個第一奈米結構及該I體所形成之弟二奈米結構化材料提供的互混區 ::徵為該多個第-奈米結構和第二奈米結構化材料二 I:觸：Π法包括使用—或多個製程處理包括該互混區表第—奈米結構化材料卡結構化材料’以提供代電勢，特徵以及代表第二太乎f見和力與第—游離親和力與第二游離電勢特：：構化材料特徵的第二電子電子親和力係小於第在一特定具體實例令，第一第二游離電勢。在—特4親和力且第一游離電勢係小於小於第-游離電勢。針二、入體實例中，第二電子親和力係圍内之波長的光至少、103 約400 nm至約700咖範奈米結構化材料鱼第_太cnrl之光吸收係數，其代表第一者的特徵。/、—不、米結構化材料當中至少一者或兩 15 200807731 曰代具體實例中入不"愈明係提供一種用於报占勹丨一里于點里子線、奈米桎、太丰谈太米管、量子井、奈米殼、奈米帶、夺米多孔二… 米複合材料的方法。在—特定且體孔材料之光伏奈提供透明基材構件，並且有一：面；：本發明係包括覆於該表面：該方法包括形成面&域上方之透明電極構覆於該透明電極構件上方之第一奈米結;=包= 第-奈米結構化材料具有位於其上之多個弟不水結構以及第一奈米結構該方法亦自Μ Up 〗了十之弟—表面區域。吏弟示米結構化材料之第—# & r· ^ 一或多插且古目★ 弟表面區域經受種八有/、k體特徵之多個第二奈致佶形A、丄》A , 丨、0傅的成體，以欠使开V成由②多個第—奈米結構之笛-* , , · 凡夕種流體所形成 —示米…構化材料提供的互混區為該多個第一夺乎έ士播4 ^ ^ 皁使互k區的特徵觸。在一特定呈酽者/, + 稱化材枓有貫質接程處理乂 :；方法亦包括使用-或多個製狂理包括泫互混區第一太衣 m ^ ^ 弟不未、、、口構化材料與第二奈米社子親和二：：：代表第一奈米結構化材料特徵的第；特徵的第以及代表第二奈米結構化材料勺弟一電子親和力與第二游離電勢例中，箆一浓赫伞劫Y 平乂 1主具體貫 #奴“勢係小於第二游離電勢且第力係小於第-雷不如！子親和彳於弟一電子親和力。在一較佳具體實例子親和力係小於第一游 —電

—大弟射離電勢。在—較佳具體實例中，M 示未結構化材料與第二奈米結構化材料當中至少— 各者的特徵為針對包含於約400 nm 或王刃700 nm範圍内之 16 200807731 波：的光至少103Cm-丨之光吸收係數。該方法包括形成覆於第二奈米結構化材料上方之電極。視特定具體實例而定，亦可包括該等特徵之一或多者。本案技術提供一種依據以奈米科技為基叙習用技術的簡易使用製程。根據-特定具體實例，該類以奈米科技為基礎的材料及方法帶來較高的轉換效率及經改良之加工。在 -些具體實例中，該方法可提供將陽光轉成電力的較高轉換效率。視具體實例而定，根據本發明所得之太陽能電池的^率可為約百分之1()或百分之2()或更高。此外，該方法提i、一種相容於習用製程技術而毋需實質變更習用設備與製程的方法。在_拉$ 雜在特疋具體貫例中，本案方法與結構亦可使用大規模製造技術提供，其降低和光伏元件之製造有關的成本。在另一特定具體實例中，本案方法與結構亦可 :用：溶液為主之加工提供。視具體實例而定，可達成該 :好处的—或多者。該等及其他好處將於本案說明書通篇且尤其於下文中加以說明。本發明的各種附加目標、特徵及優點可參照以下詳細說明與附圖來更完整地體會。【實施方式】 A、，根：本發明之具體實例，提供有關光伏材料的技術。羊"之本發明係提供一種使用包括第IV族材料（例如矽、鍺、矽-接人A、、σ金）、金屬氧化物、和金屬硫化物之薄膜製程製造光伏ϋ社域材枓的方法與結構。僅供舉例，本案方法契、、、口構已使用本丰 /、、、、°構化开> 態實行，但將認知到本發明可 17 200807731 具有其他形態。本發明具體實例的進—步細節可在本案說明書通篇且更尤其是下文中找到。第1圖係例示根據本發明一具體實例之用於光伏元件的奈米結構化材料的簡圖100。此圖僅為一個例子，其不 j過度地限制本案中請專利範圍之範圍。具本領域一般技能之人士將認知其他變化、修飾及替代選擇。所顯示的是由包：例如奈米顆粒、量子點、量子線、奈米柱、奈米棒、奈米管、量子井、m、奈米帶、奈米多孔材料之奈米複合奈米結構化材料製成的光伏元件。在一特定具體實例 =’該元件包括基材構件101。基材構件係包括上覆表面區域。在—特定具體實例中，基材構件可為絕緣體、導體 f半導體，包括該等的任何組合及類似者。在—特定具體實例中，絕緣體可為玻璃、石英、塑膠、陶究或其他種類 :均質及/或複合及/或疊層材料。在一特定具體實例中， —可為金屬金屬合金或該等的任何組合及類似者。戋者’、基材構件可為半導體材料，例如碎、梦·鍺合金、第Ιιυν 族或第卿族材料、以及類似者。當然，可以有其他變化、修飾及替代選擇。在一特定具體實例中，該光伏元件包括覆蓋於基材構兩之表面區域上方的電極結構。在一特定具體實例中，該 :極結構可由適宜的材料或材料組合製成。適宜材料可： i屬、有機材料、或該等的組合、以及類似者。視具體實 /而疋，電極層可為透光或遮光材料或反光材料。當然，、可以有其他變化、修飾及替代選擇。 18 200807731 在一特定具體實例中，金屬可為鉬、鎢、金、銀銘、銘、把、銘、其他適宜金屬，包括組合（例如；及多層結構、以及類似者。或者，電極層可為以碳為：物種例如石墨，或聚合物物種。在—特定具體t _ I、可將金屬包入障壁金屬層或其他可具有較低電阻率且亦口防止任何金屬物種任意擴散而導致可靠性不^及/或操Z 障的適宜層之間。就透明電極層而言，電極材料可為金氣化物’例如氧化銦錫（通常稱# IT〇)、摻雜銘的卜辞、摻雜氟的氧化錫、該等的任何組合、以及其他定具體實例而定。在-特定具體實例中，電極結構可導電並具有小於所欲量之電阻率’根據-特定具體實例，其通 “、於約0.01歐姆-公分或不大於約ι〇〇歐姆-公分。當然，可以有其他變化、修飾及替代選擇。田…、在一特定具體實例中，光伏元件包括第一奈米結構化材料一1〇5，其係覆於電極構件之表面區域上方。在-較佳、體貝例+帛I米結構化材料係物理暨電性搞合並連接至電極構件的表面區域。根據一特定具體實例，該元件亦包括第二奈米結構化材料1〇7，其覆於第一奈米結構化 ^抖上方。在一特定具體實例中，第-奈米結構化材料與弟二奈米結構化材料形成互混區，其已於本案說明書通篇 ^更尤其是下文中說明。根據一特定具體實例，第二奈米、-口構化材料具有平面& 面的表面區域。視具體實例而定，第一二米結構化材料與第二奈米結構化材料包含多個奈米結 4夕個奈米結構係選自於奈米顆粒、量子點、量子線、 19 200807731 奈米柱、奈米棒、奈米管、旦里子井、奈米殼、奈米帶、夺米多孔材料’該等的任何紐人 ,、 5以及類似者。當然，可以有其他變化、修飾及替代選擇。在一特定具體實例中，久太虫示未、、、口構化材料係由適宜的複合物、均質材料或異質材料 6 貝何枓，包括疊層材料、分級材料、以及類似相製成。在-特定具體實财，第-奈米結構化材料與弟二奈米結構化材料包含半導體材料，例如第iv 族（例如石夕、石夕-鍺合金，鍺）笛轉）、第II/VI族、第ιπ/v族、該等的組合、以及類似者。葙與視具體貝例而定，半導體材料可為無機半導體或有機半導<士斗土风干蜍體材枓。在其他具體實例中，該等奈米結構化材料當中的_或二者可由金屬氧化物物種製成。作為一例子，用於第-奈米結構材料之金屬氧化物可為CuO、Cu2〇、Fe0、Fe2〇3、該等的組合、以及類似者。在另-具體貫例中，第-奈米結構材料可為金屬硫化物物種。僅為舉例，金屬硫化物物種可包括Fe^、Sns、組合、以及類似者。在再一替代具體實例中，第一奈米結構材料可包含第IV族半導體材料。其一例可為金屬矽化物物種，例如FeSi2及類似者。當然，可以有其他變化、替代選擇及修飾。在一特定具體實例中，第二奈米結構化材料包含金屬氧化物，例如 Zn0、Ti〇2、Sn〇2、w〇3、Fe2〇3。在一替代具體實例中，第二奈米結構化材料可包含金屬硫化物，例如SnS2、ZnS。在其他具體實例中，第一奈米結構化材料可選自於 Si、Ge、ZnO、Ti02、Sn02、W03、CuO、Cu2〇、 20 200807731 〇 Fe2〇3、Fes〇4、包括組合、以及類似者。在其他一般具體實例中，帛一奈米結構化材料係選自於金屬硫化物，例如CuJ、Fes、FeS2、或SnS。當然，可以有其他變化、替代選擇及修飾。在其他具體實例中，奈米結構化材料可具有使用一或多種材料之特定空間形態。作為一例子，第一奈米結構化材料包含奈米柱，其選自於第iv族半導體材料、第IV_IV 族半導體材料、及金屬氧化物、以及類似者。在一替代具體貝例中，第一奈米結構化材料包含選自於Si、Ge、SiGe 合金之奈米柱。在其他具體實例中，卜奈米結構化材料包含選自於ZnO、Fe0、Fe2〇3、Cu〇、Cu2〇之奈米柱在某些具體實例巾n米結構材料可包含奈米結構化金屬硫化物，例如FeS2、SnS或其他。第一奈米結構材料可包含含有第iv族半導體物種（例如FeSi2)、以及類似者之半導體材料。在再其他具體實例中，第—奈米結構化材料包含選自於第iv族半導體材料、第IV_IV族半導體材料、以及金屬氧化物之奈米管。在其他具體實例中，第一奈米結構化材料包含了包含Ti〇2的奈米管。在其他的替代具體實例中，第一奈米結構化材料係選自於第ιν族半導體材料、第IV-IV族半導體材料，第二奈米結構化材料= 包含了包含金屬氧化物的奈米柱。當然，可以有其他變化、修飾及替代選擇。在其他具體實例中，第一奈米結構化材料係選自於 Ge、SiGe合金，第二奈米結構化材料則包含了包含以〇 21 200807731 的奈米柱。在其他具體實例中，第一奈米結構化材料係選自於第IV族半導體材料、第IV-IV族半導體材料，第二奈米結構化材料則包含了包含金屬氧化物的奈米管。根據一特定具體實例，第一奈米結構化材料係選自於si、Ge、

SiGe a孟’弟_奈米結構化材料則包含了包含丁丨〇2的奈米管。或者’第一奈米結構化材料係選自於Si、Ge、siGe a ^ 弟一奈米結構化材料則包含奈米結構化金屬硫化物，例如SnS2、ZnS。在一替代具體實例中，第一奈米結構化材料包含無機半導體，第二奈米結構化材料包含有機半體。當然’可以有其他變化、修飾及替代選擇。在一特定具體實例中，元件亦具有提供於第一奈米構化材料與第二奈米結構化材料之間的互混區111，其可包括第一奈米結構化材料與第二奈米結構化材料。視具體實例而定，該互混區可具有特定空間尺寸。作為一例子，區的厚度範圍從約i nm至約5議nm，代表互混特徵的工間距離|巳圍從約i nm至約5〇〇〇⑽。在另一具體實例此區的厚度範圍從約1 nm至約1 〇〇〇 nm，代表互混二欲的空間距離範圍從約}㈣至約ι〇〇〇 _。更進一步的化區的厚度範圍從約1 nm至約500 nm，代表互混特被的空間距離範圍從約1議至約麵。或者，互混區的厚度範圍從約丨nm至約⑽證，代表互混特徵的空間距離範圍從約lnm至約1〇〇疆。在其他具體實例中，互混區的厚度範圊Μ 力1 nm至約5〇 nm，代表互混特徵的工間距離範圍1 1 、、、至約50 nm。或者，互混區的厚度 22 200807731 範圍;k力1 nm至約5 〇，代表互混特徵的空間距離範圍從約1 nm至的1 η ,. i d ίο nm。在其他具體實例中，互混區的厚度耗圍伙約1 nm至約5〇 nm，代表互混特徵的空間距離範圍從約 1 nm $的 c ι θ 5 nm。當然，可以有其他變化、修飾及替代選擇。在-特定具體實例中，互混區具有包括第一奈米結構化材料與第一奈米結構化材料之介面區。亦即，如顯示般，根^特定具體實例，該介面區實質上物理暨電性接觸第 Λ只、、σ構材料與弟一奈米結構材料。在一較佳具體實例中’ U區可為包括第一奈米結構化材料與第二奈米結構化材料之整合結構。或者，根據另一具體實例，該介面區可為彼此接觸的兩個分隔結構。當然，可以有其他變化、修飾及替代選擇。參照第1Α圖，例示根據本發明一具體實例之第丨圖元件的互混區。此圖僅為一#卜其不應過度地限制本案申明專利範圍之靶圍。具本技術一般技能之人士將認知許多變化、替代選擇及修飾。如顯示般，互混區15〇包括來自第一奈米結構化材料與第二奈米結構化材料各者的奈米处構化材料。在一特定具體實例中，互混區實際上包括來: 各奈米結構化材料的互混奈米結構。或者，根據一特定具體實例，互混區可包括一隔開各奈米結構化材料的介面區。亦即，根據一特定具體實例，互混區可包括各奈米壯構化材料的一或多個部分及/或為各奈米結構化材料全體了當然，具本技術一般技能之人士將認知許多變化、修飾及 23 200807731 替代選擇。此外，本幸所％不莱所5兒明的介面區可在一或多個或所有本案所說明的具體實例及本專利說明書通篇中實施。在-特定具體實例中，元件亦具有代表第_夺米 1 匕材料：徵的第一電子親和力與第-游離電勢。根據：特疋具體貫例，第二電子親和力與第二游離電勢代表第二太米結構化材料的特徵。在-較佳具體實例中，第—電Z 和力係小於第二電子親和力，第一游離電勢係小於第二^ 離電勢，而且根據-較佳具體實例，第二電子親和/子於第-游離電勢。在一較佳具體實例中，該材料亦具有: 對包含於約400 nm至約7〇〇nm範圍内之波長的光至少… 之光吸收係數，其代表第一奈米結構化材料與第二> 米、、“冓化材料§中至少一者或兩者的特徵。當然，可以有其他變化、修飾及替代選擇。在-特定具體實例中，元件具有代表各奈米結構化材料之特徵的特定電子親和力與游離電勢。在一特定具體實例中’第-奈米結構化材料的電子親和力與游離電勢係分別比第二奈米結構化材料的電子親和力與游離電勢小至少 1 00 meV。在其他具體實例中，第一奈米結構化材料的電子親和力與游離電勢係分別比第二奈米結構化材料的電子 :見和力與游離電勢小至彡3〇〇 meV。在其他具體實例中，第一奈米結構化材料的電子親和力與游離電勢係分別比第一不米結構化材料的電子親和力與游離電勢小至少5〇〇 meV。§然，可以有其他變化、修飾及替代選擇。根據一特定具體實例，奈米結構化材料的特徵係在於 24 200807731 能帶間隙。根據一转定、付心具體實例，奈米結構化材料之至少一或一者的能帶間隙# ^ 丨承彳糸於約1.0 eV至約2.0 ev的範圍内。在另一特定具體實例中具列干，奈米結構化材料之至少一或二者的能帶間隙係於約1 2 • 至約1.8 eV的範圍内。或者，车米結構化材料之至少_十 ^ ^ 或二者的能帶間隙係於約1.3 eV至約1.6 eV的範圍内。卷、* 田然，可以有其他變化、修飾及替代選擇。根據一特定且髀杂 /、只例，奈米結構化材料亦具有載子遷私率。根據一特定具體每 it r J： ^ VV 、只例，奈米結構化材料之一的載子遷私率係介於約10-6 2 在另一具體實例中，太tr播至約5000 cm2/v-s的範圍内。介於約1〜/v_二、:構化材料之一的載子遷移率係旦體每、力1000 em2/V-s的範圍内。在其他具體貝例中，奈米結構 2 才枓之一的載子遷移率係於約1 cm /V-s 至約 1〇〇 cm2/v_s 的乾圍内。當然，可以有其他變化、修飾及替代選擇。根據一特定具體實例，一結構化材料之光吸… 1不般，元件具有藉由奈米續等正^ 成的正電荷載子與負電荷载子，一夺f 、 σ载子於第一奈米結構化材料與第一不水結構化材料之間的介大電子鞠4 +長刀開。負電荷載子係於具較人电于親和力之奈米結構且較小游^ ^ 士艸内傳輸且正電荷載子係實例中/ 材料内傳輸。在-特定具體、 w荨電何載子係於第一 a 米結構化材# & # @, $米結構化材料與第二奈稱化材枓内部歷經大多豆他#彳卜攸仏. J戰子傳輸。當然，可以有，、1又化、修飾及替代選擇。 25 200807731 在一特定具體實例中， — ^ ^ Jh ^ ^ 先伙70件包括覆蓋於第二奈米、、、口構化材料表面區域上每飞上方的電極結構109。在一特定具體貝例中，該電極牡播π ;、全 ^ # 、° k宜的材料或材料組合製成。適且材枓可為金屬、有機材〜次忒等的組合、以及類似者。視具體貫例而定，電極 ^ ., j為透先或遮先材料或反光材 "U ’可以有其他變化、修飾及替代選擇。在-特定具體實例中，金屬可為鉬、鎢、金、銀、銅、、，呂鉑、鈀、鈷、其他適宜金屬，包括組人f Μ 及容Μ紝& a祜組合（例如合金）及夕層、、、口構、以及類似者。物種，例如石墨，或聚人物：：：極層可為以碳為主的可將八严七戈“物物種。在-特定具體實例中，屬包入障壁金屬層或其他可具有較低電阻率且亦可防止任何金屬物種任音游4 可靠性不足及/或操作故早々、且層之間。就透明電極古 9而σ電極材料可為金屬乳化,，例如乳化銦錫（通常稱作ITo)、摻雜紹的氧化 ==㈣化錫、該等的任何組合、以及其他，視特疋”體只例而疋。在一特定具體實例中，電極結構可導電並具有小於所欲量之電阻率，根據—特定具體實例，常小於約〇·〇1歐姆-公分或不大於約100歐姆-公分。當：，可以有其他變化、修飾及替代選擇。本案元件之製= 的進-步細節可在本案說明書通篇且更尤其是“中二以形成用於光伏元件之奈簡單說明於下。，其包括一表面區域；根據本發明一具體實例之用米複合奈米結構化材料的方法係 1 · 提供基材（例如玻璃） 26 200807731 - 丨八/ 从仏w； 3·形成覆於違表面區域上方之電極層； (形成覆於該電極層上方之第一；米結構化材料、=如奈米顆粒、量子點、量子線、奈米柱、奈米棒、奈米官、量子井、奈米殼、奈米帶、奈米多孔材料）；τ 5·形成覆於該第一奈米結構化材料上方之第二奈結構化材料（例如奈米顆粒、量子點、量子線、夺米：’、 =棒、奈米管、量子井、奈米殼、奈米帶、奈^ 多孔材俾使第一奈米結構化材料和第二奈米結構化材料互 /bti ，匕：使互混區形成，其提供於第一奈米結構化材料 /、弟一示米結構化材料之間； ::4理至少該互混區，以提供第一奈米結外於第一電子親和力與第一游離電勢； "、處於8第區’以提供第二奈米結構化材料 :子親和力與弟二游離（視特定具體實， 7與8可同時及/或重疊）； 9·形成層覆於該第二奈米結構化材料上方之電極；

1 〇 ·視需要執行其他步驟；以及 W ^提供包括互混區之光伏元件，俾使第一電子力小於第二電子親和六楚— /見和以及俾使針對包含於約 /电勢小於第二游離電勢的光至少1〇3 V 至約7〇〇咖範圍内之波長料愈第太 t光吸收係數係代表第-奈米結構化材，米結構化材料當中至少-者或兩者的特徵。 27 200807731 上述步驟順序係提供—種根據本發明— 如顯示般，該方法使用包括根據本發明：罝=的方成用於光伏應用之奈米複合奈米結構化材料之例形組合。在不俘離太莹由式的步驟 …探睛範圍的範圍之下，亦可提供“ 七夕〃中係添加步驟、移除-或多個步驟、或去或夕個步驟以不同先後次序提供。或者一本案方法的進一+% # χ 、疋具體實例之 Η 步細即可在本案說明書通篇且更尤复θ Τ 文中找到。又兀其疋下弟2圖至第6圖係例示根據本發明一具體

用於光伏元件之奈米結構化材、I造 ,s. ^ 叼万去的間圖。此圖僅A —例，其不應過度地限制本案申 ^僅為技術一般技能之人士將認知 ^ ‘強一 ή 八他欠化、修飾及替代選擇。 ‘㈣又，本案方法係藉由提供包括表面區域 _開始。基材構件係包括上覆表面區域。在一特定C 二中’基材構件可為絕緣體、導體、或半導括： 4的：何組合、複合物、及疊層、以及類似者。在一特定具體貫例中，絕緣體可為玻璃、 β敉碉石央、塑膠、陶瓷、他種類的均質及/或複合及/或疊層材料。在一特定呈體：射，導體可為金屬、金屬合金、有機材料、或該等的= 何組合、以及類似者。或者，其 ^基材構件可為半導體材料，例如〜夕-鍺合金、錯、第—、或第刪族材料、以及類似者。當然’可以有其他變化、修飾及替代選擇。再次參照第2圖，該方法句杠生、切主匕括使用一或多種適宜技術 ❹表面區域的清潔方法。在—特定具體實例中，清潔方 28 200807731 法可包括濕式及/或乾武、、主、初彳士弋π 7糸技術。該類濕式清潔技術的例子尤/、疋包括RCA清♦、、、爲、、子、、 “、、次、以溶劑（例如丙酮及/或醇類，例如異丙醇、乙醢）一 ^ , 乙和）進仃之有機沖洗、該等的任何組合及類似者。該清潔方 —— 方法亦可包括超潔淨水，例如去離子水及/或實質上不含顆抑^ 離顆粒的水。在其他具體實例中，清潔方法可包括電漿清潔法，其係使用急& ^ 0 + 、八你便用虱化物及/或惰性氣體物 :二例如氮、a、和其他適宜氣體、以及類似者。一旦清孓囬L竦係貝貝上不含微粒、有機汙染物屬、以及其他化學物，包匕括该荨的組合。當然，具本技術 :又犯之人士將認知其他變化、修飾及替代選擇。現在參照第3圖，該方法包括形成覆於表面區域上方 :迅極層301。在一些具體實例+，電極層可藉由習用沈積方法形成，例如濺鍍、蒸鍍、以及溶液沈積。如顯示般：電極層係覆於基材構件之表面區域上方。在—特定具體每例中包極層可由適宜的材料或材料組合製成。適宜材料可士孟屬、有機材料、或該等的組合、以及類似者。視具體』而定，電極層可為透光或遮光材料或反光材料。當然，可以有其他變化、修飾及替代選擇。田在一特定具體實例中，金屬可為鉬、鎢、金、銀、銅、鋁、鉑、鈀、鈷、其他適宜金屬，包括組合（例如合金）及多層結構、以及類似者。或者，電極層可為以碳為主的物種丄例如石|，或聚合物物種。在一特定具體實例中，可將金屬包入障壁金屬層或其他可具有較低電阻率且亦可防止任何金屬物種任意擴散而導致可靠性不足及/或操作故 29 200807731 :…間。就透光電極層而言，電極材料可為金屬 1 ’例如氧化銦錫（通常稱作IT〇)、摻雜銘的氧化雜氟的氧化錫、該等的任何組合、以及其他，視特在—特定具體實例中，電極結構可導電二::於所欲篁之電阻率，根據-特定具體實例，其通吊；为〇.〇1歐姆-公分或不大於約1〇〇歐姆-公分。當然，可以有其他變化、修飾及替代選擇。：、、、任擇地，本案方法可包括形成電極層之後的清潔方法。 ;一特定具體實例中，清潔方法可包括濕式及/或乾式清潔㈣°該類濕式清潔技術的例子尤其是包括rca清潔、渴 :、以溶劑（例如丙酮及/或醇類，例如異丙醇、乙醇）進订之有機沖洗、該等的任何組合及類似者。該清潔亦可包括超潔淨水，例如去離子水及/或實質上不含顆粒的水。在其他具體實例中’清潔方法可包括電裝清潔法，其係使用乳化物及/或惰性氣體物種’例如氮、氬、和其他適宜氣體、乂及類似者。—旦清潔完成，該表面區域係實質上不含微章有機/于木物、金屬、以及其他化學物，包括該等的組口。^ -車父佳具體實例中，該方法係於發生任何電極層污染之前進行後續的沈積製程。當然，具本技術—般技二之人士將認知其他變化、修飾及替代選擇。斤在一特定具體實例中，該方法係形成覆於電極層上方之第一奈米結構化材料術。在一特定具體實例中第一不米。構化材料係位於電極層上且物理暨電性接觸電極層。現在參照第5圖，該方法係形成覆於該第一奈米結構 200807731 化材料上方之坌_ 量子點、量子化材料5〇1 (例如奈米顆粒、米殼、奈米帶、、太=柱、奈米棒、奈米管、量子井、奈

不未夕孔材料、以及苴仙A 米結構化材料彳 /、，俾使第一奈一 2和弟二奈米結構化材料互混。特又具體實例中，车乎έ士播各从何形狀及/或尺★ * 〇構化材料可具有特定幾量子緣大I 材料尤其可包括奈米顆粒、量子點、大奈米柱、奈米棒、奈米管、量子井、夺_大未π、奈米多孔姑祖不木Λ又、奈 -特定具體實例中：，：：該等的組合、以及類似者。在材料，例如夺Μ、//可形成某些種類的奈米結構化的任何組合ill他：柱、奈米管、奈米顆粒，該等 -步细節可^ 奈米結構化材料之形成方式的進 J在本案說明書通篇且更尤其是下文中找到。 _人參照第5圖，該方法形成提供於第一奈米結槿料與弟二奈米結構化材料之間的互混區$们。在、一 :二實例：’該互混區係經處理，以提供第-奈米結it 化材=弟—電子親和力與第一游離電勢且第二奈米結構才：處於第二電子親和力與第二游離。視具體實例而、θ j ^方法可分別或同時處理該兩個結構，以提供包括互此區之光伏元件’俾使第—電子親和力小於第二電子親和 $。在一較佳具體實例t ’第一游離電勢係小於第二游離° 電勢。在一較佳具體實例中，第二電子親和力係小於第一游雔電勢。此外，根據一較佳具體實例，該元件係具有針對包含於約400 nm至約700 nms圍内之波長的光至少1〇3 之光吸收係數，其代表第一奈米結構化材料與第二齐 31 200807731 米結構化材料當中至少一者或兩者的特徵。茶知弟6圖，該方法形成覆於第二奈米結構化材料上方之電極f⑷。如顯示般’電極結構係覆於基材構件之表面區域上方。在-特定具體實例中，電極結構可由適宜 :材料或材料組合製成。適宜材料可為金屬、有機材料、或該等的組合、以及類似者。視具體實例而定，電極声可為透光或遮光材料或反光材料。當然，可以有其他變二修飾及替代選擇。在-特定具體實例中，金屬可為翻、鶴、金、銀、銅、銘、翻、把、結、其他適宜金屬，包括組合（例如合金）及多層結構、以及類似者。或者，電極層可為以碳為主的物種，例如石4，或聚合物物種。在一特定具體實例中，可將金屬包入障壁金屬層或其他可具有較低電阻率且亦可 t止Γ金屬物種㈣擴散而導致可靠性不^及/或操作故 P早的適宜層之間。就透明電極層而言，電極材料可為金屬氧化物，例如氧化㈣（通常卿IT〇)、摻雜銘的氧化辞、摻雜氟的氧化錫、該等的任何组合、以及其他，視特定具體實例而定。在一特定具體實例中，電極結構可導電並具有小於所欲量之電阻率’根據_較具體實例，盆通常小於約〇·01歐姆-公分或不大於約⑽歐姆-公分。視呈體實例…可執行其他步驟。當然，可以有其他變化：修飾及替代選擇。上述步驟順序係提供一種根據本發明一具體實例的方法。如顯示般，該方法係使用包括根據本發明一具體實例 32 200807731 形成用於光伏應用之奈米複合奈米結構化材驟組合。在不惊離本案申請範圍的範圍之下，式的步他替代撰；，甘士 7么亦可提供其一或夕们牛 #驟、移除-或多個步驟、或者乂驟以不同先後次序提供。根據例之本案方法與結構的進-步細節可在本案說：：體：更尤其是下文中找到。平况月書通扁且第7圖係例示根據本發明—具體實例用於光伏另一奈米結構化材料7〇〇的簡圖。此圖僅為— 過度地限制本案申請專利範圍之範圍。呈本’不應之人士將認知其他變化、八本技術—般技能八他又化、修飾及替代選擇。奈米結構化材料（例如奈米顆二的：由柱、奈米棒、奈米管、量子# 里子線、奈米子井、示米设、奈米帶、奈来吝孔材料）製成的光伏元件。在 …、包括基材構件7〇1。基材構㈣體只例中’該元件 I材構件係包括上覆表面區域。在一特疋具體實例中，基材構件、再千T 4、纟巴緣體、導體、或半導體，包括該等的任何組合詩Μ “ ^似者。在一特定具體實例中，絕、、彖體了為玻璃、石英、翅狀 ^ > 、多、陶究、或其他種類的均質及/ 或複合及/或疊層材料。名、何卄在一特定具體實例中，導體可為金屬、孟屬合金、或該等的任 ^ 1L ^丙彳壬何組合、以及類似者。或者，基材構件可為半導艚姑Μ 、巧千¥體材枓，例如矽、矽-鍺合金、鍺、第„I/V 方矢、或弟II/VI族材料、 _ 及類似者。當然，可以有其他變化、修飾及替代選擇。 ^ 在一特定具體實例Φ _ t τ，该光伏元件係包括電極結構 703，其係覆於基材構件、 <表面區域上方。在一特定具體 33 200807731 只例# ’電極結構可由材料可為金屬、有機材料二材料組合製成。適宜視具體實例而定 :β 5亥等的組合、以及類似者。料。當然，可以有並=層可為透光或遮光材料或反光材在—特定具體實例令，全屬m n 1呂、錄、鈀、鈷、A鎢、金、銀、銅、及多層处構、〃、且金屬’包括組合（例如合金）物種，例如石墨mi 極層可為以碳為主的可將金屬包人障壁全屬:=種。在—特^具體實例中， ^, 屬層或其他可具有較低電阻率且亦可障的適宜^門!;I 導致可隸不足及7或操作故氧化物，^ 電極層而言’電極材料可為金屬鋅、养雜=氧化姻錫（通常稱作IT0)、推雜銘的氧化亂的氣化錫、該等的任何組合、以及其他，視特二八體貫例而定。在-特定具體實例中，電極結構可導電 =具有小於所欲量之電阻率，根據一特定具體實例，其通书小於約ο·οι歐姆-公分或不大於約1〇〇歐姆-公分。當然，可以有其他變化、修飾及替代選擇。一在-較佳具體實例中，該元件具有上覆電子傳輸/電洞 Ρ 材料705。在-特定具體實例中，該材料具有促進電子傳輸、同時亦阻隔電洞傳輸的適宜性質。如顯示般，電子傳輸/電洞阻隔材料係覆於電極7〇3上方，該電極較佳為透明的。此外，根據-特定具體實例，基材亦為透光的。或者，根據一特定具體實例，電極及基材不是透明的且亦可包括反射材料，其使得電磁輻射可反射至光伏材料的活 34 200807731 2區。僅為舉例，電子傳輸/電洞阻隔材料可為無機半導體、孟屬氧化物、有機半導體、或任何其他適宜材料、包括材料組合、豐層材料、以及類似者。在一特定具體實例中，電子傳輸/電洞阻隔材料可為金屬氧化物，包括但不限於··

Ti〇2' Sn〇2、w〇3、Fe2〇3、其他金屬氧化物以及類似者。當然，可以有其他變化、修飾及替代選擇。在特疋具體實例中，光伏元件包括t於電子傳輸/ 電洞阻隔材料705上方之第一奈米結構化材料751，亦見元件：號750，其將互混區709放大。在-較佳具體實例中，弟一奈米結構化材料係電性輕合至電極構件的表面區域。根據一特定具體實例，該元件亦包括t於第一奈米結構化材料上方之第二奈米結構化材料W。在一特定具體實例中’第一奈米結構化材料與第二奈米結構化材料形成互混區’其已於本案說明書通篇辟且更尤其是下文中說明。根據一特疋具體貫例，第二杏半έ士接弟一不水結構化材料具有平面的表面區域。視具體實例而定’第—奈米結構化材料與第二奈米結構化材料係包含多個奈米結構 > , 稱 4多個奈米結構係選自於奈米顆粒、量子點、量子太 …^ ^ . 太1 不未柱、奈米棒、奈米管、Ϊ子井、奈米殼、奈米帶、夺、不木夕孔材料、該等的任何組a、以及類似者。當麸，可古田…' 了以有其他變化、修飾及替代選擇。在一特定具體實例中，各奉士 .,,,,^ , ’、“、、、°構化材料係由適宜的複合物、均貝材料、或異質材料，匕括*資層材料、分級材料、以及類似者所製成。在一特、疋/、體貫例中，第一奈米 35 200807731 第°?::广與弟二奈米結構化材料包含半導體材料，例如罘IV族（例如石夕、石夕_錯人

族、料❹入錯°金、鍺）、第ΗΑα族、第III/V m . 類似者。視具體實例而定，半導俨材料可為無機半導體哎右干¥體 ……一祛半導體材料。在其他具體實例物種製成。作為柄：或二者可由金屬氧化物衣^作為-例子1於第—奈米結構材料心土 WO，、Μ、該等的組合、以及類以。或者，第一奈米結構材料可由金屬硫化物物種製成。、舉例來說，金屬硫化物物種可為叫、㈣、該等之组合、 ^類似者。在另一具體實例中，第一奈米結構材料可為包 3弟IV族半導體物種（例如F^)之半導體材料。當然，可以有其他變化、替代選擇及修飾。〃在-特定具體實例中，第二奈米結構化材料包含金屬氧㈣，例如Ζη〇、Μ、“ο〗、μ、^办。在一替代具體K例中’第二奈米結構化材料可包含金屬硫化物，例

如SnS2、ZnS及類似者。在其他具體實例中，第一奈米結構化材料可選自於 Si、Ge、Zn0、Ti〇2、Sn〇2、w〇3、Cu(J

Cu2〇、Fe0、Fe2〇3、Fe3〇4、Cu2S、Fes，包括組合，以及類似者。在其他一般具體實例中，第一奈米結構化材料係選自於金屬硫化物，例如Cu2S、FeS、FeS2、SnS。當然，可以有其他變化、替代選擇及修飾。在其他具體貫例中，奈米結構化材料可具有使用一或多種材料之特定空間形態。作為一例子，第一奈米結構化材料係包含奈米柱，其選自於第IV族半導體材料、第Iv_ 36 200807731 ιν族半導體材料、及金屬氧化物、以及類似者。在一替代具體實例中’第一奈米結構化材料包含選自於Si、Ge、SiC}e 合金之奈米柱。在其他具體實例中，第一奈米結構化材料係包含選自於ZnO、FeO、Fe203、CuO、Cu2〇之奈米挺。第一奈米結構化材料可包含奈米結構化金屬硫化物，例如 FeS2、SnS。或者，第一奈米結構化材料可包括包含第工乂族半導體物種（例如FeSiJ之半導體材料。在再其他具體貫例中’第一奈米結構化材料係包含奈米管，其選自於第 IV族半導體材料、第iV_IV族半導體材料、以及金屬氧化物。在其他具體實例中，第一奈米結構化材料包含了包含 Ti〇2的奈米管。在其他的替代具體實例中，第一奈米結構化材料係選自於第IV族半導體材料、第IV-IV族半導體材料’以及第二奈米結構化材料包含了包含金屬氧化物的奈米柱。當然，可以有其他變化、修飾及替代選擇。在其他具體實例中，第一奈米結構化材料係選自於Si、

SiGe 5金’弟^一奈米結構化材料則包含了包含ZnO 的奈米柱。在其他具體實例中，第一奈米結構化材料係選自於第IV族半導體材料、第IV_IV族半導體材料、以及第一奈米結構化材料包含了包含金屬氧化物的奈米管。根據一特定具體實例，第一奈米結構化材料係選自於Si、Ge、 SiGe合金，第二奈米結構化材料則包含了包含Ti〇2的奈米I 或者’第一奈米結構化材料係選自於Si、Ge、SiGe 合金’第二奈米結構化材料則包含奈米結構化金屬硫化物’例如SnS2、ZnS。在另一具體實例中，第一奈米結構 37 200807731 化材料係包含無機半導體，第二奈米結構化材料係包含有機半導體。當然，可以有其他變化、修飾及替代選擇。在一特定具體實例中，元件亦具有互混區707，其可包括第一奈米結構化材料與第二奈米結構化材料且其係提供於第一奈米結構化材料與第二奈米結構化材料之間。視具體實例而定，該互混區可具有特定空間尺寸。作為一例子，互混區的厚度範圍從約1 nm至約5000 nm，代表互混特徵的空間距離範圍從約1 nm至約5000 nm。在另一具體實例中，互混區的厚度範圍從約1 nm至約1 000 nm，代表互混特徵的空間距離範圍從約1 nm至約1 000 nm。更進一步的是，互混區的厚度範圍從約1 nm至約500 nm，代表互混特徵的空間距離範圍從約1 nm至約500 nm。或者，互混區的厚度範圍從約1 nm至約1 00 nm，代表互混特徵的空間距離範圍從約1 nm至約1 00 nm。在其他具體實例中，互混區的厚度範圍從約1 nm至約50 nm，代表互混特徵的空間距離範圍從約1 nm至約50 nm。或者，互混區的厚度範圍從約1 nm至約5 0 nm，代表互混特徵的空間距離範圍從約1 nm至約1 0 nm。在其他具體實例中，互混區的厚度範圍從約1 nm至約50 nm，代表互混特徵的空間距離範圍從約1 nm至約5 nm。當然，可以有其他變化、修飾及替代選擇。在一特定具體實例中，互混區707具有包括第一奈米結構化材料與第二奈米結構化材料之介面區。亦即，根據一特定具體實例，如顯示般，該介面區實質上物理暨電性 38 200807731 接觸該第一奈米結構材料與第二奈米結構材料。在—較佳具體實例中，該介面區可為包括第一奈米結構化材料盘第二奈米結構化材料之整合結構。或者，根據一替代具體奋例’該介面區可為彼此接觸的兩個分隔結構。當然，可：有其他變化、修飾及替代選擇。 :-特定具體實例中，元件亦具有代表第一奈定呈驴杏η墙刀，、第一游離電勢。根據一特 :::體“列’第二電子親和力與第二游離電勢代表第二夺構化材料的特徵。在-較佳具體實例中，第一電子親和力係小於第二電子親和力且根據一較佳具體實例，第二係小於第二游離電勢。在_較佳具體 ;電::：力係小於第-游離電勢。在-較佳具體實： :’：材料亦具有針對包含於約4。。一7。一範圍 ==至少〜之光吸收係數，其代表第-奈未九構化材料與第二奈米結的：當然’可以有其他變化、修二替:選一擇仙料之特==中，…有代表各奈― 例中，第-夺^士構化^力與私離電勢。在一特定具體實 100 meV。在f目的電子親和力與游離電勢小至少子親和力與游離例中’第一奈米結構化材料的電親和力與游離電勢小二：弟7米結構化材料的電子第一太半姓姓 v 300 meV。在其他具體實例中， …材料的電子親和力與游離電勢係分別比第 39 200807731 ’丁、米…構化材料的電子親和力與游離電勢小至少5〇〇 —。當然’可以有其他變化、修飾及替代選擇。根據一特疋具體實例，奈米結構化材料的特徵係在於能帶間隙。根據一牿中s μ ^ 特疋具體貫例，奈米結構化材料之至少或一者的此π間隙係於約ι〇 π至約2〇以的範圍内。在另一特定具體實例中太 J T 奈未結構化材料之至少一或二者的能帶間隙係於約1.2 eV石从，。 eV至約1·8 eV的範圍内。或者，該等奈米結構化材料之至少夕一或二者的能帶間隙係於約1.3

eV至約1.6 eV的範圍内。A ^ 备然，可以有其他變化、修飾及替代選擇。根據一特定具體實例Γ Χ例该材料亦具有載子遷移率。根據一特定具體實例，夺# έ士 m 1 /丁…卡結構化材料之一的載子遷

於約 1〇-6 cm2/v-s 至約 500n 2/ ^ W — 主、勺5000 em2/v_s的範圍内。在另一呈體貫例中，奈米結構化材料一 2/λ, 的载子遷移率係於約1〇-3 cm /V-S 至約 1000 cm2/v 大丄U 的乾圍内。在其他具體實例中，奈米結構化材料之一的載子遷移、 μ ，千你於約1 cm2/V-s至約 100 cmWs的範圍内。當然，、力代選擇。了以有其他變化、修飾及替根據一特定具體實例，如一結構化材料之光吸收所生成的正電二=具有：由奈米該等正電荷載子與負電荷载子於太一負電荷載子，二奈米結構化材料之間的介面分開/米=構化材料與第大電子親和力之奈米結構化材料二電荷載子係於具較於具較小游離電勢之奈米、结構化材祠’且正電荷載子係 '、内傳輪。在一特定具 40 200807731 體實例中，該等電荷載子係於第—奈米結構化材料盘第二奈米結構化材料内部歷經大多數的載子傳輸。當然，、可以有其他變化、修飾及替代選擇。在-較佳具體實例中，該元件具有上覆電洞傳輸/電子阻隔材料709。在-特定具體實例中，該電洞傳輸/電子阻隔材料具有促進電洞傳輸、同時亦阻隔電子傳輸的適宜性質。根據-特定具體實例，如顯示般，電材料係覆於互混區上方且尤其覆於第二奈米結構方。在-特定具體實例中’電洞傳輸/電子阻隔材料可選自於金屬氧化物、第IV族半導體材料、第IV_IV族半導體材料、金屬硫化物、銅化合物、有機半導體、該等的組合，其可為複合物及/或疊層狀、以及類似者。在一特定具=實例中，電洞傳輸/電子阻隔材料係選自於Ni〇、ChO二 Ge、SiGe 合金、Cu2s、CuI、CuSCN、Cupc、znpc、該等的組合，其可為複合物及/或疊層狀、以及類似者。當然，可以有其他變化、修飾及替代選擇。 —在一特定具體實例中，電子傳輸/電洞阻隔材料係置於奈米結構化材料與電子集電極之間，其將於下文中更完整地說明。在一特定具體實例中，藉由奈米結構化材料之光吸收所生成的帶負電載子係優先分離至電子傳輸/電洞阻隔材料内並於電子傳輸/電洞阻隔材料内傳輸。在另一具體實例中，電洞傳輸/電子阻隔材料係置於奈米結構化材料與電洞集電極之間；其已於前文說明。根據一特定具體實例，藉由奈米結構化材料之光吸收所生成的帶正電載子係優先 41 200807731 分離至電洞傳輸/電子材料内傳輸…，可以=内並於電洞傳輸/電子版隔、有其他變化、修飾及替代選擇。在一特定具體實例中， — 雷子阻^从先伙疋件包括覆於電洞傳具體實例中，节電二1 構711。在一特定成。適宜心可由適宜的材料或材料組合製二：且材料可為金屬、有機材料、或該等的組合 X員似者。視且轉每〜乂及反光材料。：：ΛΤ、二電極層可為透光或遮光材料或 …可以有其他變化、修飾及替代選擇。铭、=定ΓΓ中，金屬可為"、金、銀1、巴敍、其他適宜金屬，及多層結構、以及類似者 I、'’且“例如合金） A 5貝似者或者，電極層可為以X山& 物種，例如石I十夏…t 电位層T為以石反為主的可將金屬包入二=物種。在一特定具體實例中， ^ ^ 导土金屬層或其他可具有較低電阻率且亦π 壬何金屬物種任意擴散而導致、11 障的適宜層之間。就透明電極層而言雜例如氧化_ (通常稱作1το)、換雜銘的氧化定具=㈣化錫、該等的任何組合、以及其他，視特並呈=歹，而疋。在一特定具體實例中，電極結構可導電於所欲量之電阻率’根據一特定具體實例，其通吊“勺0·01歐姆-公分或不大於約100歐姆_公分。告缺， ::有：他變化、修飾及替代選擇。本案元件之製二式』進一步細節可在本案說明書通篇且更尤其是下文中找根據本發明另一具體實例之用以形成用於光伏元件之 42 200807731 奈米複合㈣的方法係簡單說明於下。提仏基材（例如破璃），其包括一表面區域； 2·清潔（例如RcA、音波、超音波）該表面區域； 3·形成覆於該表面區域上方之電極層；料· 4·形成覆於該電極層上方之電子傳輸/電洞阻隔材 5·形成覆於該電子傳輸/電洞阻隔材料上方之第一太 :::化1料i例如奈米顆粒、量子點、量子線、奈米柱、 :;、：、奈米管、量子井、奈米殼、奈米帶、奈米多孔材 -構！材：成覆於該第一奈米結構化材料上方之第… 奈米棒、奈米*、量ΪΓ: 、量子線、奈米柱、料），俾使第一太+ 米殼、奈米帶、奈米多孔材混；不未結構化材料和第二奈米結構化材料互致使互混區形成，复坦與第二奈米結構化材料之間第-奈米結構化材料處：第Ϊ:至少該互混區’以提供第-奈米結構化材料处於弟一電子親和力與第一游離電勢； 9'處理至少該互混區，以福根哲 ^ 處於第二電子親和力與第二游離二示米結構化材料步驟…可同時及/或重疊）；見特定具體實例而定， 10.形成覆於該第二奈米結構電子阻隔材料；化材料上方之電洞傳輸/ 43 200807731 12. 覆於該第二奈米結構化材料上方之電極層·’ 現而要執行其他步驟；以及提仏包括互混區之光伏元件，俾力小於第二+工评使弟一電子親和一兒子親和力且第一游離電勢以及俾使鈕姐—八力』於弟一游離電勢、子匕S於約400 nm至約700 nm r m Μ 的光至少1()3 ρ ^ 乾圍内之波長盘第-《光吸㈣數代表第-奈米結構化 ”弟-“結構化材料當中至少—者或兩者的特徵。法。2步Γ序係提供一種根據本發明一具體實例的方，，、，貝不般，該方法係使用包括根據本形成用於光伏應用人 -體實例 u複口^結構化材料以及電洞傳 ::才枓與電子傳輸/阻隔材料之方式的步驟組合。在 Π本案申請範圍的範圍之下，亦可提供其他替代選 :二、中係添加步驟、移除-或多個步驟、或者一或多個 =:不同域次序提供。根據m體實例之本案方的進一步細節可在本案說明書通篇且更尤其是下文中找到〇之基材800開始。基材構件包括上覆表具體實例中，基材構件可為絕緣體、導括該等的任何組合及類似者。在一特定第8圖至第13圖係例示根據本發明另一具體實例之製造用於光伏元件之奈米結構化材料的另—方法的簡圖。此圖僅為-例，其不應過度地限制本案中請專利範圍之範圍。具本技術-般技能之人士將認知其他變化、修飾及替代選擇。如顯示般’本案方法係藉由提供包括表面區域謝面區域。在一特定體、或半導體，包具體實例中，絕緣 44 200807731 體可為玻璃、^ 4 複合及/或疊C塑膠、陶瓷、或其他種類的均質及/或金屬人:^料。在—特定具體實例中，導體可為金屬、或=基孟材椹材料、或該等的任何組合、以及類似者。第m/v族、2為半導體材料’例如石夕、石夕-錯合金、錯、 3弟II/VI族材料、以及類似者。當然，可以有，、他交化、修飾及替代選擇。清潔第在8圖特？方法包括使用-或多種適宜技術式及/或m 特疋具體實例中’清潔方法可包括濕 / ^以技術。該類濕式清潔技術的例子尤其是包显而广“絮、濕浸、以溶劑（例如丙酮及/或醇類，例如進行之有機沖洗、該等的任何組合及類似二包括超潔淨水，例如去離子水及/或實質上清潔法，其得使用在^化他物具體實例中’清潔方法可包括電漿 ^ ^ 吏用虱化物及/或惰性氣體物種，例如氮、氬、和/、他適宜氣體、以及類似者。一域係實質上不含微粒、有機'、于，九物一二70成，该表面區韦钺/于木物、金屬、以及其他化學 ’ 2括該等的組合。當然，具本技術一般技能之人士將 W知其他變化、修飾及替代選擇。現在參照第9圖，纺士、、A t ★ Μ方去包括形成覆於表面區域上方 ° 〇1在些具體實例中，電極層可藉由習用沈 :方法形成，例如減鍍、蒸鍍、以及溶液沈積。如顯示般， =構=基材構件之表面區域上方。在-特定具體貝· “極結構可由適宜的材料或材料組合製成。適宜材料可為金屬、有機材料、或該等的組合、以及類似者。 45 200807731 =具ΓΓ例而^，電極層可為透光或遮光材料或反光材田“、、'，可以有其他變化、修飾及替代選擇。广寺定具體實例中，金屬可為翻、鶴、金、銀、銅、 ’’白、鈀、#、其他適宜金屬，包括組合及多層社椹 ^ 7 、U戈口金）物種者。或者，電極層可為以碳為主的物種，例如石墨，或？物物種。在一特定具體實例中，防止：广障壁金屬層或其他可具有較低電阻率且亦可 =2屬物種任意擴散而導致可靠性不足及/或 = 透明電極層而言，電極材料可為金屬 : 如乳化銦錫（通常稱作1το)、摻雜銘的氧化 ’’、爹雜氟的氧化錫、該等的任何組合、以及，定具體實例而定。在—杏 '、，視特亚具有小於所欲量之電蛉電常小於約〇.〇1歐姆… 疋具體貫例，其通可以有其他變化、修飾及替代選擇。…分。當然，在一特定具體實例中，清潔方法;;潔方技術。該類濕式清潔技術的例子尤 -乾式清潔、夺丨、/、六+丨/ 疋包括Rca清、言、、浔 '、右: 丙闕及/或醇類，例如異丙醇、乙醇广行之有機沖洗、該等的任何組丙：乙進括超潔淨水，例如去離子水、者。潔亦可包其他具體實例中不3顆粒的水。在月/系万居了包括電漿渣氧化物及/或惰性氣體物種，例如氫、/:法，其係使用以及類似者。—旦清潔完成：、和，、他適宜氣體、 X表面區域係實質上不含微 =地’本案方法可包括形成電極層之

特定具體眚徜Λ . 4 wH 46 200807731 =:有：：染物、金屬、以及其他化學物，包括該等的組二f-較佳具體實例中，該方法係於發生任何電極層污木之别進行後續的沈積製程。當然，具本技術一般技人士將認知其他變化、修飾及替代選擇。

在-較佳具體實例中，該方法形成上覆阻隔材料1〇〇1，Λ — π于月W电/1J 如弟10圖所例示者。在一特定具體實例 :"具有促進電子傳輸、同時亦阻隔電洞傳輸的適且m頁示般，電子傳輸/電洞阻隔材料係覆於電極州 ΐ:二電，較佳為透明的。此外，根據一特定具體實例， 2, 'β、’ 、光的。或者，根據一特定具體實例，電極及基疋透月的且亦可包括反射材料，其使得電磁輻 =::::活化區。僅為舉例，一^ 、’’、、、蜍體、金屬氧化物、有機半導體、或任何其材枓’包括材料組合、疊層材料、以及類似者。在 :、：具體實例中，電子傳輸/電洞阻隔材料可為金屬氧化他金屬氧化物==^1，2，，〇3、其類似者。當然，可以有其他變化、修飾及替代選擇。外在肖定具體實例中’該方法形成覆於該電極層上方 =奈米結構化材料1101，如第"圖所例示者。在一 4寸疋具體實例中，笛_太、弟一示未、、、吉構化材料係位於電極層上且物理暨電性接觸電覆於該第—太……1'“ 12圖，該方法形成不木結構化材料μ 士· # . 則例如奈米顆粒、量化材料里卞”名、里子線、奈米柱、奈米棒、 47 200807731 奈米管、量子井、夺此也不木喊、奈米帶、奈米多孔材料），值使第一奈米結構化材料和第二奈米結構化材料互混。㈣二特疋具體貫例中，奈米結構化材料可具有特定幾何形狀及/或尺寸。兮士旦忒材枓可尤其包括奈米顆粒、量子點、里子線、奈米柱、夺半 .^ , 不、水棒、奈米管、量子井、奈米殼、夺水τ、奈米多孔材料、不 _ 匕括该4的組合、以及類似者。太一特定具體實例中，在 .^ 4方法可形成某些種類的奈米結構化材枓，例如奈米孔洞、太再牝 λα 7 示未柱、奈米管、奈米顆粒、該笪的任何組合、以及复寻的，、他。该等奈米結構化材料之形成方式到。奉案說明書通篇且更尤其是下文中找再次參照第12圖，枯士、丄料盥笙^ 以方法形成由第一奈米結構化材枓與弟二奈米結構化材料提供何辦每η 八互/比區1205。在一特定具豆具例中，該互混區係姑卢 ’、料處於第-電子視提供第一奈米結構化材材料声力與第—游離電勢且第二奈米結構化該方’於弟一電子親和力與第二游離。視具體實例而定， ^可刀別或同日守處理該等兩個結構，以提供包括互、、曰區之光伏元件，俾使第一雷孚如匕秸互此電子親和力小於第二電子親和刀在一較佳具體實例中，笛^ 電熱^ 第一游離電勢係小於第二游離、4 第一電子親和力係小於第— 游離電勢。此外，根據一較蚪勺人佳/、體只例，該元件係具有斜子匕δ於約400 nm至約700 nm穸R〜乾圍内之波長的光至少1〇3 Cm 之光吸收係數，豆代砉筮 . 米結構化材料… 米結構化材料與第二奈構化材科當中至少-者或兩者的特徵。 48 200807731 在一較佳具體實例中，該方法形成上覆電洞傳輸/電子阻隔材料1301，如第13圖所例示者。在一特定具體實例令’该材料具有促進電洞傳輸、同時亦阻隔電子傳輸的適且性質。根據一特定具體實例，如顯示般，電洞傳輸/電子阻隔材料係覆於互混區上方且尤其覆於第二奈米結構化材料上方。在一特定具體實例中，電洞傳輸/電子阻隔材料可選自於金屬氧化物，第IV族半導體材料，第IV-IV族半導體材料、金屬硫化物、銅化合物、有機半導體、該等的組3 ’其可為複合物及/或疊層狀、以及類似者。在一特定具體實例中，電洞傳輸/電子阻隔材料係選自於Nio、Cu20、

Si Ge、SiGe 合金、Cu2S、Cul、CuSCN、CuPc、ZnPc、。亥等的組合’其可為複合物及/或疊層狀、以及類似者。當然’可以有其他變化、修飾及替代選擇。在一特定具體實例十，電子傳輸/電洞阻隔材料係置於奈米結構化材料與電子集電極之間，其將於下文中更完整地說明。在一特定具體實例中，藉由奈米結構化材料之光吸收所生成的帶負電載子係優先分離至電子傳輸/電洞阻隔材料内並於電子傳輸/電洞阻隔材料内傳輸。在一替代具體貝例中，電洞傳輸/電子阻隔材料係置於奈米結構化材料與电洞木電極之間，其已於前文說明。根據一特定具體實例，藉由奈米結構化材料之光吸收所生成的帶正電載子係優先分離至電洞傳輸/電子阻隔材料内並於電洞傳輸/電子阻隔材料内傳輸。當然，可以有其他變化、修飾及替代選擇。再次參照第13圖，該方法形成覆於該第二奈米結構 49 200807731 匕材料上方之電極層1305。根據一特定具體實例，如顯示般，電極結構係覆於電洞傳輸/電子阻隔材料的表面區域上方。在一特定具體實例中，電極結構可由適宜的材料或材抖組合製成。ϋ宜材料可為金屬、有機材料、或該等的組口、以及類似者。視具體實例而定’電極層可為透光或遮光材料或反光材料。當然，可以有其他變化、修選擇。 I人曰

在-特定具體實例中’金屬可為鉬、鎢、金、銀、銅、鋁、鉑、鈀、#、其他適宜金屬’包括組合（例如合金） :多層結構、以及類似者。或者，電極層可為以碳為主的物種’例如石，墨’或聚合物物種。在一特定具體實例中，可將金屬包入障壁金屬層或其他可具有較低電阻率且亦可 ^止任何金屬物種任意擴散而導致可靠性不足及/或操 ¥的適且層之間。就透明電極層而言，電極材料可為金屬軋化物，例如氧化銦錫（通常_ IT0)、摻軸的氧化鋅、摻雜氟的氧化錫、料的任何組合、以及其他定具體實例而Ρ在-料具體實例中，電極結構可導電 :具有小於所欲量之電阻率，根據一特定具體實例吊小於約〇.〇1歐姆-公分或不大於約100歐姆_公分。視I 體 =例而I可進行其他步驟。當然，可以有其他變化：修飾及替代選擇。上述步驟順序係提供-種根據本發明一具體實例的方 /去。如顯示般，該方法使用包括成用於光伏應用之奈*複合材==具體實例形 % 了十之方式的步驟組合。在不 50 200807731 悖離本案申請範圍的範圍之下，亦可提供其他替代選擇，其中係添加步驟、移除一或多個步驟、或者一或多個步驟以不同先後次序提供。根據替代特定具體實例之本案=法與結構的進一步細節可在本案說明書通篇且更尤其是下文中找到。 ^ 第14圖係例示根據本發明一具體實例用於光伏元件之另-替代奈米結構化材料1400的簡圖。此圖僅為一例，其不應過度地限制本案申請專利範圍之範圍。具本技術一般技能之人士將認知其他變化、修飾及替代選擇。所顯示的是由奈米結構化材料（包含例如奈米顆粒、量子點Y量子線、奈米柱、奈米棒、奈米管、量子井、奈米殼、夺: 帶、奈米多孔材料）製成的光伏元件。在一特定具體實例中，該兀件係包括基材構件14〇1。該基材構件係包括上覆表面區域。在-特定具體實例中，基材構件可為絕緣體、導體、或半導體，包括該等的任何組合及類似者。在一特定具體實例中’絕緣體可為玻璃、石英、塑膠、陶竟、或 ^也種類的均質及/或複合及/或疊層材料。在—特定具體 “列中’導體可為金屬、金屬合金、或該等的任何組合、以及類似者。或者，其士士 4致Μ 1仏有基材構件可為半導體材料，例如矽、矽-鍺合金、鍺、第JTT/V # . ^ , 矢、或弟II/VI族材料、以及類 «者。當然’可以有其他變化、修飾及替代選擇。在特疋具體貫例中’該光伏元件包括覆於基材構件 =面區域上方之電極結構测。在—特定具體實例中，結構可由適宜的材料或材料組合製成。適宜材料可 51 200807731 為至屬有機材料、或該等的實例而定，雷朽恩I* 以及類似者。視具體可以有其他Γ透光或遮光材料或反光材料。當然， ^ 曼化、修飾及替代選擇。銘、定ΓΓ中’金屬可為麵、鶴、金、銀、鋼、及多層結構、適宜金屬’包括組合（例如合金）以及類似者。或者，電極層可為以碳為主# 物種，例如石里^ w Α π 乂反馮主的可將金屬a物物種。在一特定具體實例中，防η^以1^壁金屬層或其他可具有較低電阻率且亦可障的物種任意擴散而導致可靠性不足及/或操作故氧化物二之間。就透明電極層而言，電極材料可為金屬物’例如氧化銦錫（通常稱作ΙΤ0)、摻雜銘的氧化、辛、摻雜氧的氧化錫、該等的任何組合、以及其定具體實例而定。在—特定具體實射，電極結構可導見= :具有小於所欲量之電阻率，根據一特定具體實例，其通 ^ J於力0.01歐姆_公分或不大於約1〇〇歐姆-公分。當然，可以有其他變化、修飾及替代選擇。 3在-較佳具體實例中，元件具有上覆電子傳輸/電洞阻 &材料1405。在一特定具體實例中，該材料具有促進電子專輸同日可亦阻隔電洞傳輸的適宜性質。如顯示般，電子傳輸’電洞阻隔材料係覆於電㉟1403上方，該電極較佳為透明的。此外，根據一特定具體實例，基材亦為透光的。 ^者，根據一特定具體實例，電極及基材不是透明的且亦可包括反射材料，其使得電磁輻射能反射至光伏材料的活化區。在一較佳具體實例中，電子傳輸/電洞阻隔材料係以 52 200807731 奈米結構化為主。亦即，該電子傳輸電洞阻隔材料可由包括但不限於下列的物理結構所構成：奈米顆粒、量子點、量子線、奈米柱、奈米棒、奈米管、量子井、奈米殼、奈米帶、奈米多孔材料，包括組合、多層結構、以及類似者。當然，可以有變化、修飾及替代選擇。此外，電子傳輸/電洞阻隔材料可由適宜物種製成。僅為舉例，電子傳輸/電洞阻隔材料可為無機半導體、金屬氧化物、有機半導體、或任何其他適宜材料，包括材料組合、疊層材料'以及類似者。在—特定具體實例中，電子傳輸/ 電洞阻隔材料可為金屬氧化物，包括但不限於：zn〇、丁叫、

Sn〇2、W〇3、Fe2〇3、其他金屬氧化物、以及類似者。當然，可以有其他變化、修飾及替代選擇。特定/、體貝例中，光伏元件包括|於電子電洞阻隔材料14G5上方之奈米結構化材料购。在一較 :具體貫例令，奈米結構化材料係電性…電極構件的面根據一特定具體實例，該奈米結構化材料具有夕士視具體Λ例而疋，奈米結構化材料包含 :個構，該多個奈米結構係選自於奈米顆粒、量子 1乎；；乎奈:米柱、奈米棒、奈米管' 量子井、奈米殼、不…卡V示水多孔材料、該等的當然，可以有复…炊合、以及類似者。令其他變化、修飾及替代選擇。在特疋具體實例中，争乎έ士禮各合物、均質材料、y f㈣二料係由適宜的複以及類似者所h “料，包括®層材料、分級材料、成。在一特定具體實例中，奈米結構化材 53 200807731 •料包含半導體材料，例如第IV族（例如石夕、.鍺合金，鍺）、第II/VI族、第III/V族、該等的組合、以及類似者。視具體實例而定，丰道挪U L·丨 . 疋牛¥體材料可為無機半導體或有機半導

體材料。在其他且體每/丨A 、他/、體只例中，該材料可由金屬氧化物物種所組成作為一例子，該金屬氧化物可為Zn〇、Ti〇2、Sn〇2、 W03、CuO、Cu20、FeO、Fe2〇3、該等的組合、以及類似者。在其他-般具體實例中，奈米結構化材料係選自於金屬硫化物，例如 Cu2s、FeS、FeS2、SnS、SnS2、ZnSi 等的組合、以及類似者。或者，奈米結構化材料可為包含第IV族半導體物種（例如FeSi2)之半導體材料。當然，可以有其他變化、替代選擇及修飾。在其他具體實例中，該奈米結構化材料可具有使用一或多種材料之特定空間形態。作為一例子，奈米結構化材料包含奈米柱，其選自於第IV族半導體材料、第IV_IV 族半導體材料、及金屬氧化物、以及類似者。在另一具體實例中，奈米結構化材料包含選自於si、Ge、siGe合金之奈米柱。在其他具體實例中，奈米結構化材料包含選自於ZnO、FeO、Fe2〇3、CuO、Cu20之奈米柱。在再其他具體具例中，奈米結構化材料包含奈米管，其選自於第以族半導體材料、第IV-IV族半導體材料、以及金屬氧化物。在其他具體實例中，奈米結構化材料包含了包含Ti02的奈米管。或者，奈米結構化材料可包含奈米結構金屬硫化物，例如FeS2、SnS、SnS2、ZnS、以及其他。又或者，奈米結構化材料可包括包含第iv族半導體物種（例如FeSi2)之 54 200807731 半導體材料。去缺，、視具一田“、、W以有其他變化、修飾及替代選擇。尺寸。作例而定’該奈米結構化材料可具有某些空間至約5000、合:子’奈米結構化材料的厚度範圍從約1 nm 厚度範圍從:二。在一替代具體實例中’奈米結構化材料的構化材料的厚度 ^疋不…卡結結構化材料μ厂# nm至約500 nm。或者，奈僻何枓的厚度範 ^每、、、1 nm至約1 〇〇 nm。在其他體貝例中，奈米結構化材料的 ^ nm。者妙 < 竹妁尽度乾圍從約1 nm至約5〇 ;、可以有其他變化、修飾及替代選擇。料特徵的第：電飞：件亦具有代表奈米結構化材體實例，第二電子::力:第—游離電勢洞阻P材料沾一第一游離電勢代表電子傳輸/電代声二特徵’而且第三電子親和力與第三游離電勢中，付的特徵。在一杈佳具體實例二ΙΓ子親和力與第三游離電勢係分別小於第一電子一”土弟一電子親和力係小於第三游離電勢。在一較佳具體實例中，該奉半卡、，、。構化材料係具有針對包含於 f nm至約彻nm範圍内之波長的光至少…心！之光吸收係數。當鋏，可以右盆田…、有其他變化、修飾及替代選擇。及各具體實例中’元件具有代表奈米結構材料以 =載子傳輪/載子阻隔材料特徵的特定電子親和力與游離电勢。在-料具體實例中，電子傳輸/電洞阻隔材料的電 55 200807731 子親和力與游離電勢係分別比示未結構化材料的電子親和力與游離電勢大至少10η 另夕10〇 meV，而且奈米結構化材料的電子親和力與游離電勢係分別比電，同傳輸/電子阻隔材料的電子親和力與游離電勢大至w ^ 另人至）100meV。在其他具體實例中，电子傳輸/電洞阻隔材料的雷；何卄的電子親和力與游離電勢係分別比示米結構化材料的電子親和力與游離電勢至少大300 而且不、米、纟α構化材料的電子親和力與游離電勢係分別比電洞傳輸/電子阻隔材料的電子親和力與游離電勢大至少300 meV。在其他具體實例中，電子傳輸/電洞阻隔材料的電子親和力與游離電勢係分別比奈米結構化材料的電子親和力與游離電勢大至少、5〇〇 meV，而且奈米結構化材料的電子親和力與游離電勢係分別比電洞傳輸/電子阻隔材料的電子親和力與游離電勢大至少5〇〇 meV。當然，可以有其他變化、修飾及替代選擇。根據一特定具體實例，奈米結構化材料的特徵係在於能帶間隙。根據一特定具體實例，奈米結構化材料的能帶間隙係於約1.0 eV至約2.0 eV的範圍内。在一替代特^ I 體實例中，奈米結構化材料的能帶間隙係於約12 eV至約' L8 eV的範圍内.或者，奈米結構化材料的能帶間隙係於約1.3 eV至約！ .6 eV的範圍内。當然，可以有其他變化、修飾及替代選擇。根據一特定具體實例，材料亦具有載子遷移率。根據斗寸定具體實例，奈米結構化材料的載子遷移率、電子傳輸/電洞阻隔材料的電子遷移率、以及電洞傳輸/電子阻隔 56 200807731 材料的電洞遷移率係於約1〇_6 cm2/v_s

的範圍内。在一呈㈣奋如由*… Cm /V"S 率、電子傳… 奈米結構化材料的載子遷移專輪/-电洞阻隔材料的電子遷移率、以 /電子阻隔材料的電洞遷移率係於約二輸的載子遷移率、V卡、纟。構化材料及電洞傳輸/電：阻隔材料的電子遷移率、以至約100子阻隔材料的電洞遷移率係於約“起、力100 cmVV_s的範圍飾及替代選擇。田’、，、了以有其他變化、修結構具體實例，如顯示般，元件具有藉由奈米兮等正Γ 吸收所生成的正電荷载子與負電荷載子， 2正電荷載子與負電荷载子係於奈傳輸/電洞阻隔材料之間的介面分開 3化材枓與電子例，係於太平社m 且根據一特定具體實、不未'、、„構化材料與電洞傳輸/ 介面分開。負電荷載子係於具較大電子親^材:之間的化材料内傳輸，且正電荷载 / D力之示未結構結構化材料内傳幹在離電勢之奈米係於電子傳= 具體實例中，該等電荷載子部歷經大多^的/阻隔材料與電洞傳輸/電子阻隔材料内及替代選擇，輸。當然，可以有其他變化、修飾隔材料η體霄例中’元件具有上覆電洞傳輸/電子阻傳輸、同二在—特定具體實例中，該材料具有促進電洞實例：::隔：子傳輸的適宜性質。根據-特定具體 ‘.，、員不般，電洞傳輸/電子阻隔材料係覆於奈 57 200807731 化材料上方。在一特定具體實例中，電洞傳輸/電子阻隔材料可選自於金屬氧化物、第IV族半導體材料、第IV_IV 族半導體材料、金屬硫化物、銅化合物、有機半導體、該等的組合，其可為複合物及/或疊層狀、以及類似者。在一特定具體實例中，電洞傳輸/電子阻隔材料係選自於Ni0、 Cu20、Si、Ge、SiGe 合金、Cu2s、CuI、CuSCN、Cupe、

ZnPc、該等的組合，其可為複合物及/或疊層狀、以及類似者。當然，可以有其他變化、修飾及替代選擇。在一特定具體實例中，電子傳輸/電洞阻隔材料係置於奈米結構化材料與電子集電極之間，其將於下文中更完整也兒月在特疋具體貫例中，藉由奈米結構化材料之光吸收所生成的帶負電載子係優先分離至電子傳輸，電洞阻隔材料内並於電子傳輸/電洞阻隔材料内傳輸。在另一具體實例中，该電洞傳輸/電子阻隔材料係置於奈米結構化材料與 :同木电極之間，其已於前文言兒明。根據一特定具體實例， 1不米、、’構化材料之光吸收所生成的帶正電載子係優先 ^電’同傳輸7電子阻隔材料内並於電洞傳輸/電子阻隔材料内傳輸。當然，可以有其他變化、修飾及替代選擇。 +在-特定具體實例中，光伏元件包括I於電洞傳輸/ 0阻隔㈣的表面區域上方之電極結構ΐ4ιι。在一特定 ^體:例中’電極結構可由適宜的材料或材料組合製成。料可為金屬、有機材料、或該等的組合、以及類似 :視：體實例而定，電極層可為透光或遮光材料或反光 §然，可以有其他變化、修飾及替代選擇。 58 200807731 在-特定具體實例中，金屬可為鉬、鎢、金、銀、銅、鋁、鉑、鈀、鈷'其他適宜金屬，包括組合（例如及多層結構、以及類似者。或者，電極層可為物種二例如石墨，或聚合物物種。在-特定具體實例中了將至屬包入障壁金屬層或其他可具有較低電阻率且 T止任何金屬物種任意擴散而導致可#性障的適宜層之間。就透明電極層而言，電極材料可= =化=’例如氧化銦錫（通常料IT〇)、摻雜紹的氧化定具化錫，的任何組合、以及其他，視特並亘有二而疋。在—特定具體實例f ’電極結構可導電，、有小於所欲量之電阻率’根據一特定具體實例，1通 “、於約〇.〇1歐姆-公分或不大於約1〇〇歐姆-公分。當：，可以有其他變化、修飾及替代的進-步細節可在本案說明書通篇且本更案尤：製造方式到。、扁且更尤其是下文中找 ==明另—具體實例之用以形成❹光伏元件之不米设3材料的方法係簡單說明於下。 ^提供基材（例如玻璃），其包括—表面區域. 3.清例如RCA、音波、超音波）該表面區域；形成覆於該表面區域上方之電極層；料；I成覆於該電極層上方之電子傳輸/電洞阻隔材禮2形成覆於該電子傳輸/電詞阻隔材料上方之太平-構化材料(例如奈米顆粒、量子點、量子線、奈 59 200807731 米棒、奈米管、量子并、 6.形成太不、米殼、奈米帶、奈米多孔材料）；阻隔材料； T、米結構化材料上方之電洞傳輸/電子層；形成覆於該電洞傳輸/電子阻隔材料上方之電極 8視需要執行其他步驟；以及 9·提供光伏元件’其且右舯斟七人約7〇〇 nm範圍内之波县沾......匕3於約400 nm至礼固η之/皮長的光至少1 〇其代表至少該奈米結構化材料的特徵。"及收係數，上述步驟順序係提供一種根法。如顯示般，該方告你# 具體貫例的方 Β…使用包括根據本發明-且體實例形成用於光伏應用之奈米複合八體貫例輸/阻隔材料盥電子傳_ 丁 y、、〇才料以及電洞傳丁^、罨子傳輪/阻隔材料之方不㈣本案申請範圍的範圍之下，亦可:二合代：擇’其中係添加步驟、移除一或多個步：步驟以不同先後次序提供。根據—特定具體實例法的進-步細節可在本案說明書通：到。又兀其疋下文中找第15圖至帛18圖係例示根據本發明另—且製造用於光伏元件之奈米結構化材料的再—替；方圖。該等圖示僅為舉例，其不應過度偶限本案㈣、:：圍之範圍。具本技術一般技能之人士將認知其他二：飾及替代選擇。如顯示般，本案方法係藉由提/ 區域15G2之基材15G1開始。該基材構件包括—上覆表' = 60 200807731 戍半二t貫例中，基材構件可為絕緣體、導體、 =體’包括該等的任何組合及類似者。在貝例中，絕緣體可為玻璃、石英、塑膠、陶竟 j 類的均質及/或遍人；^ @A ^、他種。貝及/次硬合及/或豐層材料。導體可為金屬、金屬合金例中’ ’械材枓、或該等的任人以及類似者。或者，基材 … 矽铋人A」馮牛泠體材料，例如矽、矽-鍺合金、鍺、第m/v族 ^ 似去 Λ ^ 二 /VI族材料、以及類似者。§然，可以有其他變化、、修飾及替代選擇。在一特定具體實例中，該方法技術清潔表面區域。在—特定或多種適宜 w… 特疋具體實例中，清潔方法可包括濕式及/或乾式清潔技術。是包括RH p “潔技術的例子尤其例如里Λ _ y 、合y(例如丙嗣及/或醇類，例女異丙％、乙醇）進行之来g Μ去 / / 、该專的任何組合及颏似者。该清潔亦可包括超潔皙卜尤人挪， κ例如去離子水及/或實、員粒的水。在其他具體實例中，清辛方Φ可勺姑雷另f i杳、、、、土廿〆月〆糸方法可包括尾水，月/糸法，其係使用氧化物及/ ϋ > # yj, ^ h丨生乳體物種，例如氮、一他適宜氣體、以及類彳 .^ ^ ^ 頰似者。一旦清潔完成，該表面&域係貫質上不含仆與铷,, 百铖汙染物、金屬、以及其他化予物，包括該等的組合。當麸， + - ^ . …、具本技術一般技能之人士將遇知其他變化、修飾及替代選擇。再次參照第15圖，該方、本^ ^ 方n既方法包括形成覆於表面區域上万之电極層15〇3。在一此呈 / 二，、體實例中，電極層可藉由習用沈和方法形成，例如濺鍍、墓妒，兩n ^ “、、緵以及溶液沈積。如顯示 ’又包極、、、吉構係覆於基材構件之> ρ + 刊僻旰又表面區域上方。在一特定 61 200807731 具體實例中，雪括^士適宜材料可為入二適宜的材料或材料組合製成。者。視^/ $機㈣、或該等的組合、以及類似者視具體貫例而定，電極芦材料。當然，可以有其他以、或遮光材料或反光他文化、修飾及替代選擇。在一特定具體實例中，鋁、鉑、屬了為鉬、鎢、金、銀、銅、及多声έ士構#其他適宜金屬，包括組合（例如合金）物種，例如石.墨，或聚合物物種。在^::二為主的可將金屬包入障壁全屬寺疋/、體貝例中，防止任何金屬物種任音二：：可具有較低電阻率且亦可障的適V致可#性不足及/或操作故氧化物，二電極層而言，電極材料可為金屬如乳化銦錫（通常稱作鋅、摻雜氟的氧化錫 Η屬的乳化定具體實例 4的任何組合、以及其他，視特並具有小特定具體實财，電極結構可導電常小於約〇率’根據一特定具體實例，其通可以有=叫公分或不大於約〖。。歐姆-公分。當然，有，、他受化、修飾及替代選擇。在一 ::！地’本：方法可包括形成電極層之後的清潔方法。寸<具體實例中’清潔方法可包括濕式及/或乾式清絮付。該類濕式清潔技術的例子尤其是包括R = 容劑（例如丙嗣及/或醇類，例如異丙：：行之有機沖洗、兮笙AA y ^知）進可包括超淨水，二:任何組合及類似者。該清潔方法亦在其他具體實例中，清潔方法可包括電锻清潔吏 62 200807731 用氧化物及/或惰性氣體物種’例如氣、氬、和其他適宜氣體、以及類似者。一旦清潔完成，該表面區域係實質不含微粒、有機汙染物、金屬氣以及其他化學物，包括該等的組合。在一較佳具體實例中，該方法係於發生任何電極芦 >可染之前進行後續的沈積製程。當然，具本技術—般技能之人士將認知其他變化、修飾及替代選擇。 s在：較佳具體實例中’該方法形成上覆電子傳輸/電洞阻隔材料 1 5 0 5，如第1 $闰私芯 — 弟15圖所再次例示者。在一特定具體貝例中’该材料具有促進電子傳於、鬥卩士 + 疋电卞得輸、冋時亦阻隔電洞傳輪的適宜性質。如顯示般，雷电』得翰電子傳輸/電洞阻隔材料係覆於電極 1 5 0 3上方，該雷托击上y土从亥電極1父佳為透明的。此外，根據-特定具體實例，基材亦為透光的。、 Α者根據一特定具體實例，電極及基材不是透明的且亦 ^ c ώ J J包括反射材料，其使得電磁輪射能反射至光伏材料的活一區僅為舉例，電子傳輸/雷洞阻隔材料可為無機半導體、 4杯行i w 聪金屬虱化物、有機半導體、或任何其他適宜材料，向杠括材枓組合、璺層材料、以及類二者：在：特定具體實例中，電子傳輸/電洞阻隔材料可為物，包括但不限於：、Ti〇2、Sn〇2、彻3、以〇、其他金屬氧化物、以及類似者。當然，可 J 3 修飾及替代選擇。 /、、交化、 ^疋具體貫例中，該光伏元件係包括覆於電子傳輸/電洞阻隔材料15〇5 、子傳以闰,〇丨万之奈未結構化材料1601，如笫 16圖所例不者。在一弟電性搞合至電極構…奈米結構化材料係牛々表面區域。根據一特定具體實例， 63 200807731 該奈米結構化材料具有平面、定，奈米結構化材料包八的表面區域。視具體實例而 3夕個奈+ έ士招：係選自於奈米顆粒、量；机 ” /、、、、°構’該多個奈米結構里个點、| $ 奈米管、量子井、奈米Μ、* 攻、奈米柱、奈米棒、又示米帶、太半夕了丨40· 4 1 的任何組合、以及類似者。去不、木夕孔材料，該等及替代選擇。田…、可以有其他變化、修飾在一特定具體實例中，奈合物、均質材料、或異質材^ #化材料係由適宜的複以及類似者所製成。在一牲\匕括$層材料、分級材料、料包含半導體材料，例如第"體^例中’奈米結構化材錯）、第卿族、第ΙΙΙ/ν/νΛ(例mi·鍺合金，視具體實例*定，半導體料/、等的組合、以及類似者。體材料。在其他n/、可為無機何體或有機半導所組法 H 該材料可由金屬氧化物物種，、，、例子，該金屬氧化物可為Zn〇、Ti〇2、Sn〇、 w〇3、Cuo、Cu2〇、F 2 °2 e2〇3、該等的組合、以及類似 :。在”他一般具體實例中，奈米結構化材料係選自於全 :硫化物，例如 cU2s、FeS、FeS2、SnS、SnS2、ZnS4 ’奈米結構材料可為包含第IV料導體物種（例如

Fesl2)之半導體材料、以及類似者。當然，可以有其他變化替代選擇及修飾。夕在其他具體實例中，奈米結構化材料可具有使用一或夕種材料之特定空間形態。作為一例子，奈米結構化材料半 1 、往’其選自於第IV族半導體材料、第IV-IV族半導體材刺· T2 A 1»?-- 1斜、及金屬氧化物、以及類似者。在一替代具體 64 200807731 貝例中’奈米結構化材料包含選自於Si、Ge、SiGe人金之奈米柱。在其他具體實例中，奈米結構化材料係包含選自於ZnO、FeO、Fe2〇3、Cu0、Cu2〇之奈米柱。在再其他具體實例中，奈米結構化材料係包含奈米管，其選自於第 IV族半導體材料、第IV-IV族半導體材料、以及金屬氧化物。在其他具體實例中，奈米結構化材料包含了包含Ti0 的奈米管。或者，奈米結構化材料可包含奈米結構化金屬硫化，，例如Fes2、SnS、SnS2、ZnS及類似者。在某些具體’例中’奈米結構化材料可包括包含帛IV族半導體物種（例如FeSi2 )之半導體材料。當然，可以有其他變化、-修飾及替代選擇。

厚度範圍從約1 nm至約、視具體實例而定，奈米結構化材料可具有某些空間尺寸作為例子，奈米結構化材料的厚度範圍從約丨在一替代具體實例中， nm至約i〇〇a 奈米結構化材料的

丄nm至約100 nm。在其他具々厚度範圍從約1 nm至約5〇、修飾及替代選擇。

構化材料的厚度範圍從約1 結構化材料的厚度範圍從約體實例中，奈米結構疋件亦具有代表奈米結構化材第一游離電勢。根據一特定具游離電勢代表電子傳輪/電電子親和力與第三游離電勢的特徵。在一較佳具體實例 65 200807731 中弟一笔子親和力與第二游離電勢係分別小於第一電子親和力與第一游離電勢’而且第一電子親和力與第一游離電勢係刀別小於第二電子親和力與第二游離電勢。在一較佳具體實例中，第二電子親和力係小於第三游離電勢。在一較佳具體實例中，奈米結構化材料係具有針對包含於約 400 nm至約7〇〇 nm範圍内之波長的光至少⑺3之光吸收係數。當然，可以有其他變化、修飾及替代選擇。在特定具體貫例中’元件具有代表奈米結構材料以及各載子傳輸/載子阻隔材料特徵的特定電子親和力與游離電勢。在一特定具體實例中，電子傳輸/電洞阻隔材料的電子親和力與游離電勢係分別比奈米結構化材料的電子親和力與游離電勢大至少、100meV，而且奈米結構化材料的電子親和力與游離電勢係分別比電洞傳輸/電子阻隔材料電子親和力與游離電勢大至少、1〇〇meV。在其他具體實例中，電子傳輸/電洞阻隔材料的電子親和力與游離電勢係分別比奈米結構化材料的電子親和力與游離電勢大至少 meV ’而且奈米結構化材料的電子親和力與游離電勢係分別比電洞傳輸/電子阻隔材料的電子親和力與游離電勢大至少300 meV。在其他具體實例中，電子傳輸/電洞阻隔材料的電子親和力與游離電勢係分別比奈米結構化材料的電子親和力與游離電勢大至）5〇〇 meV，而且奈米結構化材料的電子親和力與游離電勢係分別比電洞傳輸/電子阻隔材料的電子親和力與游離電勢大至少5〇〇 meV。當然，可以有其他變化、修飾及替代選擇。 66 200807731 才一·· /iib 目、疋/、體實例，奈米結構化材料的特徵係於能帶間隙。枢撼 4. ,根據—特定具體實例，奈米結構化材料的能帶間隙係於約1 〇 ev = 1 :至約2.0 eV的範圍内。在一替代特定具旦貝不米結構化材料的能帶間隙係於约1.2 eV至約 1.8 eV的範圍内，+ + ^ 王、巧或者，奈米結構化材料的能帶間隙係於約1 · 3 e V至的〗< Λ r 、 .…的範圍内。當然’可以有其他變化、修飾及替代選擇。根據—特定具體實例，該奈米結構化材料亦具有载子遷私率。根據-特定具體實例’奈米結構化材料的载子遷移率、電子傳輸/電洞阻隔材料的電子遷移率、以及輸/電子阻隔材料的電洞遷移率係於肖ι〇·6 * 5000 cm2/V_s 的筋圚囟如、、~ 的乾圍内。在—替代具體實例中化材料的載子遷移率、電子傳卞、、°構千电千傳輸/電洞阻隔材料的電子遷率、以及電洞傳輸/電子阻隔刼祖从+、 ^ ^ 隔材枓的電洞遷移率係於約1〇-3 cm /V-s 至約 1〇〇〇 cm2/v 的餘 “ 的靶圍β。在其他具體實例中，示米結構化材料的載子遷移率、 + Ό $子傳輸/電洞阻隔材料的 %子遷移率、以及電洞傳輸/電子扪 _ 丁丨且|阄材枓的電洞遷移率孫於約1 cm2/V-s至約1〇〇 cm2/v 年係 / v s的靶圍内。當麸，可其他變化、修飾及替代選擇。 μ 有在-特定具體實例中，元件具有藉由奈米之光吸收所生成的正電荷載子盥負、… 材料 =與負電荷載子，於奈米結構化材料與電子傳輸/電電同：隔材料之間的介面/刀開’且根據—特定具體實例，係於太未結構化材料與電洞傳輪/電子阻隔材料之間的介面分^ 67 200807731 • 負包何載子係於具較大電子親和力之奈米結構化材料内傳輸，且正電荷載子係於具較小游離電勢之奈米結構化材料内傳輸。在一特定具體實例中，該等電荷載子係於電子傳輸/弘洞阻隔材料與電洞傳輸/電子阻隔材料内部歷經大多數的載子傳輸。當然，可以有其他變化、修飾及替代選擇。在一較佳具體實例中，該方法形成上覆電洞傳輸/電子阻隔材料17〇1，如帛17目所例示者。在一特定具體實例中，電洞傳輸/電子阻隔材料具有促進電洞傳輸、同時亦阻隔兒子傳輸的適宜性質。根據一特定具體實例，如顯示般，電洞傳輸/電子阻隔材料係覆於奈米結構化材料上方。在一特定具體實例中，電洞傳輸/電子阻隔材料可選自於金屬氧化物、第iv族半導體材料、第Iv_lv族半導體材料、金屬硫化物、鋼化合物、有機半導體、該等的組合，其可為複口物及/或g層狀、以及類似者。在一特定具體實例中，電洞傳輸/電子阻隔材料係選自於NiO、Cu2〇、Si、Ge、Si(3e 合金、Cu2S、CuI、CuSCN、Cupc、Znpc、該等的組合，其可為複合物及/或疊層狀、以及類似者。當然，可以有其他變化、修飾及替代選擇。 "在特定具體實例中，電子傳輸/電洞阻隔材料係置於奈米結構化材料與電子集電極之間，其將於下文中更完整地說明。在-特定具體實例中，藉由奈米結構化材料之光吸收所生成的帶負電載子係優先分離至電子傳輸/電洞阻隔材料内並於電子傳輸/電洞阻隔材料内傳輸。在另一具體實例中，該電洞傳輸/電子阻隔材料係置於奈米結構化材料與 68 200807731 電洞集電極之n.甘旌占夫间，其已於前文說明。根據一特定具體實例，

错由奈米結構化# M 分雜η、光吸收所生成的帶正電載子係優先 .^寻輸/电子阻隔材料内並於電洞傳輸/電子阻隔何料内傳輸。各田…、，可以有其他變化、修飾及替代選。、、圖，該方法形成覆於電洞傳輸/電子阻隔材枓的表面區^ 、層1703。在一特定具體實例中，厘可由適宜的材料或材料組合製成。適宜金屬？機材料、或該等的組合、以及類似者。視具體；疋電極層可為透光或遮光材料或反光材料。♦然，可以有其他變化、修飾及替代選擇。 …、在-特定具體實例中，金屬可為翻、鎢、金、銀、鋼、呂鉑、1巴、姑、其他適宜金屬，包括組合（例如合全）及多層結構、以及_如本 ^ 金）類似者。或者，電極層可為以碳為主的例如石墨’或聚合物物種。在一特定具體實例中，了將金屬包入障壁金屬層或其他可具有較低電阻率且亦可防止任何金屬物種任意擴散而導致可靠性不足及/或摔作故且層之間。就透明電極層而言，電極材料可為金屬乳化物’例如氧化銦錫（通常__、摻雜鋅、換雜氟的氧化錫、該等的任何組合、以及其他，視特疋具體實例而定。在一特定具體實例中，電極結構可” :具有小於所欲量之電阻率，根據一特定具體實例，其通爷小於約0·01歐姆-公分或不大於約1〇〇歐姆-公分。當然，可以有其他變化、修飾及替代選擇。上述步驟順序提供-種根據本發明—具體實例的方 69 200807731 法。如顯示般，該方法形成用於光伏應用之奈米複合争米^本發明一具體實例輸/阻隔材料與電子傳輪/阻隔材料之。方：材料以及電洞傳不捧離本案申請範圍的範圍之下，亦:的步驟組合。在擇，其中係添加步驟、移除一或多個步可提他替代選步驟以不同先後次序提供。根據—特定且體多個法的進-步細節可在本案說明書通二案方到。更尤其疋下文中找再-1代太圖半係例不根據本發明一具體實例用於光伏元件之曰代示米結構化材料1900的簡圖。此其不應過度地限制本荦申H " ”、、例，般技…… 圍之範圍。具本技術- b 士將"忍知其他變化、修飾及替代選擇。所链一的是奈米結構化材料（包含例如奈米顆芯 :f=、奈米棒、奈米管、量子井、奈米殼、奈米; 不…夕孔材料）製成的光伏元件。在—特定具體實例中，该几件係包括基材構件測。該基材構件係包括一上覆表面區域、。在—特定具體實例中’基材構件可為絕緣體，導體、或半導體’包括該等的任何組合及類似者。在一特定具體實例中，絕緣體可為玻璃、石英、塑膠、陶瓷、或$ 他種類的均質及/或複合及/或疊層材料。在一特定具體實例中，導體可為金屬、金屬合金、或該等的任何組合、= 及類似者。或者，基材構件可為半導體材料，例如矽、矽_ 鍺合金、鍺、第III/V族、或第II/VI族材料、以及類似者。當然’可以有其他變化、修飾及替代選擇。 70 200807731 在—特定具體實例中，該光伏元件包括覆於基材構件 =表面區域上方之電極結構19〇3。在一特定具體實例中，電極結構可由適宜的材料或材料組合製成。適宜材料可為金屬、有機材料、或該等的組合、以及類似者。視具體實 J而疋黾極層可為透光或遮光材料或反光材料。當然，、了以有其他變化、修飾及替代選擇。在一特定具體實例中，金屬可為鉬、鎢、金、銀、鋼、鋁:鉑、鈀、鈷、其他適宜金屬，包括組合（例如合金）及夕層結構、以及類似者。或者，電極層可為以碳為主的物種’例如石,墨，或聚合物物種。在一特定具體實例中，可將金屬包入障壁金屬&或其他可具有車交低電阻率且亦可金屬物擴散而導致可靠性不^及/或操作故 :且層之間。就透明電極層而言，電極材料可為金屬 :化：雜，如ί化銦錫（通常稱_ IT〇)、摻雜銘的氧化定呈體=的錢錫、該等的任何組合、以及其他，視特。在―特^具體實例中，電極結構可導電 ::有小於所欲量之電阻率，根據-特定具體實例，其通 ^、於約0.01歐姆-公分或不大於約刚可以有其他變化、修飾及替代選擇。田然’ 阻隔體在實例中，該元件具有上覆電子傳輸/電洞隔材料具有促進電子—^定具體㈣中，電子傳輸/電洞阻質。如顯示般，電;^傳輸、同日"亦阻隔電洞傳輸的適宜性上方，該電極較佳輸/電洞阻隔材料係覆於電極1903 :、、、、明的。此外，根據一特定具體實例， 71 200807731 基材亦為透光的。或者，扭祕 & _ 根據一特定具體實例，電極及基材不是透明的且亦可肖相Γ β u u、括反射材料，其使得電磁輻射能反射至光伏材料的活化區。A ^ L 在一較佳具體實例中，電子傳輸/ 电/同阻材料係以奈米結構化為主。亦即，電子傳輸電洞阻隔材料可由肖括佗π职枯仁不限於下列之物理結構製成：奈米顆粒里子點、Ϊ子線、奈米柱、奈米棒、奈米管、量子井、奈米殼、奈米帶、本半农7丨,, ”木夕孔材料，包括組合、多層結構、以及類似者。當然’可以有變化、修飾及替代選擇。此外’電子傳輸/電洞阻隔材料可由適宜物種製成。僅為舉例’電子傳輸/電洞阻隔材料可為無機半導體、金屬氧 =物、有機半導體、或任何其他適宜材料，包括材料組合、 :層材料、以及類似者。在—特定具體實例巾，電子傳輸/ 电/同阻材料可為金屬氧化物，包括但不限於：Znm〇2、

Sn02、W〇3、Fe2〇3、其他金屬氧化物、以及類似者。當然，可以有其他變化、修飾及替代選擇。在—料具體實例中，該光伏㈣係包括詩電子傳輸/電洞阻隔材料_上方之奈米結構化材料削7。在一 /、體貝例中’奈米結構化材料係電性耦合至電極構件域。根據一特定具體實例，奈米結構化材料具有的表面區域。視具體實例而定’奈米結構化材料包含 :固，米結構’該多個奈米結構係選自於奈米顆粒、量子奈米二子米柱、奈米棒、奈米管、量子井、奈米殼、二J不、只夕孔材料’該等的任何組合、以及類似者。 -較佳具體實例卜奈米結構化材料报薄並符合電子傳 72 200807731 輸/電洞阻隔材料的表面。在一特定具體實例中，奈米結構化材料為小於約50 nm之半導體材料，例如矽、石夕鍺。當然’可以有其他變化、修飾及替代選擇。在一特定具體實例中，奈米結構化材料係由適宜的複合物、均質材料、或異質材料，包括疊層材料、分級材料、以及類似者所製成。在一特定具體實例中，奈米結構化材料係包含半導體材料，例如第IV族（例如矽、矽_鍺合金，錯）第II/VI族、第ΠΙ/ν族、該等的組合、以及類似者。視具體實例而定，半導體材料可為無機半導體或有機半導體材料。在其他具體實例中，該材料可由金屬氧化物物種所組成。作為一例子，該金屬氧化物可為Ti〇2、Sn〇2、 W〇3、CuO、Cu2〇、Fe〇、Fe2〇3、該等的組合以及類似者。在其他一般具體實例中，奈米結構化材料係選自於金屬硫化物，例如 CU2S、FeS、FeS2、SnS、SnS2、ZnS 及類似者。或者，奈米結構化材料可為包含第Iv族半導體物種（例如FeSiJ之半導體材料。當然，可以有其他變化、替代選擇及修飾。在其他具體貫例中，奈米結構化材料可具有使用一或多種材料之特；^間形態。作為_例子，|米結構化材料係包含奈米柱，其選自於第IV族半導體材料、第ιν·ιν 族半導體材料、及金屬氧化物、以及類似者。在一替代具體實例中，奈米結構化材料包含選自於Si、Ge、siGe 2 金之奈米柱。在其他具體實例中’奈米結構化材料係包：選自於ZnO、Fe〇、Fe2〇3、⑽、CM之奈米柱在再其 73 200807731 他具體實例中，奈米結構化材料係包含奈米管，其選自於第iv族半導體材料、第IV_IV族半導體材料、以及金屬氧化物。纟其他具體實例中，奈米結構化材料包含了包含〇2的不米官。在再一替代具體實例中，|米結構化材料可包含奈米結構化金屬硫化物，舉例來說，尤其是以^、、SnS2、ZnS。當然，可以有其他變化、修飾及替代選 % /rr即何节电于阻隔/電傳輸材料的形態並可具有特定办門尺十.. 奈米結構化材料的戶穿〜 △間尺寸。作為-例子，替代具體實例中，夺米m 至、mm。在一至約7S 不卡、，'口構化材料的厚度範圍從約i nm 、、勺75 nm。更進一步的從約1 _至約50·。或者，2 料的厚度範圍從約1 rnn至％ — 不米結構化材料的厚度範圍 1王约25 nm。當麸，π 丄以代選擇。、ϋ以有八他變化、修飾及替在一特定具體實例中，料特徵的第一雷^+ /、/、有代表奈米結構化材 ^ 電子親和力與箆一ν^ 體實例，第-带？存離電勢。根據一特定具狗阻隔材料的特徵，第三雷：：私離電勢代表電子傳輸/電電洞傳輸/電子阻Ρ材料的姓親和力與第三游離電勢代表三電子親和力在一較佳具體實例中，第與第—游離電勢，第一雷勢係刀別小於第一電子親和力小於第二電子親和力盥第：：：力與第—游離電勢係分別係小於第三游離電勢電勢，且第二電子親和力砬佳具體實例中，奈米結構化 74 200807731 材料係，、有針對包含於約4〇〇 nm至約7⑼nm範圍内之波長的光至〉1 〇 cm-i之光吸收係數。當然，可以有其他變化、修飾及替代選擇。、在-特定具體實財，元件係具有代表奈米結構材料以及各載子傳輸/載子阻隔材料特徵的特定電子親和力與游離電勢。在—特定具體實财，電子傳輸/電洞阻隔材料的電子親和力與游離電勢係分別比奈米結構化材肖的電子親和力與游離電熱女$ + , ΛΛ ^ 羿大至）10〇 meV，而且奈米結構化材料的電子親和力與游離電勢係、分別比電洞傳輸/電子阻隔材料的電子親和力與游離電勢大…00mev。在其他具體實例中，電子傳輸/電洞阻隔材料的電子親和力與游離電勢係分別比不米結構化材料的電子親和力與游離電勢大至少3⑽ meV ’而且奈米結構化材料的電子親和力與游離電勢係分 I屯'同傳輸/电子阻隔材料的電子親和力與游離電勢大至 ★ meV在其他具體實例中，電子傳輸/電洞阻隔材料的電子親和力與游離電勢係比奈米結構化材料的電子親和力與游離電勢大至少、5〇〇 meV’而且奈米結構化材料的電子親和力與游離電勢係分別比電洞傳輸/電子阻隔材料的電子親和力與游離電勢大至少500 meV。當然，可以有其他變化、修飾及替代選擇。 ▲根據-特定具體實例，奈米結構化材料的特徵係在於 μ間隙m定具體實例，奈米結構 …至一的範圍内。在-替代特定：體只例中，奈米結構化材料的能帶間隙係於約i 2 ev至約 75 200807731 ι.“ν的範圍内。或者，奈米結構化材料的能帶間隙係於約1.3 eV至約1.6 eV的範圍内。當然，可以有其他變化、修飾及替代選擇。根據一特定具體實例，該奈米結構化材料亦具有載子遷移率。根據-特定具體實例，奈米結構化材料㈣子遷 =、電子傳輸/電洞阻隔材料的電子遷移率、以及電洞傳輸/龟子阻隔材料的電洞遷移率係於約1〇-6 / v - s 至約 :〇〇 cm2/v_s㈣圍内。在另一具體實例中，奈米結構化材枓的載子遷移率、電子傳輸/電洞阻隔材料的電子率、以及電洞傳輸/電子阻隔材料的電洞遷移夕3 :2/v-s" ==材料的載子遷移率、電子傳輸/電洞阻隔材料的二以及電洞傳輸/電子阻隔材料的電洞遷於心cmVV-s至、約100 cm2/v_s的範圍内。當然，其他變化、修飾及替代選擇。根據—特定具體實例，如顯示般，元結構化材料之光吸收所生成的正電荷載子與負未傳亥=電荷載子與負電荷載子係於奈米結構化材料 :輸'洞阻隔材料之間的介面分開，且根據一特定具體· :於奈米結構化材料與電洞傳輸/電子阻隔材料之二化材料内傳輸，且正電荷載子係:==米結構係於電=?。在—特定具體實例中，該等電荷載子子傳輸/電洞阻隔材料與電洞傳輸/電子阻隔材料内 76 200807731 p i、、二大夕數的載子傳輸。當然，可以有其他變化、修飾及替代選擇。在較佳具體實例中，元件具有上覆電洞傳輸/電子阻材料1909。在一特定具體實例中，電洞傳輸/電子阻隔材料具有促進電洞傳輸、$時亦阻隔電子傳輸的適宜性貝根據特疋具體實例，如顯示般，電洞傳輸/電子阻隔材料係復於奈米結構化材料上方。在一特定具體實例中，私洞傳輸/電子阻隔材料可選自於金屬氧化物、第W族半導體材料、第IV_IV族半導體材料、金屬硫化物、銅化合物有機半$體、該等的組合，其可為複合物及/或疊層狀、以及類似者。在一特定具體實例中，電洞傳輸/電子阻隔材料係選自於NiO、Cu2〇、Si、〜合金、cu2s、μ、 CN CuPc、ZnPc、該等的組合，其可為複合物及/或疊層狀、以及類似者。當然，可以有其他變化、修飾及替代選擇。在-特定具體實例中，電子傳輸/電洞阻隔材料係置於奈米結構化材料與電子#電極之間，纟將於下文中更完整地說明。在-特定具體實例中，#由奈米結構化材料之^ 吸收所生成的帶負電载子係優先分離至電子傳輸/電洞阻隔材料内亚於電子傳輸/電洞阻隔材料内傳輸。在另一具體實例中’該電洞傳輪/電子阻隔材料係置於奈米結構化材料與電洞集電極之間；其6於前文說明。根據-特定具體實例，藉由奈米結構化材料之光吸收所生成的帶正電載子係優先分離至電洞傳輸/電子阻隔材料内並於電洞傳輸/電子阻隔 77 200807731 材料内傳輸。當然，可以有其他變化、修佛及替代選擇。在一特定具體實例中，弁帝光伙件包括覆於電洞傳輪/ % —π ;斗的表面區域上方之電極結構1911。在一特定 ^體貝例中，電極結構可由適宜的材料或材料組合製成。 =宜材料可為金屬、有機材料、或該等的組合'以二似視具體貫例而定，電極結構可為透光或遮光材料或反材枓。當然，可以有其他變化、修飾及替代選擇。一在-特定具體實例中，金屬可為鉬、鎢、金、銀、銅、二：二把、姑、其他適宜金屬，包括組合（例如合金）夕層、、，。構、以及類似者。或者，電極結構可為以碳為主。八例如石墨，或聚合物物種。在一特定具體實例中，可將金屬包入障壁金屬I或其他可具有較低電阻率且亦可防止任何金屬物種任意擴散而導致可靠性不足及障的適宜層之間。就透光電極層而言，電為氧化物’例如氧化姻錫（通常稱作ΙΤΟ)、接雜銘= 辞、摻雜氟的氧化錫、該等的任何組合、以及其他定具體實例而定。在-特定具體實例中，電極結構可導見= =/、有小於所欲量之電阻率，根據一特定具體實例，其通苇j於；0.01歐姆·公分或不大於約1〇〇歐姆-公分。當然，可以有其他變化、修飾及替代選擇。本案元件之製造方式的進一步細節可在本案說明書通篇且更尤其是下文中χ 到。 r找 …根據本發明另一具體實例之用以形成用於光伏元件之奈米複合材料的方法係簡單說明於下。 78 2·200807731 提供基材（例如玻璃），其包括—表面區域； 3· 4· 料；清潔（例如RCA、音波、超音波）該表面區域；幵> 成覆於該表面區域上方之電極；形成覆於該電極層i方之電子傳輸/電洞阻隔材 P構化if覆於該電子傳輸/電洞阻隔材料上方之共形奈如奈米顆粒、量子點、量子線、奈米柱、 :)、：、量子井、奈米殼、奈米帶、奈米多孔材 6·形成覆於該奈米結構化材料卜古+ + 阻隔材料； +上方之電洞傳輸/電子極層；形成覆於該電洞傳輸/電子阻隔材料上方之電 8·視需要執行其他步驟；以及二。一一數’其代表至少該奈米結構化材料的特徵:…吸收係上转驟順㈣提供—種根據本法。如顯示般，該方法係使用 -體貧例的方形成用於光伏應用之夺平複入乂康本發明—具體實例輸，阻隔材料與電子傳輸广以及電洞傳不恃離本案申請範圍的範圍 =式的步驟組合。在擇，其令係添加步驟、移除一：可提供其他替代選步騾以不同先徭4皮担一夕驟、或者一哎多侗後…供。根據-待定具趙貧例之本索方個 79 200807731 法的進一步細節可在本案說明書通篇且更尤其是下文中找到。，第20圖至第22圖係例示根據本發明一替代具體實例之製造用於光伏元件之奈米結構化材料的再一替代方法的 _。該等圖示僅為舉例，其不應過度侷限本案中請專利車巳圍之範圍。具本技術一般技能之人士將認知其他變化、修飾及替代選擇。如顯示般，本案方法係藉由提供包括上覆表面區域2002之基材構件肅開始。在一特定具體杏例中，基材構件可為絕緣體、導體、或半導體，包括該二及類似者。在一特定具體實例中，絕緣體玻璃、石英、塑膠、陶这 ,,^ 一夕尤、或其他種類的均質及/或複人及 /或疊層材料。在一牯定目舰〜^ X设口及在特疋具體貫例中，導體可為金屬、全合金、有機材料、戋嗜辇孟屬次及#的任何組合、以及類似者。基材構件可為半導體姑 ^有

族、…二，鍺合金、錯、第HI/V 、S弟私材料、以及類似者。當然，可以古甘變化、修飾及替代選擇。有/、他 _在一特定具體實例中，該方法包括使用—或技術清潔表面區域的清、, 、且们β，糸方法。在一特定具體實例中，、主潔方法可包括濕式及/或乾、切中 >月的例子尤其是包括RCA f 赢技術八β，糸、濕浸、以溶劍（你^ /或醇類，例如異丙醇、7 J如丙_及 ^ 乙醇）進行之有機沖洗、兮f 何組合及類似者。該清窄以4的任 θ，系方法亦可包括超潔淨水離子水及/或實質上不含例如去方法可包括電漿清、、_、$ 丨中，清 ^ “法，其係使用氧化物及/或惰性氣體 200807731 物種，例如虱、氬、和其他適、生嗜〜、且礼體、以及類似者。一旦 /月办元成，該表面區域係實質F 一今屬 π貝上不含微粒、有機汙染物、 "屬、以及其他化學物，包括該等術一妒姑At > ,, 寸97、、且合。當然，具本技 : 人士將認知其他變化、修部及替代選擇。再次參照第20圖，該方法包 ^ 上方之雷形成覆於該表面區域電極層2003。在一也呈臀告^ 用沈積方法mi": 巾，電極層可藉由習 1貝乃沃开》成，例如錢錄、蒗示妒，瘵鍍、以及溶液沈積。如顯 y、、又％極結構係覆於基材構、、、宁艮麯一傅1千之表面區域上方。在一牲疋/、體貫例中，電極結構可〜、成。適宜材料且的材料或材料組合製 4可為金屬、有機材料、類似者。禎呈辦每m ^ 4的組合、以及反光材料。♦妙 …透先或遮光材料或 ”然，可以有其他變化、修飾及替代選擇。特疋具體實例中，全屬可氣紹、鉬 "屬可為銷、鎢、金、銀、鋼、免、鈷、其他適宜金屬及多層沾槿 k且金屬’包括組合（例如合金）物種，例如石黑— 一戈者電極層可為以碳為主的可將金屬~ ‘：物物種。在-特定具體實例中，防止任何：:=金f層或其他可具有較低電阻率且亦可障的適^之門任②擴散而導致可靠性不足及/或操作故氧化物，例, 曰叨。叾極材科可為金屬姓^ 氧化銦錫（通常稱作ιτο)、摻雜鋁的气儿鋅、摻雜蠢— 〇雜銘的乳化定具體實例而聽Γ該等的任何組合、以及其他，視特並具：：在-特定具體實例中，電極結構可導電、所奴Ϊ之電阻率，根據一特定常小於約〇 Λ1 千；^尿特疋具體貫例，其通 •歐姆公分或不大於約100歐姆-公分。當然， 81 200807731 可以有其他變化、修飾及替代選擇。任擇地’本案方法可包括形成電極在-特定具體實例中，清潔方法可包法。 y购式清潔技術的例子尤其是包括 Γ:溶劑（例如丙_醇類，例如異丙醇、乙：）：仃之有機沖洗、該等的任何）進可包括妒> σ夂頬似者。该清潔方法亦括“# ’例如去離子水及/或實質上不含顆教的水。在其他具體實例中，清- 及/土 m - 左J已枯包漿清潔法，苴係使用氣化物及/或惰性氣 /、宜氣體、以及類似者。:曰:Γ氮、氬、和其他適一 π》糸完成，該表面區域係實質上不έ微粒、有機汗染物、全、該等的組合。在-較佳且體及其他化學物，包括 m ί 列令’該方法係於發生任何 : '…之前進行後續的沈積製程。當然，具本技術一 '又技月匕之人士將認知其他變化、修飾及替代選擇。 2較佳具體實例中，該方法形成上覆電子 =料鳩’如第2。圖所再次例示者。在一特定具體只例中，該材料具有促進電子傳輸、同時亦阻隔電洞傳輸的適宜性質。如顯示般，電子傳輸/電洞阻隔材料係覆於電極则上方’該電極較佳為透明的。在一特定具體實例 :、亥電子傳輸/電洞阻隔材料為奈米結構化材料，如顯示般’其包括表面配置特徵（top〇graphy) 2_。此外，根據 —特定具體實例，基材亦為透光的。或者，根據—特定呈體實例’電極及基材不是透明的且亦可包括反射材料，其使得電磁輕射能反射至光伏材料的活化區。僅為舉例，電 82 200807731 子傳輸/電洞阻隔材料可為無機半導體、金屬氧化物、有機半導體、或任何其他適宜材料，包括材料級合、疊層材料、乂及油者。在—特定具體實例中，電子傳輸/電洞阻隔材料可為金屬氧化物’包括但不限於：Zn〇、Ti〇2、Sn〇2、 :〇3、Fe2C>3、其他金屬氧化物、以及類似者。當然，可以有其他變化、修飾及替代選擇。 ^在:特定具體實財，光伏元件包括|於電子傳輸/ 二顧:材枓2005上方之奈米結構化材料Μ。?，如第η 性在一較佳具體實例中，奈米結構化材料係電险轉合至電極構件的表面區夺乎社播^匕域才艮據-特定具體實例，該化材料具有非平面表面區域。視具體實例而定，自於夺乎顆也曰；卡結構，該多個奈米結構係選管、量子井、…、太：：線、奈米柱、奈米棒、奈米何組合、以及：’W、奈米多孔材料，該等的任材料八+ 、以。在一特定具體實例中，奈米結構化 :係…子傳輸/電洞阻隔材料的表 = 電洞阻隔材料之奈米結構化材料内部的孔隙。當= 乂有其他變化、修飾及替代選擇。 …、" 在一特定具體實例中，夺合物、均質材料、或異質材料，;；括構田化/料係由適宜的複以及類似者所製成。在—特^括^層材料、分級材料、料包含半導體材料，例如第^ν、體貫例中’奈米結構化材鍺）、第n/VI族、第III/V族…族（例如矽、矽-鍺合金、视具體實例而$，半導體材料;亥：的組合、以及類似者。 7為無機半導體或有機半導 83 200807731 體材料。在其他具體實例中，該材料可由金屬氧化物物種所且成作為例子，該金屬氧化物可為ZnO、Ti〇2、Sn02、 W03、CuO、Cu2〇、Fe〇、以办、該等的組合以及類似者。在其他—般具體實例中，奈米結構化材料係選自於金屬硫化物，例如 Cu2S、FeS、FeS2、SnS、SnS2、ZnS，該 =之組。、以及類似者。或者，I米結構化材料可為包含第IV族半導體物種（例如卜％ )之半導體材料。當然，可以有其他變化、替代選擇及修飾。在其他具體實例中，奈米結構化材料可具有使用一或多種材料之特定空間形態。作為—例子，冑米結構化材料係包含奈米柱，其選自於第IV族半導體材料、第ιν_ιν 族半導體材料、及金屬氧化物、以及類似者。在另一具體貝例中，奈米結構化材料包含選自於Si、Ge、siGe合金之奈米柱。在其他具體實例中，奈米結構化材料包含選自於ZnO、FeO、Fe203、Cu〇、Cu2〇之奈米柱。在再其他具體貝例中，奈米結構化材料係包含奈米管，其選自於第IV 族半導體材料、第IV-IV族半導體材料、以及金屬氧化物。在其他具體實例中，奈米結構化材料包含了包含Ti02的奈米官。在再一替代具體實例中，奈米結構化材料可包含奈米結構化金屬硫化物’例如尤其是FeS2、SnS、SnS2、ZnS。或者，奈米結構化材料可包括包含第IV族半導體物種（例如FeSiD之半導體材料。當然，可以有其他變化、修飾及替代選擇。視具體實例而定，奈米結構化材料可具有某些空間尺 84 200807731 寸。作為一例子，条至約5〇〇〇nm。在另：：構：材料的厚度範圍從約i nm 度範圍從約1 _至約100體“列中’奈米結構化材料的厚化材料的厚度範圍從更進步❺疋，奈求結構構化材料的厚度範圍從約丨一不未、、、口實例中，奈米結構化材料的厂 _ η"1。在其他具體當然，可以有其他變化、、約1nm至約5〇nm〇 Q 修飾及替代選擇。在-特定具體實例中，元料特徵的第一電子軺U t ，代衣不水、纟。構化材體實例，第-電子雜第一游離電勢。根據-特定具、π _—電子親和力與第二游離電勢代表電子奸/雷洞阻隔材料的特徵代衣罨子傳輸/電電、、親和力與第三游離電勢代表電w材料的特徵。在—較佳具體實例中，第與：一與第三游離電勢係分別小於第-電子親和力別二⑨勢’且第-電子親和力與第-游離電勢係分 =於弟二電子親和力與第二游離電勢。在一較佳具體實二電子親和力係小於第三游離電勢。在-較佳具且只列，奈米結構化材料係具有針對包含於約400 :約㈣範圍内之波長的光至少103 cm」之光吸收係。當然，可以有其他變化、修飾及替代選擇。在一特定具體實例中，元件具有代表奈米結構材料以 =各載子傳輸/載子阻隔材料特徵的特定電子親和力與游離包勢。在-特定具體實例中，電子傳輸/電洞阻隔材料的電 Μ力/、游離電勢係分別比奈米結構化材料的電子親和力”為離包勢大至纟100mev，而且奈米結構化材料的電 85 200807731 子親和力與游離電勢係分別比電洞傳輸/電子阻隔材料的電子親和力與游離電勢大至少100nieV。在其他具體實例中，電子傳輸/電洞阻隔材料的電子親和力與游離電勢係分別比奈米結構化材料的電子親和力與游離電勢大至少3⑽ meV，而且奈米結構化材料的電子親和力與游離電勢係分別比電洞傳輸/電子阻隔材料的電子親和力與游離電勢大至少300 meV。在其他具體實例中，電子傳輸/電洞阻隔材料的電子親和力與游離電勢係分別比奈米結構化材料的電子親和力舆游離電勢大至彡500 meV ’而且奈米結構化材料的電子親和力與游離電勢係分別比電洞傳輸/電子阻隔材料的電子親和力與游離電勢大至少5〇〇 meV。當然，可以有其他變化、修飾及替代選擇。 _根據—特定具體實例，奈米結構化材料的特徵係在於 =間隙。根據—特定具體實例’奈米結構實例中，奈米結構化材料的能帶間隙係於約圍内”戈者，奈米結構化材料的能帶間隙係於…3 eV至、力1.6 eV的範圍及替代選擇。田‘、、、了以有其他變化、修飾則尿-特定具體實例，奈米結構遷移率。根據-特定具體實例，奈米4 H、有載子移率、電子傳輸/電洞阻隔材料、遷】㈣的载子遷輸/電子阻隔材料的電洞遷移率係於：:= 及電洞傳 5000 Cm"V_s的範圍内。在另 m s至約體貫例中，奈米結構化 86 200807731 材料的載子遷移率、電+值仏、 __ 千傳輪/電洞阻隔材料的電子遷移率、以及電洞傳輸/電子阻隔鉍电卞丨且隔材枓的電洞遷移率係於約1〇·3 cm /V_s 至約 1 〇〇〇 cm2/V-s 的餘 fi βη > 斗的耗圍内。在其他具體實例中， :米結構化材料的載子遷移率、電子傳輸/電洞阻隔材料的电子遷移_ α及電洞傳輸/電子阻隔材料的電洞遷移率係於約：cmVV-s至約100 cm2/v_s的範圍内。當然，可以有其他變化、修飾及替代選擇。、，在一特定具體實财，元件具有藉由奈米結構化材料之光吸收所生成的正電荷載子與負電荷載子，言亥等正電荷载子與負f荷載子係於奈米結構化材料與電子傳輸/電洞阻隔材料之間的介面分開，且根據一特定具體實例，係於夺未化材料與電洞傳輸/電子阻隔材料之間的介面分開。負私何載子係於具較大電子親和力之奈米結構化材料内傳輸且正電何載子係於具較小游離電勢之奈米結構化材料内傳輸。在一特定具體實例中，㉟等電荷載子係於電子傳輸/電洞阻隔材料與電洞傳輸/電子阻隔材料内部歷經大多數的載子傳輸。當然，可以有其他變化、修飾及替代選擇。在一較佳具體實例中，該方法形成上覆電洞傳輸/電子 ^材料咖，如第22圖所例示者。在一特定具體實例，該電洞傳輸/電子阻隔材料具有促進電洞傳輸、同時亦 ^隔電子傳輸的適宜性質。根據一特定具體實例，如顯示般，電洞傳輸/電子阻隔材料係覆於奈米結構化材料上方。在特定具體實例令，該材料係具有平面的表面區域，並填滿奈米結構化材料内的全部任何孔隙。在一特定具體實 87 200807731 例中，電洞傳輸/電子M从企，于p p网材枓可選自於金屬氧化物、第iv 族半導體材料、第IV-IV旅主1 . 、半體材料、金屬硫化物、銅化合物、有機半導體、兮莖 4專的組合，其可為複合物及/或疊層狀、以及類似者。在一拉牡将疋具體實例中，電洞傳輸/電子阻隔材料係選自於Ni 〇 u Lu2〇、Si、Ge、SiGe 合金、Cu2S、

Cul、CuSCN、CuPr、7 n ^ ^ 田 ZnPc、該4的組合，其可為複合物

及/或疊層狀、以及類似本 A 頰似者。§然，可以有其他變化、修飾及替代選擇。在特定具體實{列中，冑子傳輸/電洞阻隔材料係置於奈:結構化材料與電子集電極之間，其將於下文中更完整也口兄月在4寺定具體實例中，藉由奈米結構化材料之光吸收所生成的帶負電載子係優先分離至電子傳輸，電洞阻隔 =料内亚於電子傳輸/電洞阻隔材料内傳輸。在-替代具體貫例中’該電洞傳輸/電子阻隔材料係置於奈米結構化材料舁包二集電極之間；其已於前文說明。根據一特定具體實藉由奈米結構化材料之光吸收所生成的帶正電載子係優先分離至電洞傳輸/電子阻隔材料内並於電洞傳輸/電子阻1^材料内傳輸。當然’可以有其他變化、修飾及替代選參一第22圖，該方法形成覆於電洞傳輸/電子阻隔材料表面區域上方之電極層2205。在-特定具體實例中，電極層可由適宜的材料或材料組合製成。適宜材料可為金 ^有機材料、或該等的組合、以及類似者。視具體實例電極層可為透光或遮光材料或反光材料。當然，可 88 200807731 以有其他變化、修飾及替代選擇。紹Γ?定具體實例中，金屬可為銦、鶴、金、銀、銅、、，:鉑、鈀、鈷、其他適宜金屬，包括組合（例如合金）及多層結構、以及類似者。或者，電極層可為以碳:主的口例如石墨、’或聚合物物種。在一特定具體實例中: 可將盃屬包入障壁金屬層或其他可具有較低電阻率且亦可屬物種任意擴散而導致可靠性不足及/或操二 :的適且層之間。就透明電極層而言，電極材料可為金屬 2化物’例如氧化銦錫（通常稱作ITO)、摻雜紹的氧化二、摻：氟的氧化錫、該等的任何組合、以及其他，視定具體實例而定。在一特定具體實例中，電極結構可導電並具有小於所欲量之電阻率新姓6曰 4阻羊根據一特定具體實例，其通、；、、、〇·〇1歐姆-公分或不大於約1〇〇歐姆_公分。當然，可以有其他變化、修飾及替代選擇。上述步驟順序係提供一種根據本發明一具體實例的方如顯不般，該方法係使用包括根據本發明一具體實例 ^成用於光伏應 1之奈米複合奈米結構化材料以及電 ^:隔材料與電子傳輸/阻隔材料之方式的步驟組合。在予：本案申請範圍的範圍之下，亦可提供其他替代選 J係添加步驟、移除一或多個步驟、或者一或多個 2以不同錢次序提供。根據—特定具體實例之本案方 :π件的進纟細節可在本案說明書通篇且文中找到。第23圖係例示根據本發明—具體實例用於光伏元件之 89 200807731 再-替代奈米結構化材料2綱的簡圖。此圖僅為一例，其不應過度地限制本案申請專利範圍之範圍。具本技術— 般技能之人士將認知其他變化、修飾及替代選擇。所顯开的是由奈米結構化材料（包含例如奈米顆粒互子線、奈米柱、奈米棒、㈣管、量子井、奈米殼4十里帶、奈米多孔材料）製成的光伏元件。在一特定具中’該71件係包括基材構件_。該基材構件係包括一上 =面二在一特定具體實例中，基材構件可為絕緣體、體、或半導體，句士方举μ 括4荨的任何組合及類似者。在一牲定具體實例中，絕緣體可為玻璃、石英、塑膠、陶究、t 其他種類的均質及/或複合及/或疊層材料。體實例中，導體可為金屬、金屬合金、或該等的任何組;體 °或者，基材料可為何體_，例如石夕、碎-錯合金、錯、第ΤΗ/ν # _ 弟III/V族、或第II/VI族材料、似者。當然，可以有其他變化、修飾及替代選擇。、 =特定具體實例中，光伏元件包括I於基材構件之表面區域上方之電極ό士盖極社禮可U 在一特定具體實例中，電 Γ:1:的材料或材料組合製成。適宜材料可為！ * ”才料、或該等的組合、以及類似者。視且體二例而定，電極層可為透光或遮光材料或：只了以有其他變化、修飾及替代選擇。田然’可 :-: 寺定具體實例中’金屬可為_、鹤、金、、铭、始、免、鈷、其他適宜金及多層結構、以及#^ 、、且口（例如合金） Μ及類似者。或者’電極層可為以碳為主的 200807731 物種，例如石墨，或聚合物物種。在一特定具體實例中，可將金屬包入障壁金屬層或其他可具有較低電阻率且亦可防止任何金屬物種任意擴散而導致可靠性不足及/或操作故障的適宜層之間。就透光電極層而言，電極材料可為金屬氧化物，例如氧化銦錫（通常稱作IT0)、摻雜鋁的氧化、辛扣雜氟的氧化錫、該等的任何組合、以及其他，視特定具體實例而定。在一特定具體實例中，電極結構可導電 =具有小於所欲量之電阻率，根據一特定具體實例，其通书小於約0·01歐姆_公分或不大於約1〇〇歐姆-公分。當然，可以有其他變化、修飾及替代選擇。在一較佳具體實例中，該元件且阻隔材料·。在一特定…二有覆-子傳輸/電洞 I特疋具體貫例中’電子傳輸/電洞阻二/、'足進電子傳輸、同時亦阻隔電洞傳輸的適宜性 :士』不瓜’電子傳輸/電洞阻隔材料係覆於電極2305 方，該電極較佳為透明的。基材亦為透光的。或者ϋ 減特疋具體實例，材不是透明的且亦可向赵包找汉丞 ^ 括反射材料，其使得電磁輻身十斤；5 射至光伏材料的活化P如了电鐵孝田射此反 +、n &。在一較佳具體實例中，電子傳鈐/ 笔洞阻隔材料係以奈米結構 $子傳輸/ 洞阻隔材料可由包括 ’”、φ卩’ $電子傳輸電 , 仁不限於下列之物理結構f诸·太丰顆粒、量子點、量。傅I成·奈未 ^ 、、、、示米柱、奈米棒、夺乎；^ ^ ^ 井、奈米殼、奈米帶、太不水e 、篁子構、以及類似者。當缺，、夕子材料’包括組合、多層結 .士 1田^，可以有變化、修飾及替代選搓。此外，電子傳輪/雷 #代璉擇。阻隔材料可由適宜物種製成。僅 91 200807731 為舉例，電子傳輸/電洞阻隔材料可為無機半導體、金屬氣化物、有機半導體、或任何其他適宜材料，包括材料組合、疊層材料1及類似者。在—特定具體實例中，電子傳: 電洞阻隔材料可為金屬氧化物，包括但不限於:Zn〇、Ti〇二〇2 W〇3 Fe2〇3、其他金屬氧化物、以及類似者。當然，可以有其他變化、修飾及替代選擇。在-特定具體實例中，光伏元件包括覆於電子傳輪/ 電洞阻隔材料2307上方之奈米結構化材料㈣。在—較佳具體實例中，奈米結構化材料係電性麵合至電極構件^ 表面區域。根#一特定具體實 <列，該冑米結構化材料係且有平面的表面區域。視具體實例而定，奈米結構化材料’包含多個奈米結構，料個奈米結構係選自於奈米顆粒、量子點、量子線、奈米柱、奈米棒、奈米管、量子井、奈米殼、奈米帶、|米多孔材料，該等的任何組合、以及類似者ϋ佳具體實例中’奈米結構化材料报薄並符合電子傳輸/電洞阻隔材料的表面。在—料具體實例中，太米結構化材料為小於約50 nm之半導體材料，例如石夕、石夕:。當然，可以有其他變化、修飾及替代選擇。在一特定具體實例中，奉半έ士描儿& Η ^ 不水'、、口構化材料係由適宜的複合物、均質材料、或異質材料，包、 U ^栝^層材料、分級材料、以及類似者所製成。在一特定制七八1 行疋具體貫例中，奈米結構化材枓係包含半導體材料，例如第弟1V私（例如矽、矽-鍺合金，鍺）、弟II/VI族、第III/V族、該相目麻— 邊寺的組合、以及類似者。視具體貫例而定，半導體材料 U卞j馬無機;+導體或有機半導 92 200807731 體材料。在其他具體實例中，奈米結構化材料可由金屬氧化物物種製成。作為_例子，該金屬氧化物可為、

Cu2〇、Fe〇、Fe2〇3、該等的組合、 S η 0 2、W 0 3、C U 0、以及類似者。在其他—H J2^ , , L, ju 瓜具體貫例中，奈米結構化材料係選自於金屬硫化物，例如 Cu2S、FeS、FeS2、SnS、SnS2、ZnS、該等之組合及類似者。或者，該奈米結構材料可為包含第 W族半導體物種（例如心2)之半導體材料及類似者。當然，可以有其他變化、替代選擇及修飾。在其他具體實例中，奈米結構化材料可具有使用一或多種材料之特定空間形態。作為一例子，I米結構化材料係包含奈米柱，其選自於第IV族半導體材料、第iv_W 族半導體材料、及金屬氧化物、以及類似者。在一替代具體實例中，奈米結構化材料包含選自於Si、仏、合金之奈米柱。在其他具體實例中，奈米結構化材料包含選自於ZnO、FeO、Fe2〇3、Cu〇、Cu2〇之奈米柱。在再其他具體貫例中，奈米結構化材料係包含奈米管，其選自於第 IV族半導體材料、第IV_IV族半導體材料、以及金屬氧化物。在其他具體實例中，奈米結構化材料包含了包含Ti02 的奈米管。在某些具體實例中，奈米結構化材料可包括金屬硫化物，例如FeS2、SnS、SnS2、ZnS、以及其他。或者，奈米結構化材料亦可包括包含第IV族半導體物種（例如 FeSh )之半導體材料及其他。當然，可以有其他變化、修飾及替代選擇。 ' 視具體實例而定，該奈米結構化材料係符合電子阻隔/ 93 200807731 電洞傳輸材料的形態並可具有特定空子，奈米結構化材料的厚度範圍從約作為-例在另一旦#每A丨丄土、、、] 1 00 nm。〃、a λ 1中，奈米結構化材料的厚度至約75 .更广圍-約1⑽ 從約！至約5〇 :不…卡、、·。構化材料的厚度範圍從約lnm至約Μ ;者’奈米結構化材料的厚度範圍代選擇。、力25·。當然，可以有其他變化、修飾及替寸疋具體貫例令，該元件亦具有代材料特徵的第—電子軺# ^ ，、未、…構化 Μ 離電勢。根據一特定、豆貝苐—電子親和力與第二游離電勢代表電子傳輸/ 電洞阻隔材料的特徵，子傳輸埶“ 特徵而且第二電子親和力與第三游離電 :代！電洞傳輪/電子阻隔材料的特徵。在-較佳具體實例，弟二電子親和力與第三游離電勢係分別小於第一電子親和力與第一游離雷熱，Β^ _ 子離私勢，而且弟一電子親和力與第一游離電勢係分別小於第二電子親和力與第二游離電勢。在一較一 to貝例中，第二電子親和力係小於第三游離電勢。在 —較佳具體實例中，該奈米結構化材料係具有針對包含於約400 nm至約7〇〇 nm範圍内之波長的光至少cm-1之光及收係數§然，可以有其他變化、修飾及替代選擇。在特定具體貫例中，元件具有代表奈米結構材料以及各載子傳輸/載子阻隔材料特徵的特定電子親和力與游離電勢。在特疋具體實例中，電子傳輸/電洞阻隔材料的電子親和力與游離電勢係分別比奈米結構化材料的電子親和力與游離電勢大至少100meV，而且奈米結構化材料的電 94 200807731 子親和力與游離電勢係分別比電洞傳輸/電子阻隔材料子親和力與游離電勢大至少100meV。在其他具體實例中電子傳輸/電洞阻隔材料的電子親和力與游離電勢係八別匕奈米結構化材料的電子親和力與游離電勢大至；二 meV，而且奈未結構化材料的電子親和力與游離電勢係分別比電洞傳輸/電子阻隔材料的電子親和力與游離電勢大: 少300 meV。在其他具體實例中，電子傳輸/電洞阻隔㈣的電子親和力與游離電勢係分別比奈米結構化材料的電子親和力與游離電勢大至纟· meV，而且奈米結構化材料的電子親和力與游離電勢係分別比電洞傳輸/電子阻隔材料的電子親和力與游離電勢大至少5〇〇爪…。當然，可以其他變化、修飾及替代選擇。根據-特定具體實例，奈米結構化材料的特徵係在於能帶間隙。根據一特定具體實例，奈米結構化材料的能帶間隙係於約i.O eV至約2.〇 6¥的範圍内。在另一特定具體實例中，奈米結構化材料的能帶間隙係於約12ev至約工8 eV的fe圍内。或者，奈米結構化材料的能帶間隙係於約1 3 以至約1>6 eV的範圍内。當然，可以有其他變化、修飾及替代選擇。根據一特定具體實例，奈米結構化材料亦具有載子遷移率。根據-特定具體實例，奈米結構化材料的載子遷移率、電子傳輸/電洞阻隔材料的電子遷移率、以及電洞傳輸 /電子阻隔材料的電洞遷移率係於約1〇·ό cm2/v_s至約= ⑽2/V-S $範圍内。在一替代具體實例中，奈米結構化材 95 200807731 料的載子遷移率、電子傳輸/電洞阻隔材料的電子遷移率、以^電洞傳輸/電子阻隔材料的電洞遷移率係於約1〇·3 _2^至約1000 cm2/v_s的範圍内。在其他具體實例中，奈米結構化材料的載子遷移率、電子傳輸/電洞阻隔材料的電子遷移率、以及電洞傳輸/電子阻隔材料的電洞遷移率係於約1 cmW-s至約100 cm/v_s的範圍内。當然、，可以有其他變化、修飾及替代選擇。根據一特定具體實例，如顯示妒，— ，士凡件具有藉由奈米、、、。構化材料之光吸收所生成的、风的正電何載子與負電荷載子，電何載子與負電荷載子係於夺米丁卞、、、口構化材料與電子讀/電洞阻隔材料之間的介面分開，且根據—特定且二面=奈，構化材料與電洞傳輸/電子阻隔材料；間的化材^值負'何載子係於具較大電子親和力之奈米結構才枓内傳輸，且正電荷載子# 結構化材料…-小游離電勢之奈米才枓内傳輸。在一特定具體實例中，該等雷r恭；係於®工你i/v / Α Λ寻電何載子、電子傳輸/琶洞阻隔材料與電部歷铖士夕奴m 电得輸/電子阻隔材料内及替代選擇。有/、他交化、修飾在一較佳具體實例中，該元件且阻隔材料2 ，、有上覆電洞傳輸/電子何抖2311。在一特定具體實隔材料星右π % + ^ 、中電洞傳輸/電子阻何枓具有促進電洞傳輸、同時亦阻質。根據-特定具體實例，如顯讀 #輸的適宜性材料係覆於奈米結構化材料上方。：傳輸/電子阻隔電洞僂私/帝 _ 特疋具體實例中，電子阻隔材料可選自於金屬氧化物1 IV族半 96 200807731 導體材料、，第IV-IV族半導體材料、金屬硫化物、銅化合物、有機半導體、該等的組合，其可為複合物及/或疊層狀、 =者。在一特定具體實例中’電洞傳輸/電子阻隔材 I 自於 Ni〇、cU2〇、Si、Ge、SiGe 合金、 lT::CuPc;ZnPc、該等的組合，其可為複合物及/或 ::摞u及類似者。當然，可以有其他變化、修飾及替代遥擇。在—特定具體實例中，電子傳輸/電洞阻隔材料係置於奈=結構化材料與電子集電極之間，其將於下文中更完整地D兄明。在一特定具體實例中，藉由奈米結構化材料之光吸收所生成的帶負電載子係優先分離至電子傳輸/電洞阻隔 :枓内亚於電子傳輪/電洞阻隔材料内傳輸。在一替代具體 K例中H同傳輸/電子阻隔材料係置於奈米結構化材料與U集電極之間；其已於前文說明。根據一特定具體實例’藉由奈米結構化材料之光吸收所生成的帶正電載子係優先分離至電洞傳輸/電子阻隔材料内並於電洞傳輸/電子阻隔材料内傳輸。當然’可以有其他變化、修飾及替代選擇。、在特疋具體貫例中，光伏元件包括覆於電洞傳輸/ 電子㈣材料的表面區域上方之電極結構23U。在-特定 :、體貝例巾％極結構可由適宜的材料或材料組合製成。適宜材料可為金屬、有機材料、或該等的組合、以及類似者…視::體灵例而t，電極層可為透光或遮光材料或反光材料田。可以有其他變化、修飾及替代選擇。 97 200807731 在—特定具體實例中，金屬可為鉬、鎢、金、銀、銅、鋁鉑鈀、鈷、其他適宜金屬，包括組合（例如合金）及多層結構、以及類似者。或者’電極層可為以碳為主的物種，例如石墨，或聚合物物種。在—特定具體實例中，、可將金屬包人障壁金屬I或其他可具有較低電阻率且亦可防止 < 何金屬物種任意擴散而導致可靠性不足及/或操作故障的適宜層之間。就透明電極層而言’電極材料可為金屬氧化物，例如氧化銦錫（通常稱_ IT〇)、摻雜銘的氧化鋅、摻雜敦的氧化錫、該等的任何組合、以及其他，視特定具體實例而冑。在—特定具體實例中’電極結構可導電 :具有小於所欲量之電阻率，根據-特定具體實例，盆通帝小於約〇.〇1歐姆-公分或不大於、約1〇〇歐姆-公分。當狹，可以有其他變化、修飾 ,._ , 6" * 曰代、擇。本案兀件之製造方式的進一步細節可在本案說明書到。曰、扁且更尤其是下文中找根：本發明另一具體實例之用以形成用於光伏元件之示未稷合材料的方法係簡單說明於下。 2. 3. 4. ι提供基材（例如玻璃），其包括—表面區域. (例如RCA、音波、超音波）該表面區域； /成復於4表面區域上方之電極；形成覆於該電極層上方+ +，料電子傳輸/電洞阻隔材 5·形成覆於該電子傳輸/電洞阻L 4, ^} f ^ j丨見&材科上方之共形夺未結構化材料（例如奈米顆粒、八办不于點、置子線、奈米柱、 98 200807731 奈米棒、奈米管、量子并、料）；不、只设、奈米帶、奈米多孔材 6· 形成覆於該奈半彡士 # 阻隔材料； ’、/、、、'°構化材料上方之電洞傳輸/電子層；/成伋於°"洞傳輸/電子阻隔材料上方之電極 8.視需要執行其他步驟；以及 9·提供一光伏元件，1目士至約範圍内之波長的了有針對包含於、約· nm 反長的光至少1〇3 】數，其代表至少該奈米杜之光吸收係、 Τ μ構化材料的特徵。上述步驟順序彳斤係知供一種根據本發法。如顯示般，該方法係，、體“列的方形成用於光伏應用之夺米月具體只例不木歿合奈米結構化材料以輸/阻隔材料與電子偉於/ 及電洞傳、也子傳輪/阻隔材料之方式的步驟组人。不丨子離本案申請範圍的口在斗丄视㈤之下，亦可提供其他替代遴擇，其中係添加步驟、蒋咚^ ^ y 、他$代4 移除一或多個步驟、或者一或多個步驟以不同先後次序提供。 ^ 很像特疋具體實例之本荦方法的進一步細節可在本宰爷一系忒明書通扁且更尤其是下文中找到。第24圖至第25圖係例示根據本發明-替代具體實例之製造用於光伏元件之奈米結構化材料的再一替代簡圖。料圖示僅為舉例，其不應過度褐限本案申請專利範圍之靶圍。具本技術—般技能之人士將認知其他變化、修飾及替代選擇。如顯示般’本案方法係藉由提供包括表 99 200807731 面區域2302之基材2301開始。該基材構件係包括一上覆表面區域。在-特定具體實例中，基材構件可為絕緣體、導體、或半導體’包括該等的任何組合及類似者。在一特定具體實例中，絕緣體可為玻璃、石#、塑膠、陶究、或其他種類的均質及/或複合及/或疊層材料。在一特定具體實例中，導體可為金屬、金屬合金、有機材料、或該任何組合、収類似者。或者’基材構件可為何體材料，例如石夕、石夕-鍺合金、鍺、第出斤族、或第π/ν^材料、以及颏似者。當然，可以有其他變化、修飾及替代選擇。在一特定具體實例中，方法包括使用一或多種適宜技術清潔表面區域的清潔方法。在一特定具體實例中，清潔方法可包括濕式及/或乾式清潔技術。該類濕式清潔技術的例子尤其是包括RCA清潔、濕浸、以溶劑（例如丙酮及/ 或醇類，例如異丙醇、乙醇）進行之有機沖洗、該等的任何組合及類似者。該渣、言古、、土 Θ，糸方法亦可包括超潔淨水，例如去 :子水及/或實質上不含顆粒的水。在其他具體實例中，清潔方法可包括電漿清潔法，豆孫 # ’ 八，、吏用氧化物及/或惰性氣體例如氮、氣、和其他適宜氣體、以及類似者。一旦 /月 >糸元成’該表面區域待竇暂μ 丁人a, 入汗匕^保貝貝上不含微粒、有機汙染物、及其他化學物’包括該等的組合。當然’具本技術一般技能之人士將認知^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ 八&欠化、修飾及替代選擇。再次參照第24圖，續方、、表及—t ^ ^ 省方法係包括形成覆於該表面區域上方之電極層23〇1。在一此抑田十接士 + 二具體貫例中，電極層可藉由積法形成，例如㈣、蒸鑛、…容液沈積。 100 200807731 如顯不般’電極層係覆於基材構特定具體實例中，電極層；：：方。在- 成。適宜材料可為金屬且的材枓或材料組合製類似者。視具體實例而定4的、、“、以及 /5亦° €可為透光或遮光封粗+、反光材枓。當然，可以有复 t九材枓或扁，、他，文化、修飾及替代選擇。在一特定具體實例中，金屬擇鋁、鉑、鈀、鈷、1㈣了為鉬、鎢、金、銀、銅、工匕姑、具他適宜4厘 ,, 及多士描、且至屬，包括組合（例如合金）及夕層、、、。構、以及類似者。或者土）物種，例如石墨，或曰了為以碳為主的可將金屬包入障壁全屬子疋八體貝例中，防止任何金屬物種任意擴散 f亦可障的適宜層之間。就透C生不足及/或操作故氧化物，例如氧化銦锡γ、Γ 電極材料可為金屬鋅、摻雜氟^ Γ ΙΤΟ)、摻雜18的氧化 L雜鼠的乳化錫、該等的任何組合、以及其疋具體實例而定。在一特視特具有小於所欲量之電阻聿：！列中’電極層可導電並小於約〇·〇1歐姆-公分啖不士认从、通书刀次不大於約100歐姆-公分。當然，了有其他變化、修飾及替代選擇。 2地’本案方法可包括形成電極層之後的清潔方法。 ’疋具體實例中，清潔方法可包括濕式及/或乾式清潔 Μ::類濕式清潔技術的例子尤其是包括RCA清潔、渴浸、以溶劑（例如丙酮及/或醇類，例如異丙醇、乙醇）進盯之有機沖洗、該等的任何组合及類似者。該清潔方法亦可包括超潔淨水，例如去離子水及/或實質上不含顆粒的 101 200807731 水。在其他具體實例中，清潔方法可包括電漿清潔法，其係使用氧化物及/或惰性氣體物種，例如氮、氬、和其他適且氣體、以及類似者。一旦清潔完成，該表面區域係實質上不含微粒、有機汙染物、金屬、以及其他化學物，包括該等的組合。在一較佳具體實例中，該方法係於發生任何電極層污染之前進行後續的沈積製程。當然，具本技術一般技能之人士將認知其他變化、修飾及替代選擇。在一較佳具體實例中，再次如第24圖所例示，該方法係形成上覆電子傳輸/電洞阻隔材料23〇5。在一特定具體實例中，電子傳輸/電洞阻隔材料具有促進電子傳輸、同時亦阻隔電洞傳輸的適宜性質。如顯示般，該電子傳輸/電洞限知材料係覆---------—域佳為透明的。在特定具體實例甲，該電子傳輸/電洞阻隔材料為奈米結構化材料’如顯示般，其包括平面的表面配置特徵。此外，特定具體實例，基材亦為透光的。或者，根據一特 :具：實例，電極及基材不是透明的且亦可包括反射材，、使得電磁輻射能反射至光伏材料的活化區。僅為舉 ^電子傳輸/電靠隔材料μ無機半導體、金屬氧化物、材導體、或任何其他適宜材料’包括材料組合、疊層 =材Γ類似者。在—特定具體實例中，電子傳輸/電洞 :二材料可為金屬氧化物，包括但不限於：zn〇、Ti〇2、可以2有2、Fe2〇3、其他金屬氧化物、以及類似者。當然’ 有其他變化、修飾及替代選擇。在一特定具體實例中m件包括I於電子傳輸/ 102 200807731 電洞阻隔材料2307上方之夺平έ士搂儿』 m所m 不未結構化材料2309,如第24 圖所例不者。在一較佳具體實太 ΛΛ ^ ^ ^ ^ 甲不、未結構化材料係電陡耦合至電極構件的表面區域。太半紝-# U 1 據特定具體實例，該不未釔構化材料具有平面的表太半u L次硯具體實例而定，不未、、、口構化材料包含多個奈米結白你太止田s 稱 1多個奈米結構係選自於示米顆粒、量子點、量子線、太 Ά ^ ^ . 不未杈、奈米棒、奈米吕、置子井、奈米殼、奈米帶、打4人不木夕孔材料，該等的任 ::二:！及類似者。在一特定具體實例中，該奈米結構匕=料係付合電子傳輸/電洞阻隔材料的表面且未填滿電子傳輸/笔洞阻隔材料之奈米結構再化柯枓内部的孔隙。當然， 17以有，、他變化、修飾及替代選擇。在肖疋具體貫例中，奈米結構化材料係由適宜的複口勿、均貝材料、或異質材料，包括疊層材料、分級材料、以及類似者所製成。在一特定 … 号疋體貝例中，奈米結構化材料係包含半導體材料，例如第十1 μ弟1v私（例如矽、矽-鍺合金、、者）、第—職族、第贿族、該等的組合、以及類似者。視具體貫例半導體材料可為無機半導體或有機半導體材枓。在其他具體實例中，該材料可由金屬氧化物物種成作為例子，該金屬氧化物可為ZnO、Ti〇2、Sn02、 W〇3、CuO、Cu2〇、Fe〇、以办、該等的組合以及類似者。在其他-般具體實例中，奈米結構化材料係選自於金屬硫化物，例如Cu ς、τ：〇 C〜2、W、FeS2、SnS、SnS2、如、該 103 1 之組&及類似者。或者’奈米結構材料可為包含第Iv 2 知半導體物種（例如FeSi2)之半導體材料。當然，可以有 200807731 其他變化、替代選擇及修飾。在其他具體實例中，奈米結構化材料可具有使用一或多種材料之特定空間形態。作為一例子，奈米結構化材料係包含奈米柱，其選自於第iv族半導體材料、第juv 私半導體材料、及金屬氧化物、以及類似者。在一替代具體實例中，奈米結構化材料包含選自於si、Ge、SiGe合金之奈米柱。在其他具體實例中，奈米結構化材料係包含選自於ZnO、FeO、Fe203、CuO、Cu20之奈米柱。在再其他具體實例中，奈米結構化材料係包含奈米管，其選自於第IV族半導體材料、第1 V-IV族半導體材料、以及金屬氧化物。在其他具體實例中，奈米結構化材料包含了包含 Τι〇2的奈米管。又或者，奈米結構化材料可包含奈米結構化至屬石瓜化物，尤其是例如FeS2、SnS、SnS2、ZnS。奈米結構:材料亦可包括包含第IV族半導體物種（例如FeSi2) 之半導體材料。當然，可以有其他變化、修飾及替代選擇2。、視具體實例^，奈米結構化材料可具有某些空間尺、作為例子，奈米結構化材料的厚度範圍從約丨 ^約一5_ nm。在_替代具體實例中，奈米結構化材料的旱又範圍從、力1 nm至約1000 nm。更進一步的是，奈米結構化材料的厚度範圍從約1 nm至約50。nm。或者，夺米，化材料的厚度範圍從約i -至約100 nm。在其二體貝例中’奈米結構化材料的厚度範圍從約1 nm至約50 nm。當然，可以古甘 )υ 有其他變化、修飾及替代選擇。在特定具轉告· A丨ο-» 篮只例中，元件亦具有代表奈米結構化材 104 200807731 料特徵的第一電子親和力與第一游離電勢。根據一特定具體貝例，第二電子親和力與第二游離電勢代表電子傳輸/電洞阻隔材料的特徵，第三電子親和力與第三游離電勢代表電洞傳輸/電子阻隔材料的特徵。在一較佳具體實例中，第二電子親和力與第三游離電勢係分別小於第一電子親和力與第一游離電勢，第一電子親和力與第一游離電勢係分別小於第二電子親和力與第二游離電勢，而且第二電子親和力係小於第三游離電勢。在一較佳具體實例中，該奈米結構化材料係具有針對包含於約400 nm至約7〇〇 nm範圍内之波長的光至）1〇3cnrl之光吸收係數。當然，可以有其他變化、修飾及替代選擇。长一特定具體實例中 .....、〜不不释稱柯科以〇口載子傳輸/載子阻隔材料特徵的特定電子親和力與游離電勢。在—特定具體實例中，電子傳輸/電洞阻隔材料的電力/、私離電勢係分別比奈米結構化材料的電子親和力與游離電|5 勢大至乂 100 meV，而且奈米結構化材料的電 :口力與游離電勢係分別比電洞傳輸/電子阻隔材料的電與游離電勢大至少100mev。在其他具體實例中，阻隔材料的電子親和力與游離電勢係分別比不/、、、、。構化材料的電子親和力與游離電勢大至少3卯 :二而二？構化材料的電子親和力與游離電勢係分二Γν電子阻隔材料的電子親和力與游離電勢大至 :在其他具體實財，電子傳輸/電洞阻隔材料力與游離電勢❹別比奈米結構化材料的電子 105 200807731 親和力與游離電勢大至彡500 meV，而且太半的電子翱且不水結構化材料包子親和力與游離電勢係分別比的電子_ 4寻輸/電子阻隔材料〇电子親和力與游離電勢大至少5〇〇其他變化、修飾及替代選擇。 •然，可以有能帶::ΓΓ定/體實例，奈米結構化材料的特徵係在於嶋於約i艮：一特疋具體實例，奈米結構化材料的能帶 ⑽係於約Uev至約2.0eV的範圍内 π 只例中，奈米結構化材料的能帶間隙係於約^ v、體 eV的範圍内。戋者，夺肀社卜妯、'至約1.8 eV 5 „ 一 U化材枓的能帶_係於約1>3 至、、々1 ·6 eV的範圍内。當然，可及替代選擇。 Μ有其他變化、修都根據-特定具體實例，奈米結構化材料亦具有移率。根據一特定具體實例，奈米結構化、率、電子傳輸/電洞阻隔材料的電子遷以及遷矛夕午以及電洞傳輪 /¾子阻隔材料的電洞遷移率係於約’

Cm /V-S 至約 5〇〇〇 m _s的範圍内。在-替代具體實例中，奈米結構料的載子遷移率、電子傳輸/電洞阻隔材料的電子遷移率、以二電洞傳輸/電子阻隔材料的電洞遷移率係於約ι〇·3 c:/V-s至約賴cm2/V_s的範圍内。在其他具體實例中， ^卡結構化材料的載子遷移率、電子傳輪/電洞阻隔材料的電子遷移率、以及電洞傳輸/電子阻隔材料的電洞遷移率係於約i cmVV-s至約1〇〇 cmW-s的範圍内。當然、，其他變化、修飾及替代選擇。在-特定具體實例中，元件具有藉由奈米結構化材料 106 200807731 之光吸收所生成的正電荷載子與負電荷載子載子與負電荷載子係於奈米結構化材料與電子傳輸/何隔材料之間的介面分開，且根據—特定具體^阻米結構化材料與電洞傳輸/電子阻隔材奈 :電荷載子係於具較大電子親和力之奈米結構二::傳 ^皇二正電何載子係於具較小游離電勢之奈米結構化材料内傳輸。在-特定具體實財，料電荷載子係於電子傳輸/電洞阻隔材料與電洞傳輸/電子阻隔材料内部歷數的載子傳輸。當然，可以有其他變化、修飾及替代選擇。 —在n、體貫例中，该方法形成上覆電洞傳輸/電子阻隔材料23U ’如第25圖所例示者。在一特定具體實例中’電洞傳輸/電子阻隔材料具有促進電洞傳輸、同時亦阻隔電子傳輸的適宜性質。根據—特定具體實例，如顯示般，電洞傳輸/電子阻隔材料係覆於奈米結構化材料上方。在一特定具體實例中’ t洞傳輸/電子阻隔材料具有平面的表面區域，並填滿奈米結構化材料内的全部任何孔隙。在一特定具體實例令，電洞傳輸/電子阻隔材料可選自於金屬氧化物、第IV族半導體材料、第IV_IV族半導體材料、金屬硫化物、銅化合物、有機半導體、該等的組合，其可為複 B物及/或璺層狀、以及類似者。在一特定具體實例中，電洞傳輸/電子阻隔材料係選自於Nio、Cu20、Si、Ge、SiQe e 至、Cu2S、Cul、CuSCN、CuPc、ZnPc、該等的組合，其可為複合物及/或疊層狀、以及類似者。當然，可以有其他變化、修飾及替代選擇。 107 200807731 在特疋具體貫例中，電子傳輸/電洞阻隔材料係置於奈=結構化材料與電子集電極之間，其將於下文中更完整地-兄明。在一特定具體實例中，藉由奈米結構化材料之光吸收所生成的π負電載子係優先分離至電子傳輸/電洞阻隔材料内並於電子傳輸/電洞阻隔材料内傳輸。在一替代且體實例中’該電洞傳輸/電子阻隔材料係置於奈米結構化材料與電:同集電極之間；其已於前文說明。根據一特定具體實例’藉由奈米結構化材料之光吸收所生成的帶正電载子係優先分離至電洞傳輸/電子阻隔材料内並於電洞傳輸/電子阻隔材料内傳輪。者欽，田…、了以有其他變化、修飾及替代選擇。、茶舨第25圖’該方法形成覆於電洞傳輸/電子阻隔材料的表面（I域上方之電極層2313。在—㈣具體實例中，電極層可由適宜的材料或材料組合製成。適宜㈣屬、有機材料、或該等的組合、以及類似者。視具體實例而定，電極層可為透光或遮光材料或反光材料。當然以有其他變化、修飾及替代選擇。、在-特定具體實例中，該金屬可為鉬、冑、金、哿銅m、鈷、其他適宜金屬，包括組合（例：二金）及多層結構、以及類似者。或者，電極層可為二主的物種，例如石墨，或聚合物物種。在一特定:為中，可將金屬包入障壁金屬層或其他可具有較低電阻=例亦可防止任何金屬物種任意擴散而導致可靠性不足及^且作故障的適宜層之間。就透明電極層而言，電極或操 108 200807731 金屬氧化物，μ l # ^ . 氧化銦錫（通常稱作yu 乳化辞、摻雜氟的氧化ml作1T〇)、換雜銘的視特定具體實例而〜 1的任何組合、以及其他，電並具有小於所^ \ 一特定具體實例中，電極層可導通常小於約〇〇1 ηΑ里之電阻率’根據—特定具體實例，其然，可以有1 °人姆Α刀或不大於約100歐姆-公分。去有其他變化、修飾及替代選擇。田士述步驟順序係提供一種根法。如顯示般，該方法係使用包括根據明體二例的方應用之奈米複合奈米：實例輸/阻隔材料鱼雷+值W/ 。構化材枓以及電洞傳不悖離本宰；：；：：/阻隔材料之方式的步㈣^ 擇，1中俜夭二圍之下，亦可提供其他替代選 :中係添加步驟、移除一或多個步驟、或 =-不=;:供。根據—特定具體實例之本案方到。八田即可在本案說明書通篇且更尤其是下文中找 :26圖係例示根據本發明一具體實例用於光伏元件之 :代U結構化材料测的簡圖。此圖僅為一例，般技能之人士將認知利::::：。具本技術- 夂化伶飾及替代選擇。所顯示、疋由奈米結構化材料（例如奈米顆粒、量子點、量子線、 =米柱、奈米棒、奈米管、量子井、奈米殼、奈米帶、奈未多孔材料）製成的光伏元件。在一特定具體實例中，該 π件包括基材構件26()1。該基材構件包括—上覆表面區域。在-特定具體實例中，基材構件可為絕緣體、導體、 109 200807731 或半導體，包括該等的任何組合及實例中，絕緣體可為玻璃、石英、塑膠、陶:£、或 =的均質及/或複合及/或疊層材料。在__特定具體實例中種 v體可為金屬、金屬合金、或該等的任何組合、 =°或者’基材構件可為半導體材料，例如石夕、石广鍺、錯= 第1π/ν族、或第II/VI族材料、以及類似者。當然，可^ 有其他變化、修飾及替代選擇。 σ以在-料具體實例中，光伏元件包括t於基材構件之表面區域上方之電極結構2603。在一特定具體實例中極結構可由適宜的材料或材料組合製成。適宜材料屬、有機材料、戋琴茸的細人 α 4 而…專的組合、以及類似者。視具體實例疋，電極結構可為透光或遮光材料或反光材料。當然，可以有其他變化、修飾及替代選擇。、在一特定具體實例中，該金屬可為m、全、銀銘、其他適宜金屬，包括組合“列如合多層結構、以及類似者。或者，電極結構可為以碳為主的物種’例如石墨，或聚合物物種。在, 二可將金屬包入障壁金屬層或其他可具有較低電二 ==何金屬物種任意擴散而導致可靠性不紅作故卩平的適宜層之間。就透為今Ji ft am 边尤的電極而吕，電極材料可 \ ，例如氧化錮錫（通常稱作ITO )、摻雜紹的氧化鋅、摻雜氟的氧化 h、、平物邊寺的任何組合、以及其他，視特定具體實例而定。一〜、 V電並具有小於所欲量之電阻率，根據—特定具雜實^了 110 200807731 、为0.01歐姆-公分或不大於當然，可以有1仙繳儿、、力100歐姆-公分。、史化、修飾及替代選擇。洞阻=Γ2^Γ_Γ，光伏元件具有上覆電子傳輸/電阻隔材料具有：進广特定具體實例中，電子傳輸/電洞性質。如頻：電子傳輸、同時亦阻隔電洞傳輸的適宜如顯不般’電子傳輸/電上方，該電極較佳為透明的。此外二:枓：覆於電極2603 基材亦為透光的。或者，㈣一二據—特疋具體實例，材不是透明的且t π χ 、疋具體實例，電極及基的且亦可包括反射材料，i 射至光伏材料的活化區1為雷、電磁輕射能反料可為無機半導八’、、、 “子傳輸/電洞阻隔材 _、孟屬氧化物、有機半導 . 他適宜材料，包括材料組合類；二' -特定具體實例中，電子傳輸/電二:=。在物，包括但不限f训2、^才;7為金屬氧化他金屬氧化物A 2 w〇3、FeA、其从及類似者。當然，可Lv女甘，L ^ 飾及替代選擇。有/、他變化、修在一特定具體實例中，光伏元件洞阻隔材料7〇5 括覆於電子傳輸/電較佳且二二之第一奈米結構化材料_。在- 構件的表面_。亦如顯示般，第—至電極平面的表面區域H… 材料具有於m 特定具體實例，該元件亦包括覆 ' 不米結構化材料上方之第二在一特定且沪每如Λ卜不未、、口構化材料2609。構化材料形Γ 奈米結構化材料與第二奈米結 ;1面區。根據一特定具體實例，第二奈米 111 200807731 結構化材料具有平面的表面夺米έ士槿# σσ或。視具體實例而定，第一不木、乡口構化材料與第二奈心乐構，該多個夺米"冓俜〜冓化材料包含多個奈米結奈米柱、奈米棒、奈米管、量：井顆粒二子點、量子線、米多孔材料，該等的任何組及二 =、奈米帶、奈有其他變化、修飾及替代選擇。 …了以在一特定具體實例中，各4 複合物、肖質材料、或里質材^:構化材料係由適宜的者所製成。在—特定具體實例中，第一奈米 …構化材料與第二奈米結構 ’、 m TV,, r/r σ構化材枓包含半導體材料，例如弟ιν力矢（例如矽、矽·鍺合今

分外② 金鍺）、第II/VI族、第III/V 知、该專的組合、以及類彳 ^ Ll 及類似者。視具體實例*定，半導許材料可為無機半導體或有 " %卞v體材枓。在其他具體實例中，示米結構化材料當中的一 _ 制或一者可由金屬氧化物物種 2 2為—例子，用奈米結構材料之金屬氧化物可為〜〇、0^〇、以〇、％〇3、該等的組合、以及類似者。在另-具體實例中，第—奈米結構材料可由金屬硫化物，例如FeS2、SnS及類似者製成。第一奈米結構化材包含第^矣半導體物種（例如_2)之半導體材料。當然，可以有其他變化、替代選擇及修飾。在一特定具體實例中，第二奈米結構化材料包含金屬氧=物，例如 Zn〇、Ti〇2、Sn〇2、w〇3、以2〇3。在另—具體實例中’第：奈米、结構材料可包含金屬硫化物，例如 SnS2、ZnS及類似者。在其他具體實例中，第一奈米結構 112 200807731 、Ge、ZnO、Ti02、Sn02、W03、CuO、、Fe304、Cu2S、FeS，包括組合，以及般具體實例中，第一奈米結構化材料係，例如 Cu2S、FeS、FeS2、SnS、組合、化材料可選自於Si Cu2〇、Fe〇、Fe2〇類似者。在其他一選自於金屬硫化物 2及頒似者。或者，第一奈米結構材料可包括包含第IV 私半導體物種（例如Fesi2)之半導體材料。當然，可以有其他變化、替代選擇及修飾。夕在其他具體貫例中，奈米結構化材料可具有使用一或夕種材料之特定空間形態。作為一例+，第一奈米結構化材料包含奈米柱，其選自於第Iv族半導體材料、第 :半導體材料、及金屬氧化物、以及類似者。在另一具體汽U中弟奈米結構化材料包含選自於Si、Ge、Si(je 合金之奈米柱。在其他具體實例中，第一奈米結構化材料包含選自於ZnO、Ti〇2、Sn〇2、w〇3、卜办之奈米柱在再其他具體實例中，第一奈米結構化材料係包含奈米管，其選自於第IV族半導體材料、第IV_IV族半導體材料、以及金屬氧化物。在其他具體實例中，第一奈米結構化材料包含了包含Ti〇2的奈米管。在其他的替代具體實例中，第一奈米結構化材料係選自於第IV族半導體材料、第 IV族半導體材料，第二奈米結構化材料則包含了包含金屬氧化物的奈米柱。在某些具體實例中，第一奈米結構化材料可包含奈米結構化金屬硫化物，例如Fes2、Sns、以類似者。第一奈米結構化材料亦可包括包含第IV族半曾體物種（例如FeSi2)之半導體材料、以及其他。第二太、， 113 200807731 :構化二料可包含金屬硫化物，例如SnS2、ZnS及類似者。當然，可以有其他變化、修飾及替代選擇。在/、他具體實例中，第一奈米結構化材料係選自於Si、 06 SlGS合金，第二奈米結構化材料則包含了包含Zn〇的不：柱。在其他具體實例中，第-奈米結構化材料係選自於第IV麵半導體材料、第IV-ΐν族半導體材料，第二奈米：構化材料則包含了包含金屬氧化物的奈米管。根據一特定具體實例，第-奈米結構化材料係選自☆ Si、Ge、、，Ge 口孟第一奈米結構化材料則包含了包含Ti〇2的奈米管。在-替代具體實例中，第一奈米結構化材料係包: 無機半導體，第二奈米結構化材料係包含有機半導體。當然，可以有其他變化、修飾及替代選擇。 ,在一特定具體實例中，第一奈米結構化材料與第二奈米結構化材料可具有特定空間尺寸。作為一例子，第—= 米結構化材料與第二奈米結構化材料的層厚度範圍從約^ 麵至約5_·。在—替代具體實例中，第一奈米結構化材料與第二奈米結構化材料的層厚度範圍從約】⑽至約麵㈣。更進—步的是，第—奈米結構化材料與第二奈米結構化材料的層厚度範圍從肖lnm至肖⑽⑽。或者不、第一奈米結構化材料與第二奈米結構化材料的層厚度範圍從約1 nm至約100 ηηι。在其他具體實例令，第—奈米社構化材料與第二奈米結構化材料的層厚度範圍從約“二至約50㈣。當然，可以有其他變化、修飾及替代 ⑽ 在一特定具體實例令，元件亦具有提供於第—奈米結 200807731 構化材料與第二奉，妊莖/、水、、、冓材料之間的介面區2608，i 包括第-奈米結構化材料二⑽L 26G8,其可個部分。亦即，根# 不、入結構化材料的—或多區實質上物理暨實例，如顯… 包注接觸该弟一奉半4士結構材料。在一！^i 1 Μ _ .......。構材料與第二奈米孕乂佳具體實例中，人奈米結構化材料與第二太 "&可為包括第一者，根據一替代且駚者加斗人叶之正口、、、口構。或分隔結構。當然，可以有盆…了為彼此接觸的兩個 .^ 有其他蜒化、修飾及替代選擇。在-特定具體實例中，元件亦具有化材料特徵的第一雷早不水、、·口構定具體實例，第視口 =一游離電勢。根據—特電子親和力與第二游離電勢代表第二夺未、、.°構化材料的特徵。在-較佳具體實例中，第一電子親和力係小於第二電子親和力，且根據一較佳具體實例，第 ―游離電勢^、於第二游離電勢。在—較佳具體實例中，弟一電子親和力係小於第一游離電勢。在一較佳具體實例中°亥材料亦具有針對包含於約400 nm至約700 nm範圍内之波長的光至少i 〇3 cnrl之光吸收係數其代表第一奈米結構化材料與第二奈米結構化材料當中至少一者或兩者的特徵。當然，可以有其他變化、修飾及替代選擇。在一特定具體實例中，元件具有代表各奈米結構化材料4寸倣的特定電子親和力與游離電勢。在一特定具體實例中’第一奈米結構化材料的電子親和力與游離電勢係分別比第二奈米結構化材料的電子親和力與游離電勢小至少 1 〇〇 meV。在其他具體實例中，第一奈米結構化材料的電 115 200807731 子親和力與游離電熱& a 势係刀別比第二奈米結構化材料的電子 ❹力與游離電勢小至少、3o〇mev。在其他具體實例中， 4的電子親和力與游離電勢係分別比第二奈米結構化材料的電子親和力與游離電勢小至少500 meV°#然’可以有其他變化、修飾及替代選擇。根據一特定具卷：々丨 ,t ^ a貝例，奈米結構化材料的特徵係在於 Iπ間隙根據-特定具體實例，奈米結構化材料之至少 -或二者的能帶間隙係於約10ev至約20ev的範圍内。在另一特定具體實例中，奈米結構化材料之至少一或二者的能帶間隙係於約h2ev至約18“的範圍内。或者，奈米結構化材料之至少-或二者的能帶_:係於約i 3 eV: 的範_。#然，可以有其他變化、修飾及替代根據-特定具體實例，奈米結構化材料亦具有載子遷率。根據一特定具體實例，奈米結構化材料之-的載子遷移率係於約…〜約—/V_S的範二子在替代具體實例中，奈米結構化材料之_的載子遷移率 =::一…1〇〇“趣的範圍内。在其他 -體貝例中，料奈米結構化材料之—的栽子遷移率係於、':⑽/V_S至約100 cm2/V_s的範圍内。當然，可以有其他變化、修飾及替代選擇。〃 :據一特定具體實例，如顯示般’元件係具有藉由奈二、、、。=材料之光吸收所生成的正電荷載子與負電荷載 + ’㈣正電荷載子與負電荷載子係於第_奈米結構化材 116 200807731 料與第二奈米結構化材料之間的介面分開。負電荷於具較大電子親和力之奈米結構化材料内傳輸，且正電― 載子係於具較丨游離電勢之奈米結構化材料内傳輸。在2

特定具體實例中，該等電荷載子係於第一太 I # 不、米、、、吉構化材料 /、弟二不米結構化材料内部歷經大多數的載子傳輸。當然，可以有其他變化、修飾及替代選擇。田在一較佳具體實例中，元件具有上覆電洞傳輸/電子阻隔材料2611。在-特定具體實例中，電洞傳輸/電子阻^ 材料具有促進電洞傳輸、同時亦阻隔電子傳輸的適宜：質。如顯示般，根據一特定具體實例，電洞傳輪/電子阻隔材料係覆於互混區上方且尤其是覆於第二奈米結構化材料上方°在-特定具體實例中，電洞傳輸/電子阻隔材料可選自於金屬氧化物、第IV族半導體材料、第IV_IV族半導體材料、金屬硫化物、銅化合物、有機半導體、今等的多合’其可為複合物及/或疊層狀、以及類似者。在一特定具體實例中，電洞傳輸/電子阻隔材料係選自於Ni〇、Cu 〇、

Si、Ge、SiGe 合金、Cu2S、Cul、CuSCN、CuPc、ZnPc、該等的組合，其可為複合物及/或疊層狀、以及類似者。當然，可以有其他變化、修飾及替代選擇。在一特定具體實例中，一電子傳輸/電洞阻隔材料係置於奈米結構化材料與電子集電極之間，其將於下文中更完整地說明。在一特定具體實例中，藉由奈米結構化材料之光吸收所生成的帶負電載子係優先分離至電子傳輸/電洞阻隔材料内並於電子傳輸/電洞阻隔材料内傳輸。在另_具體 117 200807731 貝例中5亥電洞傳輸/電子阻隔材料係置於奈米結構化材料與電洞集電極之P弓·甘 — 間，其已於前文說明。根據一特定具體實 J藉由不米結構化材料之光吸收所生成的帶正電載子係仏先刀離至電洞傳輸/電子阻隔材料内並於電洞傳輸/電子阻隔材料内傳輪。者寻氰田然，可以有其他變化、修飾及替代選 “ 特定具體貫例中，光伏元件包括覆於電洞傳輸/ 电子阻&材料的表面區域上方之電極結構2⑴。在一具體實例中，雷搞姓4慧1，木m構可由適宜的材料或材料組合製適宜材料可為金屬、古屬有祛材料、或該等的組合、以及類似者。視具體實例、構可為透光或遮光材料或反 '田’、、、、，可以有其他變化、修飾及替代選擇。 :-特定具體實例中，金屬可為銦、鐫、金、銀、銅、、’呂、白、鈀、鈷、其他適宜金屬，包括組合（例如及多層結構、以及類似者。或者，的物種，例如石墨，或聚人物、”° '、、、以碳為主可蔣全属今一戈“物物種。在—特定具體實例中，屬包入障壁金屬層或其他可具有較低電阻率且亦可防止任何金屬物種任意擴散而障的適宜層之間。就透明電極"^!/生不/及/或操作故 ^ ^ 电位、、、口構而$ ，電極材料可幺a 蜀乳化物，例如氧化銦錫（通常稱作IT0)、换 … 化辟、拉雜备ΛΑ " ) 接雜I呂的氧匕辞4雜既的氧化錫、該等的任何組 = 特定具體實例而定。在一特定具體實例中視電並具有小於所欲量之電〜。構可導次不大於約100歐姆-公分。當 118 200807731 可以有其他變化、修#及替枚還, 方式的進…μ 飾及’代、擇。本案元件之製造找到。八、田即可在本案說明書通篇且更尤其是下文中夺米具时狀心形成用於光伏元件之不水稷Β材料的方法係簡單說明於下。 1提供基材（例如玻璃），其包括—表面區域； .清潔（例如RCA、音波、超音波）該表面區域； •形成覆於該表面區域上方之電極層；无"成傻於该電極層上方夕翁J3L +λ 料；私位層上万之電子傳輸/電洞阻隔材 5 ·形成覆米結構化材料（奈米棒、奈米管料）；於該電子傳輸/電洞阻隔材料上方之第一奈例如奈米H粒、量？點、量子線、奈米柱、、量子井、奈米殼、奈米帶、奈米多孔材 6· 形成覆於該第一奈結構化材料（例如奈米顆粒奈米棒、奈米管、量子井、料）；米結構化材料上方之第二奈米、篁子點、量子線、奈米柱、奈米殼、奈米帶、奈米多孔材人致使介面區形成，其提供於第—奈米結構化材料與第二奈米結構化材料之間’以提供第-奈米結構化材料處於第一電子親和力與第一游離電勢並提供第二奈米結構化材料處於第二電子親和力與第二游離電勢； 8·形成覆於該第二奈米結構化材料上方之電洞傳輸/ 電子阻隔材料；、 119 200807731 層；形成覆於該電洞傳輸/電子阻隔材料上方之電 ι〇·視需要執行其他步驟；以及電二：供—光伏元件，俾使第-電子親和力小於第二對包含2且第—游離電勢小於第二游離電勢以及俾使針 1 ;、、、400 nm至約700 nm範圍内之波長的光至少1〇3 Γ構收係數係代表第—奈米結構化材料與第二奈米、、·。構化材料當中至少-者或兩者的特徵。：驟順序係提供一種根據本發明一具體實例的方 ^用般’該方法係使用包括根據本發明—具體實例 \ ，伏應用之奈米複合奈米結構化材料以及電洞傳輸/阻隔材料與電子傳輪/阻隔材料之方式的步驟組合。在不棒離本案申請範圍的範圍之下，亦可提供其他替代選擇’其中係添加步驟、移除一或多個步驟、或者一或多個步驟以不同先後次序提供。根據一特定具體實例之本案方法的進-步細節可在本案說明書通篇且更尤其是下文中找到。弟27圖至第28圖係例示根據本發明—替代具體實例之製造用於光伏元件之奈米結構化材料的再一替代方法的簡圖。該等圖示僅為舉例’其不應過度侷限本案申靖專利範圍之範圍。具本技術_般技能之人士將認知其他變化、修飾及替代選擇。所顯示的是由奈米結構化材料（例如太米顆粒、量子點、量子線、奈米柱、奈米棒、奈米管、量子井、奈米殼、奈米帶、奈米多孔材料）製成的光伏元件里 120 200807731 在—特定具體實例中’元件包括基材構件270 1。該基材構件係包括一上覆表面區域。在一特定具體實例中，基材構件可為絕緣體、導體、或半導體，包括該等的任何組合及類似者。在一特定具體實例中，絕緣體可為玻璃、石英、塑膠、陶瓷、或其他種類的均質及/或複合及/或疊層材料。在一特定具體實例中’導體可為金屬、金屬合金、或該等的任何組合、以及類似者。或者，基材構件可為半導體材料，例如石夕、石夕-鍺合金、鍺、第m/v族、或第π/νι族材料、以及類似者。當然，可以有其他變化、修飾及' 選擇。在一特定具體實例中，光伏元件包括覆於基材構件之表面區域上方之電極結構27〇3。在一特定具體實例中，電極、、。構可由適且的材料或材料組合製成。適宜材料可為金屬三有機材料、或該等的組合、以及類似者。視具體實例而定’電極結構可為透光或遮光材料或反光材料。當然，可以有其他變化、修飾及替代選擇。在一特定具體實例中，金屬可為鉬、鎢、金 mm適宜金屬’包括組合（例如合. 及夕層結構、以及類似者。或者，電極結構可為以碳為主墨，或聚合物物種。在一特定具體實例中， σ :1包人障壁金屬層或其他可具有較低電阻率且 P方止任何i屬物種任意擴散而導致可靠性 = ::二:之間。就透光電極層而言，電極材料可= 1如孔化銦錫（通常稱# ITO)、摻雜紹的氧化 121 200807731 辞、摻雜敦的氧彳卜總 ^ ^ 1 定且辦〜㉟、该4的任何組合、以及其他’視特疋，、體K例而定。a 4主々目Μ — &在―特疋具體實例巾，f極結構可導電、：/、有小於所欲量之雷阳_，iP诚 J.+ 丨认从A 根據一特定具體實例，其通常小於、力0. 〇 1歐姆· 0 _ ^ 叫A刀或不大於約100歐姆-公分。當麩，可以有其他變化、修飾及替代選擇。 “、、在一較佳具體實例Φ，隔材料牛/、有上覆電子傳輸/電洞阻 &材枓2705。在—特定具材料且有佤、隹币電子傳輸/電洞阻隔質。如顯示般，命阻^電网傳輸的適宜性上方，哕带* ▲电傳輸7電洞阻隔材料係覆於電極2703 X电亟車又佳為透明的。此外，根據一特定呈俨容γ丨基材亦為透光的。^據特疋具體實例，材不是透明的且根據一特定具體實例，電極及基射至光伏材二射材料’其使得電磁輻射能反料可為無機半導電子傳輸/電洞阻隔材他適宜㈣，包括㈣έ入有料V體、或任何其 -特定具體實例中=二，、以及類似者。在物’包括但不限於他金屬氧化物、以及… 〇2、觸3、恥〇3、其亦是平面的，如所-I 、，寺疋具體貫例中，該層替代選擇。田可以有其他變化、修飾及在一特定具體實例中，光伏電洞阻隔材料27〇5上方之太"匕括覆於電子傳輸/ 一較佳呈I#每也丨士丁、米結構化材料2709。在極構件的二Si據奈米結構化材料係電性搞合至電仏田（he域。根據_特定且〜 /、體貫例，該元件亦包括 122 200807731 覆於第一奈米結構化材 2711 f 蛀〜B 方之第二奈米結構化材料大」。在“具體實例中，第-奈米結構化材料*第- 奈米結構化材料形成互漏區，1已於太安：、弟一少甘具已於本案說明書通篇且更尤/、疋下文中說明。根據一化材料具有平面的表面體實例，弟二奈米結構 ^ 區域。視具體實例而定，第一太乎、、、口構化材料與第二夺米社播 ^ 等大㈣㈣、g 6 f化材料包含多個奈米結構，該 4不未、、、口構係k自於奈米顆奈米棒、奈米管、量子子點！子線、奈米柱、 ,:1 子井奈米殼、奈米帶、奈米多孔材料’该專的任何組合、以另半以及類似者。當然，可以有其他變化、修飾及替代選擇。艾 ★在一特定具體實例中，各奈米結構化材料係由適宜的稷合物、均為材料、或異質材料，包括疊層材料、分級材料、以及類似者所製成。在一特定具體實例中，第一奈米結構化材料與第二奈米結構化材料包含半導體材料，例如第IV族（例如石夕、石夕_緒合金、鍺）、第π/νι族、第刪族、該等的組合、以及類似者。視具體實例而定，半導體材料可為錢半導體或有機半㈣材料。在其他具體實例中’奈米結構化材料當中的一或二者可由金屬氧化物物種製成。作為—例子，用於第—奈米結構材料之金屬氧化物可為CuO、Cu20、FeO、Fe2〇3、該等的組合、以及類似者。在替代具體貫例中，第一奈米結構化材料可為金屬硫化物物種。舉例來說，金屬硫化物可為FeS2、SnS、CU2、Fes、該等的組合及類似者。在一特定具體實例中第一奈米結構化材料可為包含第IV族半導體物種之半導體材料。舉 123 200807731 例來說’半導體材料可為FeSi2、以及類似者。當然，可以有其他變化、替代選擇及修飾。在一特定具體實例中，第二奈米結構化材料包含金屬氧化物，例如Zn0、Ti〇2、Sn02、W03、Fe203。在其他具體貫例中’第一奈米結構化材料可選自於Si、Ge、Zn〇、

Tl〇2、Sn〇2、W03、CuO、Cu2〇、FeO、Fe203、Fe3〇4、Cu S、

FeS、FeS2、SnS，包括組合，以及類似者。在其他一般具體貫例中，第一奈米結構化材料可選自於金屬硫化物，例如Cu2S、FeS、FeS2、SnS、該等的組合、以及類似者。當然’可以有其他變化、替代選擇及修飾。再其他具體實例中，第-奈米結構化材料係由選自於第ιν 族半導體材料、第IV_IV族半導體材料、以及金屬氧化物之奈米管所構成。在其他具體實例中，第—奈米結構化材 :包含了包含Ti〇2的奈米管。在其他的替代具體實例中，弟—奈米結構化材料係選自於第IV族半導體材料、第IV_ IV族半導體材料，第二奈米結構化材料則包含了包含金屬軋化物的奈米柱。在某些具體實例中，第—奈米結構化材在其他具體實例中，奈米結構化材料可具有使用一或多種材料之特定空間形態。作為—例子，第__奈米結構化材料包含選自於第IV族半導體材料、第Ιν_ιν族半導體材料、及金屬氧化物、以及類似者之奈米柱。在另一具體灵例中，第一奈米結構化材料包含選自於Si、Ge、SiGe 合金之奈米柱。在其他具體實例中’第一奈米結構化材料包含選自於ZnO、Fe〇、Fe2〇3、Cu〇、Cu2〇之奈米柱。在 124 200807731 料可包括奈米結構金屬硫化物，例如FeS2、SnS、以及類似者。或者，第一奈米結構化材料可包括包含第IV族半導體物種（例如FeSi2)之半導體材料、以及類似者。當然，可以有其他變化、修飾及替代選擇。在其他具體實例中

Ge、SiGe合金，第二奈米結構化材料則包含了包含Zn〇的奈米柱。在其他具體實例中，第一奈米結構化材料係選自於第IV族半導體材料、第iv族-IV半導體材料，第二奈米結構化材料則包含了包含金屬氧化物的奈米管。根據一特定具體實例，第一奈米結構材係選自於Si、Ge、“以合金，第二奈米結構化材料則包含了包含Ti〇2的奈米管。在一特定具體實例中，第一奈米結構化材料係選自於 7 slGe合金’第：奈米結構化材料可包括奈米結構金 4化物，例如SnS z s φ , 及類似者。在另一具體實例 'τ…結構化材料係包含無機半導體，第二夺米处構化材料係包含有機半導體。當然，可〜飾及替代選擇。八’交化、修在一特定具體實你丨φ — 材料與第二夺乎,士構化μ牛具有包括第—奈米結構化乐-未結構化材料之介面區具體霄例，如顯示般，該介面 “康-特定第-奈米結構材料與第二奈羞：物理暨電性接觸該例中，該介面區可為包括第_': # °在—較佳具體實化材料之整合結構。或者，根：二構化與第二奈米結構區可為彼此接觸的兩個分隔結構代：體實例’該介面田然，可以有其他變化、 125 200807731 修飾及替代選擇。在-特定具體實例中’元件亦化材料特徵的第—電子親和奈米結構定具體實例，第二電子親和力：根據-特未、、”構化材料的特徵。在一較 ’、 ^ 具體貫例中，第一雷；跑。力係小於第二電子親和力且根據一較佳具二游：電勢係小於第二游離電勢。在-較佳具體實例中； :电子親和力係小於第—游離電勢。在—較佳具體實例，賴亦具有針對包含於約4〇〇 nm至約7〇〇⑽範圍内之波長的光至少WcW之光吸收係數，其代表第一奈米結構化材料與第二奈米結構化材料當中至少一者或兩者的特徵。當然，可以有其他變化、修飾及替代選擇。在一特定具體實财，K牛具有代表各奈米結構化材料特徵的特定電子親和力與游離電勢。在一特定具體實例中第一奈米結構化材料的電子親和力與游離電勢係分別比第一奈米結構化材料的電子親和力與游離電勢小至少 100 mev。在其他具體實例中，第一奈米結構化材料的電子親和力與游離電勢係分別比第二奈米結構化材料的電子親和力與游離電勢小至少3〇〇 meV。在其他具體實例中，弟奈米結構化材料的電子親和力與游離電勢係分別比第一示米結構化材料的電子親和力與游離電勢小至少5〇〇 meV。當然，可以有其他變化、修飾及替代選擇。根據一特定具體實例，奈米結構化材料的特徵係在於能帶間隙。根據一特定具體實例，奈米結構化材料之至少 126 200807731 一或二者的能帶間+ 宁、1糸於約1.0 eV至約2·0 eV的範圍内。在另一特定具體實例φ λλ ^ θθ 』甲，奈米結構化材料之至少一或二者的能帶間隙係於約1 ev至約1.8 eV的範圍内。或者，杏米結構化材料之至少— 飞有不或一者的能帶間隙係於約1 · 3 eV至約1.6 eV的範圍内。去、g 田然，可以有其他變化、修飾及替代廷擇。根據一特定具體眘、，示米結構化材料亦具有載子遷移率。根據一特定且髀每y , ，、體貝例，奈米結構化材料一的載遷移率係於約1〇·6 em2/V , A 戰 -s至約5000 cm2/V-s的範圍内。在另一具體貫例中，牟半於約…w/v_s^ t —的載子遷移率係、em2/V_s的範圍内。在其他具體貝例中，奈米社播各t · 2/', “冓化材料之-的載子遷移率係於約！ cm2/V-s 至約 1〇〇 m/V-s的範圍内。當然，化、修飾及替代選擇。 β八他艾根據一特定具體實例，如顯示般，元件具有藉由結構化材料之光吸收所生成不/、幻止電何載子與負電荷載子，该荨正電荷载子與負電荷載第-太W““ 奈米結構化材料與弟一示米、、，口構化材料之間的介面分 ί六士堂；跑4^ 貝蛋何載子係於具較大電子親和力之奈米結構化材料内傳輸，且正係於，較小游離電勢之奈米結構化材料内傳輸。在—特定具體實例中，言亥等電荷載子係一太丰社接儿U』丨Α 不木結構化材料與第 -示未、、，。構化材料内部歷經大多數的裁子傳輸。當然，可以有其他變化、修飾及替代選擇。在一較佳具體實例中，元件 /、有上覆電洞傳輸/電子阻 127 200807731 隔材料271 1。在一特定具體實例中，電洞傳輸/電子阻隔材料具有促進電洞傳輸、同時亦阻隔電子傳輸的適宜性質。根據一特定具體實例，如顯示般，電洞傳輸/電子阻隔材料係覆於互混區上方且尤其覆於第二奈米結構化材料上方。在一特定具體實例中，電洞傳輸/電子阻隔材料可選自於金屬氧化物、第IV族半導體材料、第IV_IV族半導體材料、金屬硫化物、銅化合物、有機半導體、該等的組合，其可為複合物及/或疊層狀、以及類似者。在一特定具體實例中，電洞傳輸/電子阻隔材料係選自於Ni〇、cU20、Si、

Ge、SiGe 合金、Cu2S、CuI、CuSCN、CuPc、ZnPc、該等的組合，其可為複合物及/或疊層狀、以及類似者。當然，可以有其他變化、修飾及替代選擇。在4寸定具體實例巾，電子傳輸/電洞阻隔材料係置於奈米結構化材料與電子集電極之間，其將於下文中更完整地說明ϋ定具體實例中，藉由奈米結構化材料之光吸收所生成的帶負電載子係優先分離至電子傳輸/電洞阻隔材料内並於電子傳輸/電洞阻隔材料内傳輸。在一替代具體實例中，該電洞傳輸/電子Ρ ^ 丁 I且材枓係置於奈米結構化材料與電洞集電極之間；复ρ於义七_ /、已於别文祝明。根據一特定具體實例，藉由奈米結構化材料、 π 1·十之先吸收所生成的帶正電載子優先分離至電洞傳輪/雷上_ γ ut ” 電子阻隔材料内並於電洞傳輸/電子阻隔材料内傳輸。當缺， ^ …、可以有其他變化、修飾及替代選擇0 、在一特定具體實例中光伏元件包括覆於電洞傳輸/ 128 200807731 電子阻隔材料的表面區域上具體實财，電極結構可由適宜的^構2m。在一特定適宜材料可為金屬、有二材：組合製成。者。視具體實例而定，電極層可=二合;以及類似材料。當然，可以右直㈣先或遮光材料或反光在-特定：二修飾及替代選擇。 u貫例中，金屬可為鉬 m姑、其他適宜金屬，包括 '，銀、銅、的物種，例如石墨，？:：，電極結構可為以碳為主可將金屬包入障壁金二二防止任何金屬物種任音二二:具有較低電阻率且亦可障的適宜層之門:；導致可靠性不足及/或操作故二二電極結構而言，電極材料可為金乳例如氣化銦錫（通常稱作ITO )、摻雜銘的化辞、摻雜氟的氧化錫、該等的任何組合、以及其他，視特定具體實例而定。在一特定具體實例中，電極結構可導電並具有小於所欲量之電阻率，根據一特定具體實例，其通系小於約0.01歐姆-公分或不大於約i 〇〇歐姆-公分。當然’可以有其他變化、修飾及替代選擇。本案元件之製造方式的進一步細節可在本案說明書通篇且更尤其是下文中找到。第29圖至第33圖係例示根據本發明具體實例用於形成奈米結構化材料之方法的簡圖。該等圖示僅為舉例，其不應過度侷限本案申請專利範圍之範圍。具本技術一般技能之人士將認知其他變化、修飾及替代選擇。如顯示般， 129 200807731 液相沈積（SPD)的方法係例示於第29圖。如其餘圖式所例示般，另擇方法係包括電化學沈積（ECD)、液相生長（spG)、以及氣相沈積（VPD)。參照第33圖，例示一種使用該等方法之-或多者的方法。當然，可以有其他變化、修都及替代選擇。 +在-特定具體實例中，本案方法與結構可解決阻礙習用薄膜光伏技術以較低成本達成高效率的議題。尤其，根據-或多個特^具體實例’本案方法與結構可解決下列議題：在太陽光光譜相關波長範圍以内的高吸收係數；有效的載子分離；有效的載子傳輸；低加工成本；低毒性材料；穩定且耐用的材料；以及豐富材料。根據一特定具體實例，任何太陽能光伏技術的一個重要特點是對太陽光的強吸收作用。較佳地，活性材料係吸收儘可能多的太陽光。這得到許多重要結果。強吸收劑使得能使用極薄的膜而仍可吸收大量的陽光。這進而使載子必須經^傳輸以到達電荷分離接面及集電極的距離減至最短及/或縮短。由於大部分載子的擴散長度通常很短，所以薄膜減輕經由例如載子再結合及捕集等過程而影響載子的有害過程。此外，成本可大大地降低，因為需求明顯較少 130 200807731 的材料及較低品質的材料。因此，本發明-具體實例包括使用具有涵蓋夕的太陽光譜之高吸收係數的材料的方法與結構。^月\夕接的，接的。奈米結二: 中的里子侷限獒供進-步增加吸收係數的方法言，光躍遷的振子強度係隨著奈米結構化材料的形減少而增加’ @此’使用奈米結構化材料有益於達=較高數。許多習用材料可滿足此準則，例如有機染料、养聚物與聚合物、小有機分子、無機半導體，例如 :d:e、pbse、Pbs、Ιηρ等等。該等習用材料的絕 ^刀通*不滿；i上文為可商業化且被接受之光伏應用所 “的其他準則。然而’根據本發明的一或多個具體實例滿足對於高吸收係數以及低加卫成本、低毒性、豐富性和穩定性的需求。此包括例如呈大塊形式與奈米結構：形式之第IV族材料、帛Ιν·ιν族材料、金屬氧化物與金屬硫化物之材料，其例子有Si、Ge、Si/Ge合金、Cu〇、Cu〇、

FeC)、Fe2〇、Cu2S、FeS、FeS2、SnS、SnS2、ZnS，包紗何組合’以及類似者。或者，亦可使用包含呈大塊形式或以奈米結構化材料提供之第IV族半導體物種，例如的半^體材料。當然，可以有其他變化、修飾及替代選擇。根據特疋具體貫例，高吸收係數的特徵並不使材料的選擇限制於僅僅具有直接光躍遷的材料。量子侷限可修改光躍遷的特徵，俾使隨著奈米結構化材料的形態尺寸減少，光躍遷的本質可從具有實質上間接特徵改變成具有不 131 200807731 冋程度的直接與間接特徵者又改變成特徵上可為實質上直，者。舉例來說’具有間接光躍遷之奈米結構化的石夕與錯，匕者其形態尺寸減小至奈米範圍，可從具間接光躍遷的材枓發展成具實質上直接光躍遷的材料。於是，在其大塊形式為間接的材料可以其奈米結構化形式用於光伏應用。在一較佳具體實例中，本案結構及方法可包括奈米結構化的夕鍺以及/或石夕鍺合金、以及類似者。 1別針對太陽光伏元件之應用的另—考量是吸收劑材料的最佳化及/或經改良之能帶間隙。肖特基（Sch〇他㈣與飢西（Queisser)早先已計算出單—接面太陽光伏元件的最佳化能帶間隙為〜U eV，其產生就漫射太陽光而言〜Μ 的理論能量效率。他們證實了轉換效率如何取決於吸收劑的此▼間隙。理論上可在廣大範圍的材料能帶間隙，亦即， 1 · 1至〜1 · 6 e V達到極高的效率。在特定具體貫例中，本案方法與結構包括具落於此高轉換效率範圍内之能帶間隙，且亦滿足一或多個上列其他準則，例如高吸收係數、低加工成本、相對無毒性、豐富性和穩定性的吸收劑材料。該等具體實例包括呈大塊形式的 Cu〇、FeO、Cu2S。奈米結構化材料中的量子侷限提供將奈米結構化材料的能帶間隙操縱成用於太陽光伏的最佳值之方便且有效的方法。減少奈米結構化材料的形態尺寸（例如縮短量子點的直徑）增加了能隙&，其大致上根據 Eg (d) - Eg (〇〇) + C/dn ⑴ 132 200807731 其中d為形態尺寸（例如量子點的直徑）·， C為材料依賴性常數；以及 n 一般在1與2之間變動。异式（1)的結論是量子侷限總是從大塊值增加能帶間隙。因此’只有能帶間隙能量低於對應於峰值之能帶間能量（亦即q.4 eV)的材料可被修改成於奈米結構化形式之最佳值。在一特定具體實例中，本案方法與結構包括呈奈米結構化形式之Si、Ge、Si/Ge合金、Cu〇、以及Fe〇，因為该等滿足能帶間隙準則以及先前所列舉的一或多個其他準則，亦即，高吸收係數、低加工成本、相對無毒性、、豐富性和穩定性。儘管有可滿足能帶間隙準則的習用材料，但極少習用材料滿足所有該等準則，該等準則就高效率和可商業化太陽光伏而言必須經常符合。當然，可以有其他變化、修飾及替代選擇。在大部分習用（伏元件令達力電荷&離的彳法代表電 2轉換效率的另-限制。電荷分離係發生在元件内有限數里的物理位置。就典型的p_n接面元件而言，電荷分離只在載子位於P-型材料與n_型材料之間的平面介面或接面之載子擴散長度内的時候發生。由於擴散長度通常落於奈米 _是數十奈米至一百奈米，所以大部分的光生成載子係於此區域外產生，尤其是吸收係數小且於是需要比载子擴散長度更厚的膜或晶圓的材料。以結晶Si製造呈㈣接 P置伏元件尤其如此°習用的結晶Si晶圓通常為2 0 0 政米至3 0 〇微半厘叙b a 倣水厗，數罝級比载子擴散長度還長。 133 200807731 結果，大部分的光生成載子因再結合、捕集等等而流失，其導致習用元件的限制。至於確實分離的載子，該等載子必須經常傳輸越過極長的距離（比錢散長度長）α到達載子集電極。結果，即使載子成功地歷經載子分離’但由於例如載子再結合及捕集之有害過程的緣故，許多載子仍到達不了電極。使用少量載子傳輸之現行元件的設計加劇該現象。在-特定具體實例中，本案方法與結構可經由一些方法與結構可克服若Η假使不是全部）該等限制，料方法與結構已說明於本案及本說明書通篇。本發明—具體實例：藉由本案方法與結構所使用之材料的大吸收係數成為可月^大吸收係數容許使用薄了报多的膜，範圍從約至=5〇Gnm，同時仍吸收實f部分的太陽光。此膜厚度比習用結晶石夕光伏元件明顯較薄（數量級較薄）且亦比習光伏元件薄了很多。在一特定具體實例中，本案方構可匕括和δ亥等本案奈米結構化材料内的載子擴散 :度相：或僅僅數倍長的活性材料厚度。是以，根據一特疋具體實例，大邱八Μ + 、、、 "刀的光生成載子係成功地透過薄膜傳掏°這有益於載子$發1 至载子刀離區域或接面的傳輸以及已分離的載子至集電極的傳輸。 ^本發明另_具體實例中’本案方法與結構可藉由使。载子傳輸以到達載子分離區域的距離進—步減至最短及/或減少的配置來姆# 9加電何/刀離的可行性。此係藉由創造遍及该膜的「奈半垃 ”、接面」，俾使所有載子落於電荷分離 134 200807731 米接面的大約擴散長度内而達成。以此方式，幾乎所有的光學生成載子皆能傳輸該極短距離至奈米接面並經歷電荷分離。當然，有其他變化、修飾及替代選擇。已說明了電荷分離的某些機制。在習用接面中，於耗乏p-n接面區内所生成的電場使位於此區擴散長度内的載子分離。p-n接面的一個變化是梢接面。在此情況中，在0與型材料之間插入内在區創造供電荷分離作用發生的更大耗乏區。該兩類接面通常用於由為限制性的習用大塊半導體材料所構成之習用元件。對於奈米結構化材料，量子侷限通常導致能階較不像 :帶而更像分子能階，伴隨著電子波函數的局部化。在此情況中，與其如同於A塊半導體中以傳導帶最小值⑴膽) 或價帶最大值（VBM)描述，倒不如可更適當地如同於分子物種中以最低未佔據分子軌域（LUM0)與最高佔據分子執域（HOMO)描述相關能階。根據一特定具體實例，電荷分離發生在具有不同電子親和力（如LUMOi&階的不同能二 :置所代表者）或不同游離電勢（如H0M0能階的不同能置位置所代表者）的兩種奈米結構化材料之間，且受到朝向最低自由能的驅力驅使。在一較佳具體實例中，如前文所解釋的，f-奈米結構化材料具有比和第一奈米結構化材料共用一介面之第二奈米結構化材料低的電子親和力與低的游離電勢。換言之，一奈米結構化材料的能階係以類似於第η型半導體異質接面的方式和第二材料的h〇M〇_lumo能階錯開。在此情況中，㈣一特定具體 135 200807731 實例，該等材料内所生成的載子係分開或安排電荷分佈，俾使電子或負載子留在具有最高電子親和力或具有較低能量之LUMO能階的奈米結構化材料裡，而電洞或正載子則留在具有最低游離電勢或較高能量之HOMO能階的奈米結構化材料裡。根據一特定具體實例，另一個考量是兩材料於HOMO 能階之間的能量偏置及於lumo能階之間的能量偏置。為使快速且有效的電荷分離發生，該等能量偏置必須經常足夠地大。假使電何分離的動力學或速率不夠快速，則載子再結合或捕集可能佔上風，而導致降低電力轉換效率的流失過程。另一方面，假使該等能量偏置太大，動力轉換效率亦會變差。因此，該等能量偏置必須經常最佳化及/或改良。奈米結構化材料内的量子侷限提供發展H〇M〇與 LUMO能階能量之方便且有效的方法，於是使能量偏置最佳化及/或改良。縮小奈米結構化材料的形態尺寸（例如減少量子點的直徑）增加能隙五g，其大致上根據算式（1)。隨著較小形態尺寸之五g的增加係歸因自LUMO能階能量的增加及HOMO能階能量的降低。於是，藉由操縱尺寸，可修改奈米結構化材料的HOMO與LUMO能階能量，以使能量偏置最佳化。根據一或多個具體實例，本案方法與結構包括材料組或材料對的適宜及/或所欲選擇，其中透過該等材料的本體性質或透過該等材料奈米結構化性質的尺寸操縱，可最佳 136 200807731 化及/或改良材料對之間的能量偏置，以供有效的電荷分離。根據一特定具體實例，本案方法與結構係包括將來自第一組的材料和來自第二組的材料合併或配對。在一特定具體貫例中，第一組包括選自於呈大塊形式之Cu〇、卩… 和CU2S及呈奈米結構化形式之Si、Ge、Si/Ge合金、CuO、 FeO和Cuj的材料。在一特定具體實例中，第二組包括呈大塊或奈米結構化形式之例如Zn〇、Ti〇2、Sn〇2、wc>3、 2 3 NiO Cu2〇、Cul、CuPc、ZnPc 和 CuSCN 的材料。备然，可以有其他變化、修飾及替代選擇。根據-特定具體實例，有一或多種方法創造上接面遍及該膜。在一特定具體實例中，本案方法係於涉^ =先伙效應的二或多種材料之間形成奈米結構化形態。 :為一例子，該樣方法以奈米規袼合併及/或混合二或多種示米結構化材料的太半顆物種嫌“丄顆粒，以形成奈米複合臈。由上犹 ▼有適，能量學之不同材料所構成的奈米顆粒之間品形成该類奈米接面，該等太丨面葙人μ大丄亥寺不未接面令有許多係遍及該夺乎複合Μ。奈米顆粒亦可具任何不…卡管、帶、環、薄板等等。當然，可：古形、扁圓形、桿、替代選擇。、、Π以其他變化、修飾及在一特定具體實例中，太服載子傳輸可能不盡有效，^ 與結構亦可形成以克至另-奈米顆粒的跳躍上依賴從- 子，本案方法與結構㈣-例或介面面積，以克服眾多（若米顆粒之間的接觸 (右非所有）該等限制。在―特 137 200807731 疋具體只例令，本案方法可包括燒結所得奈米顆粒膜的製程，該製程可在明顯低於炫點下完成，俾使組成奈米顆粒更加聯結且有較大的介而& 的”面面積。根據一特定具體實例之另 :方法包括施加力量（例如堡力）至該膜，其達到類似於心结的結果。根據本發明一方法，熱與壓力亦可同時施加，以於較溫和條件下達到所欲形態。該等方法藉由提供較大的介面面積和空間上更為延展的奈米結構增加奈米顆粒之 1勺接觸進而致使更有效的載子傳輸和較高的載子遷移率。此外，藉由控制燒結條件及/或麼力條件，可操縱載子遷移率成為所欲值。當然，可以有其他變化、修飾及替代遥擇。另-個顯著改善載子傳輪的方法是使用更延展的夺米顆粒’例如空間上從其他奈米顆粒延展。在一特定具體實例中’經延展的奈米顆粒及/或奈米結構可包括但不限於= :柱、奈米管等等’該等大多指向所欲載子傳輸的方向（通 ^，直於膜表面）且理想地夠長以延伸幾乎穿過膜厚度。 X等延展的奈米結構能使載子有效地經過單一、空間上延展的奈米結構傳輸，於是免除了A幅跳躍傳輸的需求。= 者，延展的奈米結構與帶有上述適宜能量學之其他材料之 :的介面形成-奈米接面’其可存在遍及該膜。此奈米複 :物的其他材料亦可藉由燒結及/或經由施㈣力而為極产 :結之經延展奈米結構及/或奈米顆粒。於是，延展的夺米，構顯著地改善載子傳輸，尤其是往集電極的傳輸。當Z 可以有其他變化、修飾及替代選擇。 138 200807731 視具體實例而定，可達到其他好處。亦即，創造膜内每隔成奈米有奈米接面的一或多個該等方法的一個附加優點疋增進之吸收。該奈米結構化形態散射光並提供多通道通過吸收劑，基本上造成有效地較大光學密度或吸收。當然，可以有其他變化、修飾及替代選擇。在另一具體實例中，吸收劑材料的吸收係數係足夠大，皁使及收只貝上所有太陽光所需的膜厚度係相當於或數倍，載子擴散長度。在此具體實例巾，遍及該膜的奈米接面可能不必要。該膜足夠薄’以容許載子有效地從該膜一侧傳輸至另一側，以供被電極收集。為使此發生，吸收劑材料的吸收係數應為約1〇4 cm-i或1〇5 cm•丨或更大以儘可能地'函盍更多的太陽光譜（〜4〇〇 nm至〜1〇〇〇 nm)。該類材料的例子包括奈米結構化Si、Ge、Si/Ge合金、Cu〇、㈣、

Cu2S、Cu2〇 ' FeS2、SnS、SnS2、zns、卜叫等等。在此具體實例中’元件包括簡單雙層m，其具有在奈米複合物的材料之間介面的最少的奈米結構化。根據一特定具體實例的此方法與結構將包含被夾在集電極中間之實質上雙層奈米複合物。當然，可以有其他變化、修飾及替代選擇。曰本發明另一具體實例增進直至目前為止說明的許多（若非所有）PV A件具體實例的性能，#包括防止載子傳輸到錯誤電極之載子阻隔材料。載子阻隔材料可置於上述光活化：米複合材料的適當側上。電洞阻隔層係置於光活化奈米複合物與電子集電極之間，而電子阻隔層則置於該夺米複合物與電洞集電極之間。這增加載子收集的不對稱性，、 139 200807731 =增進jv性能，例如增加ν。。。可使用該等載子阻隔層㈣一者或兩者。影響載子阻隔的障壁層可經由使圓〇與homo能階如上述般偏移的量子尺寸效應操縱。當然，可以有其他變化、修飾及替代選擇。在m具體實例中’載子阻隔層亦傳輸適當的載子，㈣：電洞阻隔層亦傳輸電子’於是形成電子傳輸電洞阻 ^材料（ETHBM)，而電子阻隔層亦傳輸電洞，於是形成電 ^專輸電子阻隔材料（HTEBM)。適用於上述具體實例的職腹例子包括如、％、吨、而3、^3等等。適用於上述具體實例的HTEBM例子則㈣ΝΚ)、％〇、一心、心侦"等。當然，可以有其他變化、修飾及替代選擇。在另-具體實例中，載子阻隔層及/或載子傳輸層亦作用為緩衝層，以防止材料（例如金屬）非所欲地從元件内的電極或其他材料擴散通過該元件而至元件的其他區域内。在另-具體實財，載子阻隔及/或載子傳輸層亦作用為減少元件電短路或電分流的緩衝物。於是，在最佳且體貫例中，載子阻隔/傳輪材料供應多樣功能：傳輸載子、阻隔非所欲載子、防止材料擴散穿過元件及減少元件電短路或電分流。再者，上述於本發明各式具體實例中說明或挑選的所有材料可被合成並使用包括溶液技術，包括溶液合成、電化學、電*、溶膠加工、刮刀成型、噴墨印刷、浸潰等等之低成本製程加工成PV所需薄膜或其他結構。 140 200807731 再者，上述於本發明各式具體實例中說明或挑選的所有材料係相對無毒、安定、而且在地殼存有豐富供應量。亦可理解的是本案所述實施例與具體實例係僅用於例丁目的ϋ可理解的是熟習本技術技術之人士將聯想到鐘 ^本案所述實施例與具體實例的各式各樣修改或變化且該寺修改或㈣係包括在本中請案之精神與侧以及隨附申請專利範圍之範圍以内。其他實施例的進—步細節可在本案說明書通篇且更尤其是下文中找到。實施例〃為證明本發明的原理與操作，已說明了各式各樣的實施例已準備该等貫施例以證實根據特定具體實例之方法 …口構該等方法與結構非意圖以任何方式限制。具本技術一般技能之人士將認知其他修飾、替代選擇及變化。在討=施例以*’已準備有下収義清單。如同實施例，该寺定義並非意圖限制而應被賦予和具本技術一般技能之斤為之吐釋一致的意義。亦即，就既定用語而言，簡短描述係提供於下方（）内。電子傳輸材料（ΕΤΜ) 電洞傳輪材料（ΗΤΜ) 電子阻隔材料（ΕΒΜ) 電洞阻隔材料（ΗΒΜ) 電子傳輪電洞阻隔材料（ΕΤΗΒΜ) 電洞傳輸電子阻隔材料（ΗΤΕΒΜ) 吸收電子傳輸材料（ΑΕΤΜ) 141 200807731 吸收電洞傳輸材料（ΑΗΤΜ) 吸收電子阻隔材料（ΑΕΒΜ) 吸收電洞阻隔材料（ΑΗΒΜ) 吸收電子傳輸電洞阻隔材料（ΑΕΤΗΒΜ) 吸收電洞傳輸電子阻隔材料（ΑΗΤΕΒΜ) 在根據本發明的特定具體實例中，基材與覆材 (superstrate)元件配置均可實施。在下列實施例中，將只說明了復材配置的製造，但這並非意圖限制，熟習本技術技術之人士將認知基材配置亦可以直接應用該等實施例的方式實施。當然，可以有其他變化、修飾及替代選擇。此外，在說明於下方實施例的元件配置中，將使用透明傳導電極（TCE)，以容許光傳送至吸收劑材料。可使用 Ί TCE，其為n•型與卜型，亦#，分別傳輸或傳導負載子的TCE &傳輸或傳導正載子& T(：e。⑽的—些例子，氧化銦錫（ITO)、摻雜A1的氧化辞（Zn〇:Ai)及推雜氣的乳化錫（Sn〇2:F)。IT〇為卜型咖的一個例子，* 與f2〇:Fh-型取的例子。在傳輸材料鄰接於TCE的置例子中，電子傳輸材料（例如職或ETHBM，輸材= 雜或為4雜)係鄰接於&型咖，而電洞傳輸材枓（例如HTM或Ητ職，其可未係鄰接於卜型TCE。舉例來說，假戈為P·摻雜）

ZnO：Al) TrF a. n 尘材料（例如乍為TCE，則使用電子傳輸材料，而假里材料（例如ITO)作為TC ρ· 下文說明的實施例中，將使“：τ=輸材料。在 iCE 例如 ΖηΟ:Α1。 142 200807731 此非意圖限制。亦可使用其他η-型TCE肖p-型TCE，而且熟習本技術技術之人士將認知到，視取本質而定，載

子傳輸層將變換立署Β m lA 又供位置且所使用之摻雜種類亦將變換。實施例^ 、在可為任何光學澄清材料，例如玻璃、熔融二氧化塑备寺等的基材上沈積一層透明傳導電極（TCE)，其可以口種真工方法’例如減鍍、蒸鑛及溶液沈積方法進行。Τα 的例子有氧化銦錫（ITO)、摻雜A1的氧化辞（ho,及捧雜氣的氧化錫（Sn〇2:F)。在該等例子t，吾人使心〇:仏隨後將-層第-材料構成的奈米顆粒（Np)沈積在Τα 上。此膜的厚度範圍可從約5〇 nm至約_⑽。此係使二:P的膠體懸浮液並以各式種類的溶液沈積製塗佈二喷塗、喷墨印刷、浸潰、刮刀成型、電泳、電化學沈積寻等進灯。所沈積的第一材料可為金屬氧化物，例如 =、Ti〇2、Sn〇2、W〇3、Fe2〇3等等。或者，第一材料可 ::屬硫化物，例如FeS2、SnS。又或者，第一材料可為二弟IV族丰導體物種（例如Mi。之半導體材料。該 ί ^化物NP或金屬硫化物NP或其他半導體NP隨後於 :圍…〇〇°C至約赠、或較佳約⑽。C至約斷、二：佳約1〇0 °C至約500 °C之溫度燒結-段範圍從約5分，，里約3小時的時間。此燒結製程可於烘箱内進行，抑或式化快速熱退火進行’其目標是使NP稍微溶融或 :連結在一起。除了熱燒結以外，亦可藉由施加壓力至 «而…P的相互連結。所施加的壓力範圍可從⑽ 143 200807731 kg/cm2 至 2000 ke/rm2 B -r ,, 施加至該膜。可以機械式壓機或以等壓式壓機隨後沈積第二材料構成的，，將該等第二材

注入由ρ、、士接>u科的NP 等第：: 的N”斤形成的奈米孔洞内。該寺弟一材料的Np可以類似於第一材料的Np之第二材為Si、Ge、SiGe合金;金屬氧化物，二〇: Cu2〇、Fe0、Fe2〇3;金屬硫化物，例如 CU2S、w 及類似者。第二材料的Np隨後以類似於在第—材料2的仰上進行之方式燒結。第-材料的NP與經㈣的NP之組合構成奈米複合膜。一材科最後，將上部電極沈積在該奈米複合膜上。此上部電極可藉由例如濺鍍、蒸鍍、網版印刷、塗佈、箱層合等等方法沈積。、實施例2 在實施例1的另一具體實例中，第一材料的Np與第二材料的NP係以類似於實施例丨中沈積第一材料的Np的方式一起沈積。如同於實施例丨中，該二者隨後於指定溫度燒結一段指定時間或被施加壓力。實施例3 以實施例1的經TCE塗佈之基材開始。將一層電子傳輸電洞阻隔材料（ETHBM)的膜使用真空技術（例如濺鍍或蒸鍍或溶液沈積技術）以範圍從約1〇〇 nm至約1000 nm 之厚度沈積。該ETHBM可為金屬氧化物，例如ZnO、Ti02、 Sn〇2、WO3、Fe2〇s等等，且可未經摻雜或為^摻雜。隨 144 200807731 後將實施例1說明的奈米複合膜加工至ETHBM上。最後，將上部電極沈積在奈米複合膜上。此上部電極可藉由例如濺鍍、蒸鍍、網版印刷、塗佈、箔層合等等方法沈積。實施例1 以貝施例3中沈積上部電極之前的元件開始。將一層電洞傳輸電子阻隔材料（HTEBM)使用真空技術（例如濺鍍或瘵鍍或溶液沈積技術）以範圍從約i 〇〇 nm至約i 〇〇〇 nm 之厚度沈積在奈米複合層上。HTEBM的例子有Ni〇、Ch〇、

CuI、CuSCN、CuPc、ZnPc等等且可為p-摻雜或未經摻雜。最後，將上部電極沈積在HTEBM上。此上部電極可藉由例如濺鍍、蒸鍍、網版印刷、塗佈、箔層合等等方法沈積。實施例5 以實施例1中沈積上部電極之前的元件開始。將一層電洞傳輸電子阻隔材料（HTEBM)使用真空技術（例如濺^ 或蒸鍍或溶液沈積技術）以範圍從約100 nm至約1000 之厚度沈積在奈米複合層上。HTEBM的例子有Ni〇、CU2〇、 ^I、CUSCN、CUpc、ZnPc等等且可未經摻雜或為p摻雜。最後’將上部電極係沈積在HTEBM i。此上部電極可藉由例如濺鍍、蒸鍍、網版印刷、塗佈、箱層合等等方法^ 積。、實施例6 以實施例i的經TCE塗佈之基材開始。沈積由第一材料的NP、第二材料的NP與第三材料的Np之混合物所組成之層’此層構成-奈米複合物。第—材料為贿腿， 145 200807731 第二材料為吸收劑，而第三材料為HTEBM。該三類Np可以眾多方法沈積。一具體實例涉及形成所有三種材料的NP 膠體懸浮液。然後經由眾多溶液沈積技術，例如旋轉塗佈、喷塗、反漬、喷墨印刷、刮刀成型、電泳、電化學沈積等等，將所有三種材料的NP沈積在經TCE塗佈之基材上。最後將一上部電極沈積在奈米複合膜上。此上部電極可藉由例如濺鑛、蒸鍍、網版印刷、塗佈、箔層合等等方法沈積。复座例7 在實施例6的另一具體實例中，使用真空技術，例如濺鍍或蒸鍍或溶液沈積技術，將ETHBM置於TCE與該奈米複合物之間。ETHBM的例子有Zn0、Ti〇2、Sn〇2、w〇3 專專’且可未經摻雜或為n摻雜。貫施例8 在實施例6的另一具體實例中，使用真空技術，例如錢艘或蒸鍍或溶液沈積技術，將ΗΤΕΒΜ置於該奈米複合物與上覆電極之間。ΗΤΕΒΜ的例子有Ni0、Cu2〇、CuI、 CuSCN、CuPc、ZnPc等等且可未經摻雜或為p摻雜。 f施例9 在實施例6的另一具體實例中，使用真空技術，例如錢鐘或蒸鑛或溶液沈積技術，將ETHBM置於TCE與奈米複合物之間，並將HTEBM置於奈米複合物與上部電極之間。ETHBM 的例子有 ZnO、Ti02、Sn02、W03、Fe203 等等，且可未經摻雜或為n摻雜。HTEBM的例子有Ni〇、 146 200807731

Cu20、Cul、CuSCN、CuPc、ZnPc等等且可未經摻雜或為 P摻雜。實施例1 ο 以實施例1的經TCE塗佈之基材開始。將包含Ετηβμ 的ΝΡ之層使用溶液沈積方法沈積在tcE上。ΕΤΗΒΜ的例子有Zn〇、Ti〇2、Sn〇2、W〇3、Fe2〇3等等，且可未經摻雜或為η摻雜。將吸收劑材料的Np的第二層使用溶液沈積方法沈積在ETHBM層上。吸收劑材料的例子有&、、 SiGe 合金、Cu〇、Cu2〇、Fe〇、Fe2〇3、Cu2S 等等將 htebm 的NP的第二層使用溶液沈積方法沈積在吸收劑材料層上。HTEBM 的例子有 Ni0、CuI、CuSCN、Cupc、Znpc 等等且可未經摻雜或為p摻雜。該三層的組合構成一多層奈米複合物。該等層各層的厚度範圍從約50 nm至約5000 nm，更佳從約50 nm至約1〇〇〇 nm，且最佳從約5〇至約500 nm。該等NP層之各層可在各^^卩層沈積之後燒結。燒結製程亦可在沈積兩層之後進行，然後另一燒結製程係於第三層沈積之後進行。燒結製程亦可在所有三層沈積之後進行。最後’將上部電極係沈積在奈米複合膜上。此上部電極可藉由例如機錢、蒸鍍、網版印刷、塗佈、猪層合等等方法沈積。實施例11 在實施例1 0的另_呈轉杏/丨士 /士 03 士具體貝例中，使用真空方法，例如濺鍍或蒸鍍、或溶液、1 ^ α %方法，將ETHBM置於TCE與多層奈米複合物之間。EThriu 丨2 士 π ^ 的例子有 ZnO、Ti〇2、Sn02、 147 200807731 WO3、Fe2〇3等等，且可未經摻雜或為^摻雜。實施例12 在實施例1 0的另一具體實例中，使用真空方法，例如濺鍍或蒸鍍、或溶液沈積方法，將ΗΤΕΒΜ置於多層奈米複合物與上部電極之間。ΗΤΕΒΜ的例子有Ni0、Cu2〇、CnI、 CuSCN、CuPc、ZnPc等等且可未經摻雜或為p摻雜。實施例13 在實施例1 0的另一具體實例中，使用真空方法，例如錢鐘或瘵鍍、或溶液沈積方法，將ETHBM置於TCE與多層奈米複合之間，並將ΗΤΕΒΜ置於多層奈米複合物與上部電極之間。ΕΤΗΒΜ的例子有ZnO、Ti02、Sn02、W03、 Fe2〇3等等，且可未經摻雜或為n摻雜。的例子有 mo ' eul ' CuSCN、CuPc、Znpc 等等且可未經摻雜或為p摻雜。實施例 14 以實施例！的經TCE塗佈之基材開始。沈積一層延展之奈米結構，例如奈綠、奈米管等等，該奈米結構係實質上垂直但不需精車从违：吉仏# n好 +也Ϊ直於δ亥臈。可用於該等延展之奈米結構的材料例子包括金屬氧化物，例如Zn〇、Ti〇2、Sn(/: W〇3:及Fe2〇3;金屬硫化物，例如FeS2、SnS;包含第^ 族半導體物種（例如FeSi )之半牛泠體材枓，且可未經摻雜或為雜。—層包含和延展之奈米結構相可先沈積在TCE上，鈇德征s + a t 辱嫉上…、後延展之奈米結構係於此薄膜上生長。此薄膜可糟由燒結一層該材料的Np及戈藉由真空方法 148 200807731 ==或溶液沈積方法形成。此薄的-個例子:佳= 或沒有包含延展之太:及將經TCE塗佈之基材（有媒介，例如包含“1屬。I材料的薄膜）浸至適當生長的萨酸鋅之拎祕玉屬風别驅物如用以沈積Zn〇奈米柱内辞之驗性水溶液（例如⑽Η水溶液）的生長媒介乎孔Si將第,材料注入由該延展之奈米結構所形成的奈 :=，Γ材料延展超過該延展之奈米結構或完全覆入〆、U結構。此第二材料可為Si、Ge、SiGe合盃 CuO > Cu2〇 > FeO ^ n 门 —一 2 3、Cu2S、SnS2、ZnS 等等。 ^材料可以數種方法沈積。—種方法使用該材料的Np 恥體懸洋液，由諸如旋轉塗佈、噴塗、浸漬、成型、電泳、電化學沈積等等之方法使用膠：懸 _ ^ 十，入不未孔隙内。注入第二材料之後，第 -材料係於範圍從約至約·。C、或較佳約⑽。C 至約_。〇、或更佳約^C至約鄭Q溫度燒結一段耗圍約5分鐘至約3小時的時間。此燒結製程可於洪箱内進行’抑或經由程式化快速熱退火進行，該製程的目標是使NP稍微熔融或互相連結在一起。除了熱燒結以外，亦可藉由施加壓力至該膜而達到Np的相互連結。壓力範圍可從約loo kgw至約2000 kg/cm2且可以機械式塵機或以等壓式壓機施加至該膜。 149 200807731 一沈積第二材料的另一方法涉及到使用適當前驅物材料水溶液之電化學沈積。可使用標準的參電極或雙電極電化予電池個電極，或工作電極，係包含第-材料的延展奈米結構，其已塗佈於位在基材上之tce層上。參考電極為標準飽和甘汞電極（SCE)或標準氫電極_)。相對電極為金屬’例如鉑、金等等。前驅材料可為各式各樣的材料。 =si而言’前驅材料可為各種㈣，例如函錢與有機石夕 k、小石夕。$ Ge而言，前驅材料可為各種鍺烧，例如函錯烧與有機錯燒、或聚鍺貌、就⑽而言，前驅材料可為各種銅（η)鹽’例如乙酸銅（11)與硫酸銅（π)、以及酒石酸 Cu(II)。就Cu2〇而言，前驅材料可為各種銅⑴鹽，例如氯化銅⑴與硝酸銅（1)。就Fe〇而言，前驅材料可為各種鐵（I】） ^例如氯化鐵（11)。就Fe2〇3而言，前驅材料可為各種鐵 (ΙΠ)鹽，例如氣化鐵（111)。就銅⑴硫化物而言，前驅材料可為各種銅（I)鹽，例如氯化銅⑴與硝酸銅（1)。最後’將上部電極係沈積在第二材料上。此上部電極可藉由例如濺鍍、蒸鍍、網版印刷、塗佈、箔層合等等方法沈積。 ' 建構一個類似於實施例14說明之元件的元件，除了為電洞傳輸電子阻隔材料（HTEBM)之第三材料係於上部電極沈積之前先沈積在第二材料上以外。此係使用真空方法沈積，例如濺鍍或蒸鍍、或溶液沈積方法。此第三材料可為各種材料，例如 NiO、Cu20、Cul、CuSCN、CuPc、ZnPc 150 200807731 等：。最後’將上部電極沈積在第三材料上。此上部電極可藉由例如賤鍍、蒸鍍、網版印㈣、塗佈法沈積。 θ °寺4方實施例16_ 建構一個類似於實施例14說明之元件的元件，除了第 :材料並未完全填滿奈米孔隙，而是沈積成以第二材料J 艇塗佈延展奈米結構，使奈米孔隙仍殘留在延展的奈米結構之間或内部。第三材料，其為ΗΤΕΒΜ，例如說明於二施例15中者，隨後沈積於該等奈米孔隙内至高於延展= 米結構的程度。最後，將上部電極沈積在第三材料上:2 上部電極可藉由例如濺鍍、蒸鍍、網版印刷、涂、# 土卻、泪層合專等方法沈積。實施例17 以實施例1的經TCE塗佈之基材開始。將電子傳輪電洞阻隔材料（ΕΤΗΒΜ)之膜使用真空方法（例如賤鍛^ = 艘、或〉谷液沈積方法）以範圍從約1 〇〇 nm $的1 λλλ 土、、、J 1 UDO nm 之厚度沈積。該ethbm可為金屬氧化物，例如Zn〇、Ti〇、 Sn〇2、WO3、Fee;專等’且可未經摻雜或為n摻雜。將一層吸收薄膜沈積在ΕΤΗΒΜ上。此吸收材料可為^、Ge、

SiGe 合金、CuO、Cu20、FeO、Fe203、Cu2S、FeS2、SnS 等等1匕吸收材料的厚度範圍可從約5〇1^至約5〇〇2〇nm。此材料可如實施例14所述般以許多方法沈積。將電洞傳輸電子阻隔材料（HTEBM)之膜使用真空方法（例如藏鐘或蒸鍍、或溶液沈積方法）以範圍從約100 nm至約1000 nm 151 200807731 之厚度沈積在該吸收材料上。htebm可為眾多材料，例如 NiO、Cu2〇3、CuI、CuSCN、Cupc 等等。最後，將上部電極係沈積在第三材料上。此上部電極可藉由例如濺鍍、洛鍍、網版印刷、塗佈、箔層合等等方法沈積。實施例1 8 實施例17之元件，但無ETHBM。實施例1 9 實施例17之元件，但無HTEBM。實施例20 除了奈米複合材料以外，此元件配置係類似於實施例 3。在此貫施例中，奈米複合材料係包含奈米多孔的第一材料’其中該奈米孔洞係使用溶液沈積方法充填有第二材料。可製成奈米多孔的第一材料例子有Si、Ge、si(Je合金；金屬氧化物，例如Zn0、Ti〇2、Sn〇2、Wh、; 金屬硫化物，例如FeS^SnS;包含第Iv族半導體物種（例如FeSh )之半導體材料等等。在一具體實例中，奈米多孔 Si的奈米孔洞係充填有Ge。在另一具體實例中，奈米多孔Ge的奈米孔洞係充填有Si。在另一具體實例中，奈米夕孔Si或奈米多孔Ge的奈米孔洞係充填有金屬氧化物，例如ZnO、Ti02、Sn02、W〇3、Fe2〇3等等。在另一具體實例中’奈米多孔金屬氧化物（例如Zn〇、τι〇2、sn〇2、w〇3、 Fe2〇3等等）的奈米孔洞係充填有下列其中之一·· si、Ge、

SiGe 合金、CuO、Cu20、FeO、Fe2〇3、Cu2S。實施例2 1 152 200807731 此元件配置係類似於實施例20，除了電洞傳輸電子阻隔材料（HTEBM)層係置於奈米複合物與上覆電極之間以外。此HTEBM係使用真空方法（例如濺鍍或蒸鍍、或溶液沈積方法）以範圍從約100 nm至約1000 nm之厚度沈積。HTEBM 的例子有 NiO、Cu203、Cul、CuSCN、CuPe、 ZnPc等等。最後，將一上部電極係沈積在HTEBM上。此上部電極可藉由例如濺鍍、蒸鍍、網版印刷、塗佈、荡層合等等方法沈積。實施例22 實施例21之元件，但無ETHBM。亦可理解的是本案所述實施例與具體實例係僅用於例示目的，並可理解的是熟習本技術技術之人士將聯想到鑑於本案所述實施例與具體實例的各式各樣修改或變化且該等修改或變化係包括在本申請案之精神與範圍以及隨附申請專利範圍之範圍以内。【圖式簡單說明】第1圖係例示根據本發明一具體實例之用於光伏元件的奈米結構化材料的簡圖。第1A圖係例示根據本發明一具體實例之第丨圖元件的互混區的簡圖。第2圖至帛6目係例示根據本發明_具體實例之製造用於光伏元件之奈米結構化材料的方法的簡圖。第7圖係例示根據本發明_具體實例用於光伏元件之替代奈米結構化材料的簡圖。 153 200807731 第8圖至第13圖係例示根據本發明另—具體實例造用於光伏元件之奈米結構化材料的替代方法的簡圖。第14圖係例示根據本發明一具體實例用於光伏元另一替代奈米結構化材料的簡圖。之第1 5圖至第1 8圖係例示根據本發明另一具體實侈製造用於光伏元件之奈米結構化材料的另一卷 ]之管代方法的簡第1 9圖係例示根據本發明一呈辦與彳知乃骽只例用於光伏元件之另一替代奈米結構化材料的簡圖。第20圖至第22圖係例示根據本發明一替代具體者歹· 之製造用於光伏元件之奈米結構化材料的另一：貝例外旁代方法的簡圖。第23圖係例示根據本發明一具體實例用於光伏元彳之另一替代奈米結構化材料的簡圖。第24圖至第25圖係例示根據本發明_ "n替代具體實例之製造用於光伏元件之奈米結構化材料的十7另—替代方法的簡圖。第2 6圖係例示根據本發明一具體實、 K妁用於光伏元件之另一替代奈米結構化材料的簡圖。第2 7圖至第2 8圖係例示根據本發明乃一具體實例之製造用於光伏元件之奈米結構化材料的另— ^ ^替代方法的簡圖。明具體實例用於形第29圖至第33圖係例示根據本發成奈米結構化材料之方法的簡圖。 154 200807731 【主要元件符號說明】 100 簡圖 101 基材構件 103 電極 105 第一奈米結構化材料 107 第二奈米結構化材料 109 電極結構 111 互混區 150 互混區 200 基材 201 表面區域 301 電極層 401 第一奈米結構化材料 501 第二奈米結構化材料 503 互混區 601 電極層 700 奈米結構化材料 701 基材構件 703 電極結構 705 電子傳輸/電洞阻隔材料 707 互混區 709 電洞傳輸/電子阻隔材料 711 電極結構 750 互混區707的放大圖 155 200807731 751 第一奈米結構化材料 753 第二奈米結構化材料 800 基材 801 表面區域 901 電極層 1001 電子傳輸/電洞阻隔材料 1101 第一奈米結構化材料 1201 第二奈米結構化材料 12 05 互混區 1301 電洞傳輸/電子阻隔材料 1305 電極層 1400 奈米結構化材料 1401 基材構件 1403 電極結構 1405 電子傳輸/電洞阻隔材料 1407 奈米結構化材料 1409 電洞傳輸/電子阻隔材料 1411 電極結構 1501 基材 1502 表面區域 1503 電極層 1 505 電子傳輸/電洞阻隔材料 1601 奈米結構化材料 1701 電洞傳輸/電子阻隔材料 156 200807731 1703 電極層 1900 奈米結構化材料 1901 基材構件 1903 電極結構 1905 電子傳輸/電洞阻隔材料 1907 奈米結構化材料 1909 電洞傳輸/電子阻隔材料 1911 電極結構 2000 表面配置 2001 基材構件 2002 表面區域 2003 電極層 2005 電子傳輸/電洞阻隔材料 2007 奈米結構化材料 2201 電洞傳輸/電子阻隔材料 2205 電極層 2300 奈米結構化材料 23 01 基材構件 2302 表面區域 2305 電極結構 2307 電子傳輸/電洞阻隔材料 2309 奈米結構化材料 2311 電洞傳輸/電子阻隔材料 2313 電極結構 157 200807731 2600 奈米結構化材料 2601 基材構件 2603 電極結構 2605 電子傳輸/電洞阻隔材料 2607 第一奈米結構化材料 2608 介面區 2609 第二奈米結構化材料 2611 電洞傳輸/電子阻隔材料 2613 電極結構 2701 基材構件 2703 電極結構 2705 電子傳輸/電洞阻隔材料 2709 第一奈米結構化材料 2711 第二奈米結構化材料 2713 電洞傳輸/電子阻隔材料 2715 電極結構 158

Claims

200807731 十、申謗專利範面：一大種光伏奈米複合奈米結構化材料，其包含.第 :第結:冓:材料與第二奈米結構化材料，· ί、Γ:+:Γ化材料與第二奈米結構化材料之間表弟一奈米結構化材料特徵的第一電子親和力盘第: 電勢，代表第二奈米結構化材，子離後m +批十符徵的弟二電子親和力盥㈣電勢’據此第—電子親和力係小於第二：力且第一游離電勢係小於第二游離電勢，而且子和力係小於第—游離電勢；針對包含於約_nm至約7 0 咖範圍内之波長的光至少1〇3^之光吸收係數，盆代表弟-奈米結構化材料與第二奈米結構化材料當中至或兩者的特徵。 2:根據申請專利範圍第！項之奈米結構化材料，其中該第-奈米結構化材料與第二奈米結構化材料包含多個奈米結構，該多個奈米結構係選自於奈米顆粒、量子點、量子線、奈米柱、奈米棒、奈米管、量子井、奈米殼‘:奈米帶、奈米多孔材料。 T 3. 根據申請專利範圍第1項之奈米結構化材料，其中該互混區的厚度範圍從約！ nm至約5〇〇〇 nm ;其中代表互混特徵的空間距離範圍從約i nm至約5〇〇〇 nm。 4. 根據申請專利範圍第3項之奈米結構化材料，其中該互混區的厚度範圍從約i nm至約1 000 nm ;其中代表互混特徵的空間距離範圍從約i nm至約1 〇〇〇 nm。 5·根據申請專利範圍第4項之奈米結構化材料，其 159 200807731 6項之奈米結構化材料，其 1 nm至約50 nm ;其中代表互 1 nm 至約 50 nm。中該互混區的厚度範圍從約1 互混特徵的空間距離範圍從約 6 ·根據申請專利範圍第中該互混區的厚度範圍從約1 互混特徵的空間距離範圍從約 7·根據申請專利範圍第中5亥互Q的厚度範圍從約混特徵的空間距離範圍從約 nm至約500 nm ;其中代表 1 nm 至約 500 nm。 5項之奈米結構化材料，其 nm至約1〇〇 nm ;其中代表 1 nm 至約 1〇〇 nm。 8·根據申請專利範圍中該互混區的厚度範圍從約混特徵的空間距離範圍從約 9· 根據申請專利範圍中該互混區的厚度範圍從約混特徵的空間距離範圍從約第7項之奈米結構化材料，其 1 nm至約50 nm ;其中代表互 lnm 至約 l〇nm。第8項之奈米結構化材料，其 1 nm至約50 nm ;其中代表互 1 nm 至約 5 nm。 1〇_根據申請專利範圍第丨項之奈米結構化材料，其中該第一奈米結構化材料與第二奈米結構化材料包含半導體材料。 11·根據申請專利範圍第10項之奈米結構化材料，其中該第一奈米結構化材料與第二奈米結構化材料包含無機半導體材料。 ' 12·根據申請專利範圍第丨丨項之奈米結構化材料，其中該第一奈米結構化材料與第二奈米結構化材料係選自2 第1V族半導體材料與第IV-IV族半導體材料。 13.根據申請專利範圍第12項之奈米結構化材料，其 160 200807731 中該第一奈米結構化材料包含si奈米結構，且第二奈米結構化材料包含Ge奈米結構。 14·根據申請專利範圍第12項之奈米結構化材料，其中5亥弟一奈米結構化材料包含Si〇e合金奈米結構。 15·根據申請專利範圍第η項之奈米結構化材料，其中該第一奈米結構化材料與第二奈米結構化材料係選自於金屬氧化物。 16.根據申請專利範圍第15項之奈米結構化材料，其中該第一奈米結構化材料係選自於Cu〇、Cu2〇、Fe〇、 FeA3、FeSz，且第二奈米結構化材料係包含金屬氧化物。 17·根據申請專利範圍第15項之奈米結構化材料，其中該第一奈米結構化材料係選自於CuO、Cu2〇、Fe〇、 Fe2〇3，且第二奈米結構化材料係選自於ZnO、Ti〇2、sn〇、 W〇3、Fe2〇3 0 1 8.根據申請專利範圍第1項之奈米結構化材料，其中該第一奈米結構化材料係選自於第IV族半導體材料與第IV-IV族半導體材料。 19·根據申請專利範圍第18項之奈米結構化材料，其中該第一奈米結構化材料係選自於Si、Ge、SiGe合金。 20.根據申請專利範圍第1項之奈米結構化材料，& 中該第一奈米結構化材料係選自於金屬氧化物。 2 1 ·根據申請專利範圍第20項之奈米結構化材料，其中該第一奈米結構化材料係選自於ZnO、Ti02、Sn〇2、w〇3。 2 2 ·根據申請專利範圍第1項之奈米結構化材料，其^ 161 200807731 中該第一奈米結構化材料係選自於第ιν族半導體材料與第IV-IV族半導體材料；其中該第二奈米結構化材料係選自於金屬氧化物。 23·根據申請專利範圍第22項之奈米結構化材料，其中該第一奈米結構化材料係選自於Si奈米結構且第二奈米結構化材料係選自於金屬氧化物。 24·根據申請專利範圍第22項之奈米結構化材料，其中該第一奈米結構化材料係選自於Ge奈米結構且第二奈米結構化材料係選自於金屬氧化物。 25 ·根據申請專利範圍第22項之奈米結構化材料，其中該第一奈米結構化材料係選自於SiGe合金奈米結構且第二奈米結構化材料係選自於金屬氧化物。 26·根據申請專利範圍第22項之奈米結構化材料，其中該第一奈米結構化材料係選自於Si、Ge、siGe合金，且其中該第二奈米結構化材料係選自於Zn〇、Ti〇2、Sn〇2、 W03、Fe203。 27·根據申請專利範圍第丨項之奈米結構化材料，其中該第一奈米結構化材料係選自於Si、Ge、SiGe合金、 ZnO、Ti〇2、Sn〇2、W〇3、Cu〇、Cu2〇、㈣、Fe2〇3、二、 Cu2S、FeS、FeS2、SnS、FeSi2。 28.根據申請專利範圍第i項之奈米結構化材料，其中該第一奈米結構化材料係選自於Si、Ge、siGe合金、 CuO、Cu20、FeO、Fe2〇3、Cu2s。 29·根據申請專利範圍帛"員之奈米結構化材料，其 162 200807731 中該第一奈米結構化材料係選自於Si、Ge、SiGe合金、 CuO、FeO，且第二奈米結構化材料係選自於ZnO、Ti〇2、 SnO〗、WO30 30·根據申請專利範圍第1項之奈米結構化材料，其中該第一奈米結構化材料係選自於Cu2〇、Fe203、Cu2S、 FeS、FeS2、SnS、FeSi2且其中該第二奈米結構化材料係選自於 ZnO、Ti〇2、Sn〇2、W03，Fe203、SnS2、ZnS。 3 1 ·根據申請專利範圍第i項之奈米結構化材料，其中該第一奈米結構化材料係選自於金屬硫化物。 32·根據申請專利範圍第3 1項之奈米結構化材料，其中该第一奈米結構化材料係選自於Cu2s、Fes、FeS、SnS。 33 .根據申請專利範圍第1項之奈米結構化材料，其中該第一奈米結構化材料包含奈米柱，該奈米柱係選自於第IV族半導體材料、第IV_IV族半導體材料及金屬氧化物。 \4.根據申請專利範圍第33項之奈米結構化材料，其中該第一奈米結構化材料包含選自於Si、Ge、siGe合金之奈米柱。 Λ 3—5.根據申請專利範圍帛33項之奈米結構化材料，其中遠第-奈米結構化材料包含選自於Ζη〇、㈣、^ 〇 CuO、Cu2〇之奈米柱。 23 3 6 ·根據申請專利篇图少 T月号不J靶圍弟1項之奈米結構化材料，其中该弟一奈米結構化材料白料包含奈未官，該奈米管係選自於第IV族半導體材料、第弟IV-IV為+導體材料及金屬 163 200807731 物〇 :據申請專利範圍第％項之奈米結構化材料，其中以弟-奈米結構化材料包含了包含％的奈米管。 38·根據申請專利範圍第i 中兮笛不、木結構化材料，其 —牙、米結構化材料係選自於第iv族半導體材料含了包含金屬氧化物的奈中❹—奈米結構化材料包中該第_^據中请專利範圍第38項之奈米結構化材料，其 :米結構化材料係選自於Si、Ge、SiGe合金，且八中該第二奈米結構化材料包含了包含⑽的夺 4〇_根據申請專利範圍第 ' 中貝t不水結構化材料，其 Γιντ—Λ 材料係選自於第1v料導體材料、人 ^半導體材料’且其中該第二奈米結構化材料包各了包含金屬氧化物的奈米管。根據申請專利範圍第4〇項之奈米結構化材料，盆 5亥弟一奈米結構化材料係選自於Si、Ge、SiGe合八，，、且其中d H结構化材料&含了 &含τ 中42.根據申請專利範圍第1項之奈米結構化：：二中該第-奈米結構化材料包含無機半導體，且其中：奈米結構化材料包含有機半導體。一由43.根據中請專利範圍第1項之奈米結構化材料，笪中該第-奈米結構化材料與第二奈米結構化材機半導體材料。有機 44.根據申請專利範圍第1項之奈米結構化材料，其 164 200807731 中於約400 nm至約700 nm範圍内之波長的光吸收係數為至少 1 04 cm·1。 45 .根據申請專利範圍第丨項之奈米結構化材料其中於約400 nm至約700 nms圍内之波長的光吸收係數為至少 1 05 cnT1。 46·根據申請專利範圍第丨項之奈米結構化材料，其中错由奈米結構化材料之光吸收所生成的正電荷载子與負電荷載子係於第一奈米結構化材料與第二奈米結構化材料門：::面刀開，其中負電荷載子係於一具較大電子親和力之奈米結構化材料内傳輸且正電荷載子係於另_ 游離電勢之奈米結構化材料内傳輸。 47.根據申請專利範圍第46項之奈米結構化中電荷載子係於笛士 Τ ^ 、、弟一示米結構化材料與第二奈米結構枓内部歷經大多數的載子傳輸。構化材中二=請專利範圍第i項之奈米結構化材料，其第二奈化材枓的電子親和力與游離電勢係分別比則乂。Μ Ό化材料的電子親和力與游離電勢小至少1〇〇 49_根據申★杳直& > 中第一奈：專利竭48項之奈米結構化材料，其第二奈米結構化：電子親和力與游離電勢係分別比 meV。料的電子親和力與游離電勢小至少3〇〇 •根據申請中第一奈米結構代範圍第49項之奈米結構化材料，的電子親和力與游離電勢係分別其比 165 200807731 勢小至少500 第二奈米結構化材料的 τ旧尾子親和力與游離畲 meV ° 兒 51·根據申請專利範圍第1項之夺米妹中該等奈米結構化材料之_的能帶間隙係;^構化材料，其 2.0 eV的範圍内。 4 i·0 eV至約 52_根據申請專利範圍第51項之奈中該等奈米結構化材料之—的能帶間隙係：構化材料，其 1.8 eV的範圍内。、、勺·2 eV至約 53 ·根據申請專利範圍第52項之太中該等奈米結構化材料之-的能帶間二 1.6 eV的範圍内。、、勺1·3 eV至約 54·根據申請專利範圍第i項之中該等奈米結構化材料之_ # 。化材料，其 ^ Tt ^ 的载子遷移遂在认α , —V-S至約5000 cm2/v_s的範圍内。以係於約ίο-6 二根據申請專利範圍第54項之奈米結構化材料] 米結構化材料之—的載子遷移率二 cm2/V_s 至約 1〇〇〇 cm2/v_s 的範圍内。 56.根據申請專利範圍第55項之奈米結構化材料，盆 =專奈米結構化材料之—的载子遷移率係於約！ emi 至約100 cm2/v-s的範圍内。化材;二:種：伏奈米複合材料，其包含：第-奈米結構特=弟二奈米結構化材料；代表第-奈米結構化材料構化材料特徵的第二電子親和力*第勢二奈米結〜弟一游離電勢，據此第 166 200807731 一電子親和力係小於第二電子親和力，第—游離電勢係小於第二游離電勢，且第二電子親和力係小於第一游離電勢；針對包含於約400 nm至約700 nm範圍内之波長的光至少W W之光吸收係數，其代表第—奈米結構㈣料與第二奈米結構化材料當中至少一者或兩者的特徵。 58. -種光伏複合材料，其包含：第_奈米結構化材枓、第二奈米結構化材料及第三奈米結構化材料；互混區，其提供於第-奈米結構化材料、第二奈米結構化材二第結構化材料之間；代表第—奈米結構化材料特徵的料4士 ^ 2和力與弟—私離電勢，·代表第二奈米結構化材枓“支的苐二電子親和力與第二游離電勢，·第第三電子親和力與三游離電勢代表，據:第 :親：力係小於第二電子親和力，第二電子親和力係勢，、第::二和力，第一游離電勢係小於第二游離電和力第小於第三游離電勢，而且第三電子親峨範圍内、之離電勢；针對包含於約400 _至約_ 第-奈米結構化材料、第1Γ 收係數，其代表構化材料當中至少:者、化材料及第三奈米結有一者或全體二者的特徵。奈米結構：伏Γ其包含電子集電極;電洞集電極；該奈米結構化材料:m:極與電祠集電極之間，結構化材料；互漏區，1提：二1冓化材料與第二奈米二奈米結構化材料之間：、弟：未結構化材料與第 ^第一奈米結構化材料特徵的 167 200807731 f一電子親和力與第-游離電勢；代表第二奈米結構化材料特徵的第二電子親和力盥第毒化材，、弟一游離電勢，據此第一雷早親和力係小於第二電子親 w 电千親和力且第一游離電勢係小於第一游離電勢，而且第-雷+朝釦士〆、弟一 μ 電子親和力係小於第一游離電勢；斜對包含於約400 nm至& 700 nrn ^ fi & 芏J /00 nm乾圍内之波長的光至 cm·1之光吸收係數，i ψ υ 乂、代表弟一奈米結構化材料盎一米結構化材料當中5 w、 n二+ ，、乐一示刊丁寸田Τ至少一者或兩者的特徵。 6〇·根據申請專利範圍第59項之光伏元件，其中 =集電極與電洞集電極在約_ nm至約副nm之波範圍内係實質上透光。 1 隹61 ·根據申請專利範圍第6〇項之光伏元件，其中該電 2集電極與電洞集電極在約400 nm至約1000 nm之波長範圍内係實質上透光。 & 62’根據申請專利範圍第61項之光伏元件，其中該電子集電極與電洞集電極在約400 nm至約900 nmi波長範圍内係實質上透光。 •根據申睛專利範圍第62項之光伏元件，其中該電木笔極契電/同集電極在約400 nm至約800 nm之波長範圍内係實質上透光。 64_根據申請專利範圍第63項之光伏元件，其中該電子集電極與電洞集電極在約400 nm至約700 nm之波長範圍内係實質上透光。 65·根據申請專利範圍第59項之光伏元件，其中藉由奈米結構化材料之光吸收所生成的負電荷載子與正載子係 200807731 不水結構化材料與第二夺分開·戈丄不、木結構化材料之間的介面構化# βπ ^ 、，、較大電子親和力之奈米結稱化材枓内傳輸且正電丰乎姓M y 戰子係於另一具較小游離電勢之不木、、、口構化材料内傳輸。根據申明專利範圍第59項之光伏元件，豆中電子 =輸^洞阻隔材㈣置於奈米結構化材料與電子集電極之二：/、中電洞傳輸/電子阻隔材料係置於奈米結構化材料與電洞：電極之間；丨中藉由奈米結構化材料之光吸收所生成的π負t載子係優先分離至電子傳輸/電洞阻隔材料内並電：傳輪/電洞阻隔材料内傳輸丨其中藉由奈米結構化材光及收所生成的帶正電載子係優先分離至電洞傳輸/電子阻隔材料内並於電洞傳輸/電子阻隔材料内傳輸。 67·根據申請專利範圍第59項之光伏元件，其中該電子傳輸/電洞阻隔材料係選自於無機半導體、有機半導體。 68·根據申請專利範圍第59項之光伏元件，其中該電子傳輸/電洞阻隔材料係選自於金屬氧化物。 69.根據申請專利範圍第59項之光伏元件，其中該電子傳輸/電洞阻隔材料係選自於Zn〇、Ti02、Sn02、W03、 Fe2〇3 〇 70·根據申請專利範圍第59項之光伏元件，其中該電洞傳輸/電子阻隔材料係選自於無機半導體、有機半導體。 7 1 ·根據申請專利範圍第59項之光伏元件，其中該電洞傳輸/電子阻隔材料係選自於金屬氧化物、第IV族半導體材料、第IV-IV族半導體材料、金屬硫化物、銅化合物。 169 200807731 72.根據申請專利範圍第59項之光伏元件，其中該電洞傳輸/電子阻隔材料係選自於Ni〇、Cu2〇、Si、Ge、SiC}e 合金、Cu2S、Cul、CuSCN、、ZnPe。 73·根據申請專利範圍第59項之光伏元件，其中電子傳輸/電洞阻隔材㈣置於奈米結構化材料與電子集電極之間：其中藉由奈米結構化材料之光吸收所生成㈣負電載子係優先分離至電子傳輸/電洞阻隔材料内並於電子傳輸/ 電洞阻隔材料内傳輸。 74.根據申請專利範圍第59項之光伏元件，其中電洞傳輸/電子阻隔材料係置於奈米結構化材料與電洞集電極之間:其中猎由奈米結構化材料之光吸收所生成的帶正電載系後先刀離至電洞傳輸/電子阻隔材料内並於電洞電子阻隔材料内傳輸。月一種包含置於電子集電極與電洞集電極之間之奈米結構化材料的光伏元、^ ^ 0 不晋於雷w 傳輸電洞阻隔材料係 ;s二極與奈米結構化材料之間；其中電洞傳輸/電 W材料係置於電洞#電極與奈米結構化材料之間；盆中猎由奈米結構化材料之光吸收所生成的帶負電載子係：先分離至電子傳輸/電洞阻隔材料内；其中 ^ 材料之光吸收所生成的帶正電載子係優先分離子Ρ隔材枓内；其中該奈米結構化約4。。-至約7。。nm範圍内之波長的光至=對包含於光吸收係數。 ^ 10 cm-1之 76.根據申請專利範圍第75項之光伏元件，其中該奈 170 200807731 米結構化材料具有針八内之波長的光至少1〇4匕3於約400 nm至約700 nm範圍 77 cm之光吸收係數。 .根據申請專利範米結構化材料具有針：二之光伏元件，其中該奈内之波長的光至少1〇5 乾w 之光吸收係數。乎-:化=申請專利範圍第75項之光伏元件，其中該奈米、，、。構化材料的能帶間隙係於約i 〇ev至約2〇内。 7 9 ·根據申請真味丨丨益 # 該奈範圍、身和耗圍弟75項之光伏元件，其中米結構化材料的能帶間隙在 w门I系係於約L2ev至約1.8eV的内0 〇·根據申明專利範圍第75項之光伏元件，其中該奈米結構化材料的能帶間隙係於約】3ev至約i 6ev的範圍内。 81_根據申請專利範圍第75項之光伏元件，其中該電洞傳輸/電子阻隔材料係選自於金屬氧化物、第ιγ族半導體材料、第IV族-IV半導體材料、金屬硫化物、銅化合物、無機半導體、有機半導體；其中電子傳輸/電洞阻隔材料係遥自於金屬氧化物、無機半導體、有機半導體；其中該奈米結構化材料係選自於第IV族半導體材料、第ιν_ιν族半導體材料、銅氧化物、銅硫化物、鐵氧化物、鐵硫化物、錫硫化物、鋅硫化物或包含第IV族半導體物種之半導體材料。 8 2 ·根據申清專利範圍弟7 5項之光伏元件，其中該電 171 200807731 =傳輸/電子阻隔材料係選自於Ni〇、c〜〇、^、以、si& 口至 CU2S、CuI、CuSCN、CuPc、ZnPc ;其中該電子傳矜電/同阻隔材料係選自於Zn〇、Ti〇2、Sn〇2、W〇3、其中该奈米結構化材料係選自於Si、Ge、SiGe合金、Cu〇、 Cu2S、0 、，83· 一種包含置於電子集電極與電洞集電極之間之奈米結構化材料的光伏元件；其中電子傳輸/電洞阻隔材料係置於電子集電極與奈米結構化材料之間；丨中藉由奈米結構化材料之光吸收所生成的帶負電載子係優先分離至電子傳輸/電洞阻隔材料内；其中該奈米結構化材料係具有針對包含於約400 nm至約700 nm範圍内之波長的光至少ι〇3 ⑽·1之光吸收係數。 84· —種包含置於電子集電極與電洞集電極之間之夺米結構化材料的光伏元件；其中電洞傳輸/電子阻隔材料2 置於甩洞集電極與奈米結構化材料之間；其中藉由奈米鲈構化材料之光吸收所生成的帶正電載子係優先分離至電洞傳輸/電子阻隔材料H巾該奈米結構化材料係具有針對包含於約400 nm至約700 nm範圍内之波長 ⑽·1之光吸收係數。 1〇 8 5 · —種光伏元件，該元件包含：基材，其具有基材表面區域；覆於該表面區域上方之多個奈米結構，該多個奈米結構具有範圍從約一奈米至約200奈米的形態尺寸，該形= 尺寸代表該多個奈米結構中二或多者之間的距離特:厂: 172 200807731 多個奈米結構中二或多者具有範圍從約25至約5〇〇奈米的高度； $ μ 半導體材料，其覆於該多個奈米結構之表面區域上方且實質上填滿該多個奈米結構中二或多者之間的距離，以形成一層半導體材料；半導體材料表面區域，其由該層半導體材料 :該多”米结構中二或多者的高度有一分隔質上覆蓋該多個奈米結構；以及範圍從約50奈米至約2000奈米的厚度，其代表包括多個奈米結構與半導體材料之夾心式結構的特徵。 86.根據申請專利範圍第85項之元件，其中該多個奈米結構包含金屬氧化物。 87·根據申請專利範圍第85項之元件，其中該多個奈米結構包含金屬氧化4勿，該金屬氧化物係選自於“Ο、 Ti〇2、Sn〇2、w〇3、Fe2〇3。 ,88.根據申請專利範圍第85項之元件，其中該多個奈米結構包含ZnO物種或Ti〇2物種。 89·根據申請專利範圍第貝之7^件，其中該半導體材料係選自於矽、鍺、矽·鍺人鍺口金、銅氧化物、鐵氧化物、鐵硫化物、錫硫化物或鐵矽化物。 9〇·根據申請專利範圍第85 — ^ u ^ ^ ^ . 員之兀件，其又包含提供 / 、夕们不未結構之間的第一電極構件以及形成於半導體表面區域乃您弟一電極構件。 91 ·根據申請專利範圍第固弟85項之兀件，其中該多個奈 173 200807731 米結構係藉由溶液沈積方法、電化學方法或電泳方法提供。 92·根據申請專利範圍第85項之元件，其中該半導體材料係藉由沈積方法或電化學方法或電泳方法提供。 “ 93\根據申請專利範圍第85項之元件，其中該多個奈米結構係具有大於約5 之寬度及大於約10 nm之長度。 94·根據申請專利範圍第85項之元件，其又包含一層覆於半導體材料表面區域上方的電洞傳輸層。脅95·根據申請專利範圍第85項之元件，其又包含一層伋於σ卩分電洞傳輸層上方的電極構件。一根據申明專利範圍第85項之元件，其中該多個奈米結構的特徵為電子傳輸層。 97·根據申請專利範圍第85項之元件，其中該基材包含玻璃材料。種开^成光伏複合材料的方法，該方法包括：提七、第一奈米結構化材料，該第一奈米結構化材料上面具有多個第一奈米結構；夕使.亥夕個第一奈米結構經受一或多種具有具流體特徵一夕们第一奈米結構的流體，以致使提供於該多個第一奈米、σ構14由δ亥一或多冑流體所形成之第二奈米結構化材料之間的：混區形成，俾使互混區的特徵為該多個第一奈米、、口構和第一奈米結構化材料係呈實質接觸；、使用-或多個製程處理包括互混區之第一奈米結構化材料與第二奈米結構化材料，以提供代表第一奈米結構化 174 200807731 材料特徵的第一電子親和力血 .t 刀 Μ汉衣第 :示米結構化材料特徵的第二電子親和力與第二游離電勢，據此第-電子親和力係小於第二電子親和力，第 =:小於第二游離電勢且第二電子親和力係小於第二游^勢；以及據此第―奈米結構化材料與第二奈米結構化材枓中至少一者或各者的特徵為針對包含介肖400 nm =700㈣範圍内之波長的光至少1〜之光吸收係 99.根據申請專利範圍第觸為物理暨電性接觸。 1〇〇·根據申請專利範圍第實質上沒有孔隙。 1 〇 1 ·根據申請專利範圍第實質上沒有電短路。 102·根據申請專利範圍第實質上沒有電分流。 9 8項之方法，其中該實質接 98項之方法，其中該互混區 98項之方法，其中該互混區 98項之方法，其中該互混區項尤仇稷合材料的方法，該方法包括·· 提供透明基材構件，該基材構件包含-表面區域；形成覆於該表面區域上方之透明電極構件；形成覆於该透光電極構件卜古得1干上方之弟一奈米結構化材料，該第一奈米結構化材料具有彡夕個弟一奈米結構於其上以及第一奈米結構化材料的第—表面區域；使第一奈米結構化材料的第一 J弟表面區域經受一或多種具有具流體特徵之多個第二夺半纟士 4致不水結構的流體，以致使由該 175 200807731 多個第_奈米結構及由該—或多種流體所形成之第結：化材料提供的互混區形成，俾使互混區：二、個第—奈米結構和第二奈米結構化材料係呈實質接觸、.夕，用一或多個製程處理包括互混區之第一奈米結構化材料與第二奈米結構化材料，以提供代表第一夺米纟材料特徵的第一電子親和力與第一游離電勢，以及=表第一奈米結構化材料特徵的第二電子親和力與第二游離電勢，據此第一電子親和力係小於第二電子親和力，第一游離電勢係小於第二游離電勢，且第二電子親和力係小於第一游離電勢；以及據此第一奈米結構化材料與第二奈米結構化材料中至少一者或各者的特徵為針對包含於約4〇〇 nm 至約700 nm範圍内之波長的光至少i〇3 cm」之光吸收係數；以及形成覆於該第二奈米結構化材料上方之電極。 104.根據申請專利範圍第1〇3項之方法，其中電極係由金屬製成，該金屬係選自於鎢或鉬。 105·根據申請專利範圍第1〇3項之方法，其中該透明基材構件為光學玻璃。十一、圖式：如次頁 176