TW201030771A - Magnetic nanostructures for TCO replacement - Google Patents

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201030771 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明大體上係關於透明導電膜，更特定而言，係關 於包含諸如奈米線及奈米顆粒之磁性奈米結構的透明導 電膜。 【先前技術】 Φ 光學透明導電層可用於多種應用上，在此類應用中， 需透明導體，或透明導體能提供優點。使用透明導體的 應用包含：液晶顯示器、電漿顯示器、有機發光二極體、 太陽能電池等。諸如氧化銦錫及氧化鋅之透明導電氧化 物（transparent conducting oxide，TCO)是最常被使用的 透明導電材料。然而，TCO膜在導電率及光學透明度之 間需採取折衷一當載子濃度增加至可增進導電率時，光 0 學透明度會減少’反之亦然《再者，當TCO膜的厚度增 加至可增進片電阻時，光學透明度會減少。茲需要在導 電率及光學透明度間有更佳折衷的光學透明導體。 第1圖顯示先前技藝太陽能電池裝置100 ^太陽能電 池裝置100包含玻璃基材11〇、透明導電電極（TCOy 2〇、 主動層130和底電極140。電洞對由來自光源1〇5的光 子在主動層130中生成’該光子穿過玻璃基材11〇和tc〇 ^0抵達主動層130〇生成微小電壓（通常是〇 5_〇 6伏 特）的個別的電池如第1圖中所示以串聯結合。該等電 201030771 池具有總寬度，其包含電池主動區域寬度wA(其中電、洞 對促成生成功率）以及而電池失效區域之寬度wD(其中 電洞對無促成）。電流150如示流過裝置1〇〇。從電流15Q 所依循的路徑可清楚察得TCO 120及底電極140的片電 阻在決定太陽能裝置1〇〇的電阻損耗上是重要的。再 者，這些電阻耗損將決定主動電池區域（WA所示）對失效 電池區域（WD所示）之最大比率（電阻損耗愈低、比率能 愈大，則裝置能更有效能。舉例而言，可參看2006年9 月4日至8日於德國Dresden舉行之proc. 21st European

Photovoltaic Solar Energy Conference，第 1662-1665 頁 由Brecl等人發表之文章）。再者，很清楚地，太陽能電

池的效率可部分由TCO 120的光傳輸性質所決定。TCO 120的片電阻對更厚的膜而言較小。相反地，透過tc〇 120的光傳輸對更薄的膜而言較大。因此，tc〇具一折 衷厚度，其可提供最佳的太陽能電池裝置表現。再次地， • 茲需要在導電率及光學透明度間有更佳折衷的光學透明 導體。 找尋在薄膜光學透明導體中光學透明度及導電率間具 更佳結合的企圖已導致進行包含奈米碳管及奈米銀線之 一維網狀系統之材料的研究。後者的範例顯示於第2 圖，其說明包含奈米銀線220的隨機二維陣列。為易於 解釋，第2圖未按比例尺繪製—其僅欲說明奈米線佈置 大體上的本質。薄膜210於導電率上仰賴個別奈米線220 的互連。光學透明度源自於薄膜21〇中的金屬之低密 5 201030771 度。如在第2圖中所見，穿過薄膜21 〇的電流途徑相當 迴旋’且無法有效使用奈米銀線220。再者，因奈米銀 線220沒有被有效使用以提供薄膜210的導電，故膜21〇 具有較少的最佳光學透明度，清楚地，得於包含奈米線 的薄膜之導電率及光學透明度的結合尚未完全最佳化。 【發明内容】 本發明之實施例提供光學透明導電層，其具有期望的 低片電阻及良好的光學透明度之結合。透明導電層包含 磁性奈米結構，其結構（1)具低得足以提供良好光學透明 度之密度，以及（2)經佈置以最佳化導電率。透明導電層 的性質可經最佳化以提供良好的光學傳輸（在25〇奈米 至1.1微米的波長範圍可大於90% )以及低的片電阻（在 室溫少於20歐姆/平方磁性奈米結構可為奈米線、化 合物奈米線及/或奈求顆粒。本發明之概念及方法容許將 透明導電層整合至諸如太陽能電池、顯示器及發光二極 體之類的裝置。 根據本發明之態樣，導電層在平面中包含多種磁性奈 米線，該等奈米線大致（1)對準呈彼此平行且（2)對準至層 之平面的奈米線長軸，該等奈米線進一步經裝配以提供 複數連續導電途徑，且其中多種磁性奈米線的密度容許 導電層的實質上之光學透明度。再者，導電層可包含光 學透明連續導電臈，其中多種磁性奈米線電性連接至連 6 201030771 續導電膜；連續導電膜可既塗佈多種磁性奈米線或多 種磁性奈米線可塗佈於連續導電膜的表面上。 根據本發明進一步之態樣，兹提供一種於基材上形成 導電層之方法，其中導電層係實質上光學透明且包含磁 性導雷泰半& 、、 該方法包含.沉積多種磁性導電奈米線 於基材上：IV η , 从及施加磁場以將奈米線形成為基材表面的 複數導電途徑。沉積步驟可包含將奈米線的液艘懸浮物 • t塗至基材表面上。在豸沉積步驟後，*米線可以導電 金屬塗佈，例如藉由無電之鍍覆製程。 人根據本發明尚進—步之態樣’磁性導電奈米線可為化 σ物磁性奈n化合物磁性奈米線可包含：非磁性導 電中。，以及磁性塗層。舉例而言，該非磁性中心可為 銀而該金屬塗層可為鈷或鎳。再者，化合物磁性奈米線 可包含：第一圓柱狀部份，其包含磁性材料；以及第二 圓柱狀邻份’其附接至第-圓柱狀部份，該第-及第二 • 圓柱狀部份為共軸對準，該第二圓柱狀部份包含奈米碳 管。 根據本發明另一態樣，在基材上形成導電層的方法可 進步包含提供多種磁性化合物奈米線，其中該提供之 步驟可包含··在溶液中形成奈米銀線；以及以磁性金屬 塗佈奈米銀線。再者，提供磁性化合物奈米線之步驟可 包含•形成磁性金屬奈米線；以及在磁性金屬奈米線的 末端生長奈米碳管。 根據本發明之態樣’導電層包含在平面的多種磁性奈 201030771 米顆粒’該等奈米顆粒在線串上對準，該等線串大致彼 此平行，該等線串經裝配以提供複數連續導電途徑且 其中多種磁性奈米顆粒的密度容許導電層的實質的光學 透明度。再者’導電層可包含光學透明連續導電膜，其 中多種磁性奈米顆粒電性連接至連續導電膜；連續導電 膜可既塗佈多種磁性奈米顆粒，或多種磁性奈米顆粒可 塗佈於連續導電膜的表面上。 根據本發明進一步之態樣’兹提供在基材上形成導電 層的方法’其中導電層實質上光學透明且包含磁性導電 奈米顆粒。該方法包含：沉積多種磁性導電奈米顆粒於 基材上；以及施加磁場以將奈米顆粒形成為平行基材表 面的多種導電途徑。該沉積步驟可包含將奈米顆粒的液 體懸浮物喷塗至基材表面上。在此沉積步驟後奈米顆 粒可以導電金屬塗佈，例如藉由無電的鍍覆製程。再者， 該施加步驟可包含將奈米顆粒融合在一起以成連續導電 途徑。 【實施方式】 現在將參考圖式本發明詳細描述本發明，該等圖式係 提供為本發明之說明性範例’以致能使熟習本技藝者操 作本發明。值得注意的是’以下該等圖式及範例非欲限 制本發明之㈣於單-實施例，而是其他實施例在交換 某些或全部之所減或說㈣元件之方式中皆為可行。 8 201030771 並且，本發明某些元件可部份或全然使用已知部件執 行’在此僅描述部份該等需用於瞭解本發明之已知部 件，而省略此類已知部件的其他部份之詳細描述以免混 淆本發明。在本說明書中，顯示單一部件的實施例不應 被視為限制；而是，本發明欲涵蓋包含複數同一部件的 其他實施例（反之亦然）’除非在此以其他方式明確陳 述。此外，申請者不欲任何說明書或申請專利範圍中的 項目被歸屬於罕見的或特別的意義，除非明確提出。進 一步，本發明以說明之方式涵蓋現今及未來可知的與 在此所關聯的已知部件相等之物。 一般而言，本發明係考量一透明導電層，其包含具有 導電率及光學透明度兩者最佳結合的磁性奈米結構。磁 性奈米結構對準磁場以在導電層之平面形成連續導電途 徑。透明導電層具有實質光學透明度及實質導電率之結 合。舉例而言，透明導電層之某些實施例在25〇奈米至 510奈米之波長範圍可具有大於70%之光學傳輸率，以 及少於50歐姆/平方之片電阻。透明導電層之該等實施 例之子集在250奈米至i.i微米之波長範圍可具有大於 80%之光學傳輸率，以及在室溫少於2〇歐姆/平方之片電 阻。進一步地，透明導電層之該等實施例之子集在25〇 奈米至1.1微米之波長範圍可具有大於9〇%之光學傳輸 率’以及在室溫少於20歐姆/平方之片電阻。 磁性奈米結構可為奈米線、化合物奈米線及/或奈米顆 粒。 201030771 磁性奈米線可藉由電化學製程在模板製造—以無電之 况積或電沉積。舉例而言，錄或銘金屬可沉積在多孔的 電鍍氧化鋁之孔洞中。可參看2007年之Metallurgical and Materials Transactions A 之 38A 卷 717 頁由 Srivastava等人發表之文章、2005年之j. chem.

Education之82卷5期765頁由Bentley等人發表之文 章、2002 年之 Bull. Korean Chem. Soc·之 23 卷 11 期 1519 頁由Yoon等人發表之文章。磁性奈米線一般直徑範圍是 5至300奈米，較佳為直徑1〇至1〇〇奈米，最佳為直徑 40奈米。磁性奈米線可具有縱橫比（即長度對直徑）， 範圍為5:1至100:1，較佳為1〇:卜長度對直徑之比率主 要受奈米線的製造方法所限制。倘若使用模板以製造奈 米線，其後模板會限制長度對直徑的比率。奈米線包含 諸如鎳金屬之磁性材料，如後將更詳細討論之。再者， 用於不使用模板而形成磁性奈米線的製程將參考第6圓 於後描述。 磁性奈米顆粒可由溶液方法所製造。舉例而言，鎳/鈷 金屬可由溶液沉澱。磁性奈米顆粒一般直徑範圍是5至 300奈米，較佳為直徑1〇至1〇〇奈米，最佳為直徑 奈米。磁性奈米顆粒一般為球形；然而，也可利用其他 形狀，包含樹突狀形式。奈米顆粒包含磁性材料，諸如 鎳及鈷金屬。可參看Srivastava等人發表之文章。 首先，包含奈米線之本發明之某些實施例將參考第3 圖至第7圏加以描述。 10 201030771 第3圖顯示根據本發明某些實施例之金屬奈米線的二 維網狀系統。為易於說明，第3圖未按比例尺繪製—其 僅欲說明奈米線佈置大體上的本質。第3圖中金屬奈米 線的網狀系統提供薄膜光學透明導體中光學透明度及導 電率之較佳結合，其優於第2圖所示之先前技藝。第3 圖說明包含金屬奈米線320之已排列的二維陣列之薄膜 310。薄膜310可單獨由金屬奈米線320構成，在基材表 面上分佈。然而’薄膜310也可包含其他材料’諸如實 質上連續的光學透明導電膜，如下所描述。奈米線320 大致（1)對準呈彼此平行且（2)對準至薄膜310之平面 中的其長轴。薄膜310導電率上仰賴個別奈米線320的 互連一奈米線320經裝配以提供複數個連續導電途徑 (六個此類途徑說明於第3圖）。光學透明度源自於薄膜 310中金屬的低密度。更特定言之，對於太陽能電池之 應用而言，實質上光學透明度是約i.l微米以下之波長 所需的（具有約1.1微米以下之波長的光子可在典型太 陽能電池的主動層中產生電洞對）。如第3圖中所見，穿 過薄膜310的電流途徑可作奈米線32〇之最佳使用。導 電率及光學透明度之結合提供諸如太陽能電池之應用上 的優點。 再次參考第3圓，在鄰接的連續導電途徑間期望的間 隔是在50奈米至1微米之範圍。此範圍提供包含奈米線 的薄膜光學透明導體在導電率及光學透明度上期望的結 合。 201030771 破性的，容許其使用磁場對準。 ,昧金屬、磁性合金及磁性化合物 ，在某些實施例中，奈米線320 之過渡金屬。

性金屬或選自其磁性及導電 。第6圖顯示化合物奈米線600。 屬之核心62〇以及第—金屬之塗 磁性金属而塗層610可為選自其 而言，塗層610可包含諸如銘、 威適合的合金。可替換地，塗層 620可為選自其高導電率之金

第3圖中的奈米線是 奈米線320包含諸如磁 之磁性材料。舉例而f 可包含諸如鎳、钻和鐵 奈米線32〇可包含草 率性質的金廣之結合物 奈米線600具有第一金 層610。核心620可為 高導電率之金屬。舉例 銀、金、鈀、銘之金屬 610可為磁性金屬而核<v> 再者，可製造化合物奈米線，其中化合物奈米線6〇〇 包含選擇以易於製造的核心620以及磁性的塗層610。 舉例而言，核心620玎為從溶液沉澱出的奈米銀線，而 塗層610可由無電沉積鎳或钻金屬至奈米銀線上而形 成。奈米銀線也提供絕佳的導電率。奈米銀線可使用如

Kylee Korte 在「快速合成奈米銀線（RaPid Synthesis of Silver Nanowires)」一文中所述之方法從溶液沉澱出’該 文于1J 載於 2007 年 National Nanotechnology Infrastructure

Network Research Experience for Undergraduates Program Research Accomplishments 第 28 頁至第 29 頁， 可在 http://www.nnin.org/doc/2007NNINreuRA.pdfr 最後 一次於07/09/09拜訪）中獲得。由Korte描述之方法含 12 201030771 有·從包含氮化銀、聚乙稀》比洛炫明 (polyvinylpyrrolidone ’ PVP)、乙二醇及氣化鈷（η )的溶 液中沉澱出奈米銀線。相較於在陽極處理的氧化鋁模板 中電鐘線，此方法可提供不昂貴的製程以在奈米維度上 以良好的控制形成奈米銀線。奈米銀線在商業上可購 得》奈米銀線之後可使用商業上可購得的審電之鍍覆溶 液以鎳或鈷金屬鍍覆。塗佈鎳的奈米銀線可依選自廣泛 範圍的直徑製造’雖然根據本發明之某些實施例，.2〇至 40奈米的銀核心直徑、5至5〇奈米的鎳塗層適於製作 TCO置換。 根據本發明，用於形成諸如第3圖所示之薄膜31〇的 導電層之方法包含以下步驟。首先，提供基材。在太陽 能裝置的實例中，基材可為玻璃基材。其次，於基材表 面沉積磁性、導電性的奈米線。該沉積步驟合宜地包含 將奈米線液鱧懸浮物噴塗至基材表面上。第三，施加場 線平行基材表面的磁場’於基材仍溼潤時施加為佳。磁 場將奈米線形成為平行於磁場線的複數導電途徑。可藉 定向基材以致基材表面呈垂直平面而助於將奈米線對準 磁場線。再者，在該沉積步驟後，可使用諸如無電鍍覆 之技術以諸如金或銀之導電金屬塗佈奈米線。舉例而 § ’可藉諸如無電鎳沉浸金（electroless nickel immefsiQn gold，ENIG)之喷塗製程以銀或金沉浸塗佈奈米鈷線或奈 来鍊線，該製程當前是用於在鎳墊上製作具有金薄層的 錫焊凸塊墊。此沉浸塗佈製程可助於在奈米線對準組維 13 201030771 中將之固定於一處。 第4圖及第5圖說明施加磁場至沉積於基材400的表 面410之磁性奈米線420的效果。為便於說明，第4圖 及第5圖未按比例尺繪製一其僅欲說明奈米線佈置大髖 上的本質。第4圖中，奈米線420顯示為如其在表面41〇 上的沉積佈置一此佈置實質上是隨機二維佈置。在本方 法的某些實施例中’基材400以垂直面上的表面41〇定 向。如第5圖所說明’可由磁子530施加磁場。可使用 線圈施加磁場。在此有許多施加磁場的方法，對於熟習 技藝者是明顯的。對磁場的需求為磁場線須大致平行表 面410傳播（在第5圖所示的實施中，在基材表面定向 於垂直面之處，裝配磁場源以致磁場線也可垂直傳播）。 如第5圖所示’奈米線420大致對準磁場。再者，磁性 奈米線420顯示為佈置自身以形成連續線。第5圖所示 之磁性奈米線之佈置是有利的，因為形成磁性奈米線之 連續線對磁性回路而言是於低能量狀態。再者，當奈米 線420將自身重新定向進入較低的能量狀態時，期望能 使基材垂直定向以利於移動奈米線42〇。 第7圖說明具有薄膜705以及在琪表面710上定向的 奈米線720之基材700。為易於說明，第7圖未按比例 尺緣製—其僅欲說明基材上之薄膜及奈米㈣置大體上 的本質。薄膜705是實皙、 貝貨上光學透明與導電的連續透明 膜。薄膜705可為諸如氧化鈿级士 乳化絪錫或氧化鋅之類的TCO。 薄膜705係使用對熟習技藝者 又娶考而S廣為所知的沉積方法 14 201030771 沉積於基材700上，該等方法包含濺射沉積 定向的奈 米線720形成為複數連續導電途徑，如前所述。再者 磁性奈米線720電性連接至透明薄臈7〇5。為了幫助確 保奈米線720及薄臈705間良好的電性接觸，在薄膜上 使用酸浸潰或等效製程沉積之前，氧化物可從奈米線移 除。

對準的磁性奈米線720以及導電、光學透明薄膜7〇5 的整合提供導電且光學透明之層，在$些實__，該 層具有大範圍的導電率以及小範圍的導電率，大範圍的 導電率主要疋由對準的磁性奈米線72〇之性質所決定， 而小範圍導電率（在鄰接的連續導電途徑之間的間隔之 長度尺度上）主要是由薄膜705的性質所決定。此整合 的層容許薄膜705具有主要對於光學穿透度最佳的厚 度，因為導電率主要是由對準的磁性奈米線72〇所提 供。薄膜705以及對準的奈米線72〇之層實際上為二維 結構；因此，該等結構的導電率幾乎可合宜地就片電阻 方面討論。倘若使用磁性奈米線以及連續導電薄膜之結 合，對磁性奈米線而言，絕對不需要全數連接成連續線 串。碟實’奈米線之線串的瞬斷藉由透過導電膜的短電 流路徑在稍後可調解。 在一替換性的實施例中（未圖示），如第3圖所示，對 準的奈米線是以諸如TCO之導電、光學透明層所塗佈。 此整合結構類似於第7圖之結構，除了奈米線是以TC〇 塗佈而不是位於TCO上》TCO可直接濺射沉積在對準的 15 201030771 奈米線之頂並有效於將奈米線固定在期望的組態中之 -處。TCG可為氧化銦錫或氧化鋅。也可使用對熟 習技藝者而言廣為所知的沉積方法沉積於奈米線塗佈的 基材上。 參考第8圖，現將描述包含奈米顆粒的本發明之實施 例0 第8圖顯示根據本發明某些實施例之金屬奈米顆粒的 • 二維網狀系統。為易於說明，第8圖未按比例尺繪製― 其僅欲說明纟米顆粒佈置大體上的本質中的金 屬奈米顆粒之網狀系統提供薄膜光學透明導體中光學透 明度及導電率之更佳的結合，其優於第2圖所示之先前 技藝。第8圖說明包含金屬顆粒82〇之已排列二維陣列 的薄膜810。薄膜810可由金屬顆粒82〇單獨構成，其 分佈在基材表面上。然而，薄膜81〇也可包含其他材料， 諸如實質上連續的光學透明導電膜，參考第7圖並如前 • 所述。奈米顆粒820對準成線串，該等線串大致彼此平 行。薄膜810在導電率上仰賴個別奈米顆粒820的互連— 裝配奈米顆粒820以提供複數連續導電途徑（四個此類 途徑說明於第8圖）。光學透明度係源自薄膜81〇中的金 屬之低密度。更特定言之’對於太陽能電池之應用，實 質上的光學透明度是約1.1微米以下之波長所需的（具 有約1.1微米以下之波長的光子可在典型太陽能電池的 主動層中產生電洞對）》如在第8圖中所見，透過薄膜 81 0的電流途徑製作了奈米顆粒82〇的最佳化使用。藉 16 201030771 由本發明之導電率及光學透明度之結合提供在諸如太陽 能電池之應用上許多優點。 再次參考第8圖，在鄰接的連續導電途徑間期望的間 隔是在50奈米至1微米之範圍。此範圍提供包含奈米線 的薄膜光學透明導體在導電率及光學透明度上期望的結 合。 第8圖的奈米顆粒820是磁性的，容許其使用磁場對 ❹ 準。奈米顆粒820包含磁性材料，例如磁性金屬、磁性 合金及磁性化合物。舉例而言，在某些實施例中，奈米 顆粒820可包含諸如錄及結之過渡金屬。 奈米顆粒820可包含單一磁性金屬或者選由其磁性及 導電性性質的金屬之結合物。舉例而言，奈米顆粒可具 有第一金屬之核心以及第二金屬之塗層。核心可為磁性 金屬而塗層可為選尤其高導電率的金屬，反之亦然。舉 例而言，塗層可包含選自其導電率、諸如銅、銀、金、 ί 鈀或鉑之金屬，或適合的合金。 根據本發明，用於形成諸如第8圖所示之薄臈81〇的 導電層之方法包含以下步驟。首先，提供基材。在太陽 能裝置的實例中，基材可為玻璃基材。其次，於基材表 面沉積磁性、導電率的奈米顆粒。該沉積步驟合宜地包 含將奈米顆粒之液體懸浮物喷塗至基材表面上β第三， 施加場線平行基材表面的磁場，於基材仍溼潤時施加為 佳。磁場將奈米顆粒形成為平行於磁場線的複數導電途 徑。對磁性回路而言，將磁性奈米顆粒佈置成連續線是 17 201030771 於低能量狀態。再者，當奈米顆粒820將自身重新定向 進入較低的能量狀態時，期望能使基材於垂直方向以利 於移動奈米顆粒820。 沉積奈米顆粒後，可使基材受氫電漿處理以從顆粒表 面移除氧化物。再者，基材可在減少的大氣中加熱以 致融合奈米顆粒。該加熱步驟也可促進奈米顆粒接合至 基材。 φ 再者，在該沉積步驟後，可使用諸如無電鍍覆之技術 以諸如金或銀之導電金屬塗佈奈米顆粒。舉例而言可 藉諸如無電鎳沉浸金（ENIG)之喷塗製程以銀或金沉浸塗 佈鎳或鈷奈米顆粒，此沉浸塗佈製程可助於在奈米顆粒 對準的組態中將之固定於一處。 按照參考第8圖如前所提供之描述，熟習技藝者參考 第3圖至第7圖及前述之實施例，將暸解如何使用奈米 顆粒置換奈米線。 Φ 奈米碳管（CNT)具有在TCO層置換上可使其受注目 的物理性質一舉例而言，扶手椅（n,n)型CNT可搭載將 近1〇3倍的同直徑之銅線電流密度。然而，CNT並非磁 性而因此不能在磁場中對準。於本發明進一步之實施例 中’ CNT形成為包含磁性金屬部份的化合物磁性奈米 線。可使用該等化合物磁性奈米線以取代或結合在前述 形成TCO置換層的本發明之實施例中之磁性奈米線。 第9Α圖至第9D圖說明用於形成包含磁性金屬部份及 CNT部份的化合物奈米線之方法。第9Α囷顯示一層多 18 201030771 孔的陽極處理氧化鋁910，其形成於鋁基材92〇上。該 等孔洞直徑範圍為10至50奈米，其也指明了鍍覆奈米 線及CNT的直徑。第9B圖顯示磁性金屬（例如鈷或鎳） 受電鍍至多孔的陽極處理氧化鋁91〇以形成奈米線93〇 (第9B圖的孔洞顯示為全然被鍍覆的奈米線93〇填充； 然而，該鍍覆不需全然填充孔洞）。奈米鈷線或奈米鎳線 的長度僅需數微米長。第9C圖顯示形成於奈米線93 0 φ 頂部的CNT 940。CNT 940的生長是由奈米線930所催 化。如熟習技藝者廣知的，CNT是藉由諸如化學氣相沉 積（CVD )、雷射剝離或碳弧法所形成。第9D圖顯示從 陽極處理氧化鋁模板釋放的化合物奈米線一該釋放是藉 由將氧化鋁溶解在諸如氫氧化鈉的驗中所完成。用於形 成多孔的陽極處理氧化鋁的方法以及用於將金屬電鍍進 孔洞的方法在此技藝中為廣知的；舉例而言，可以參看 2005 年之 J. Chem· Education 之 82 卷 5 期 765 頁由 i Bentley等人發表之文章、2〇〇2年之Bu丨丨K〇rean Chem

Soc.之23卷11期1519頁由Y〇on等人發表之文章。 儘管本發明之實施例已參考奈米顆粒或奈米線之使用 而加以描述，本發明可以奈米顆粒及奈米線的結合或者 任何其他等效的奈米尺寸之磁性導電物體（磁性奈米結 構）執行。 雖然本發明已參考其某些實施例特別描述，然而對於 熟習本技藝者可不背離本發明之精神與範疇，明顯地改 變及修正形式及細節。舉例而言，本發明知方法可用於 19 201030771 形成諸如f曲、波浪形之非平坦表面上的導電層。其欲 以附錄的申請專利範圍涵蓋此類改變及修正。本發明由 隨後的申請專利範圍所界定。 【圖式簡單說明】 與以下圖式一併檢閱本發明之特定實施例之描述時， 對熟習此技藝者而言，本發明之該等及其他態樣與特徵 能變得更顯而易見。 第1圖是先前技藝之太陽能電池之透視圖。 第2圖是包含奈米線的先前技藝導電膜之頂視圖》 第3圖是根據本發明某些實施例之包含磁性奈米線的 導電塗層之頂視圖。 第4圖是根據本發明某些實施例’在施加外部磁場 前，以磁性奈米線塗佈的垂直定向之基材之視圖。 第5圖是根據本發明某些實施例，在施加外部磁場之 後，第4圖基材的視圖。 第6圖是根據本發明某些實施例之化合物磁性奈米線 之透視圖。 第7圖是根據本發明某些實施例’具有透明導電層之 基材的透視圖，其中該透明導電層包含定向磁性奈米線 之層及導電膜。 第8圖是根據本發明某些實施例’包含磁性奈米顆粒 的導電塗層之頂視圖。 20 201030771 用於製造鈷 第9A-9D圖是根據本發明某些實施例， CNT線之製程的圖像。 【主要元件符號說明】 100 太陽能電池裝置 105 光源 110 玻璃基材

120 TCO 130 主動層 140 底電極 150 電流 210 薄膜 220 奈米線 310 薄膜 320 奈米線 400 基材 410 表面 420 奈米線 530 磁子 600 奈米線 610 塗層 620 核心 700 基材 21 201030771 705 薄膜 710 表面 720 奈米線 810 薄膜 820 奈米顆粒 910 多孔的陽極處理氧化鋁之層 920 鋁基材 930 奈米線 940 奈米碳管（CNT)

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Claims (1)

1. 201030771 七、申請專利範圍： 1. 一種導電層，包含： 多種磁性奈米結構，其位於一平面，該等多種磁性 奈米結構對準成多條線串，該等線串大致彼此平行且經 裝配以提供複數連續導電途徑； 其中’該等多種磁性奈米結構的密度提供該導電層 的實質上的光學透明度。 2·如申請專利範圍第丨項所述之導電層，其中該等多種磁 性奈米結構是多種奈米線，該等奈米線大致上〇)對準 成彼此平行且（2)對準至該導電層之平面中的該等奈米 線之長軸。 3·如申請專利範圍第2項所述之導電層，其中該等多種磁 ❹ 性奈米線是多種化合物奈米線。 4. 如申請專利範圍第1項所述之導電層，其中該等多種磁 性奈米結構是多種奈米顆粒。 5. 如申請專利範圍第μ所述之導電層，其中該等多種磁 性奈米結構中至少一種包含一過渡金屬。 6. 如申請專利_第1項所述之導電層，其中該等多種磁 23 201030771 性奈米結構中至少一種是以一導電金屬所塗佈。 7_如申請專利範圍第1項所述之導電層其中該等多種磁 性奈米結構中至少一種包含： 一非磁性導電中心；以及 一磁性塗層。 ❹8.如申請專利範圍第μ所述之導電層，其中該等多種磁 性奈米結構中至少一種包含： 一第一圓柱狀部份，其包含一磁性材料；及 一第二圓柱狀部份，其附接至該第一圓柱狀部份， 該第一及第二圓柱狀部份共軸對準，該第二圓柱狀部份 包含一奈米碳管。 9.如申請專利範圍第丨項所述之導電層進一步包含： » —連續導電膜，該連續導電膜為實體上光學透明； 其中該等多種磁性奈米結構電性連接至該連續導 電膜。 10.如申請專利範圍第9項所述之導電層，其中該等多種 磁性奈米線之電性性質支配決定該導電層之片電阻。 1 〇項所述之導電 下物質構成之群 如申請專利範圍第1、5、6、7、9或 層，其中該等磁性奈米結構係選自以 24 11. 201030771 組：奈米顆粒、奈米線及化合物奈米線。 12. 13. Φ 14. 一種在一基材上形成一導電層的方法，該導電層實質 上光學透明，該方法包含以下步驟： 提供多種磁性奈米結構； >儿積該等多種磁性奈米結構於該基材上；以及 施加一磁場以將該等多種磁性奈米結構形成為平 行於該基材之表面的複數導電途徑。 如申請專利範圍第12項所述之方法，進一步包含以下 步驟： 在該施加步驟之前，垂直定向該基材之表面之平 面，其中該基材是平面的，且其中該磁場平行於該基材 之表面。 如申請專利範圍第12項所述之方法，其中該沉積步驟 包含以下步驟： 將該等多種磁性奈米結構的—液體懸浮物喷塗至 該基材之表面上。 如申請專利範圍第12項所述之方法，進一步包含以下 步驟： 在該沉積步驟後，以一導電金屬塗佈該等多種磁性 奈米結構。 25 15. 201030771 16·如申請專利範圍第15項所述之方法，其中該塗佈步驟 包含以下步棘： 無電鍍覆該等多種磁性奈米結構。 17.如申請專利範圍第12項所述之方法，其中該提供該等 多種磁性奈米結構之步轉包含Μ下步驟： 在溶液中形成奈米銀線；以及 以一磁性金屬塗佈每一該等奈米銀線。 其中該塗佈步驟 如申請專利範圍第17項所述之方法， 為無電沉積該磁性金屬於每一該等奈米銀線上。 如申請專利範圍第12項所述之方法，其中該提供該等 多種磁性奈米結構之步驟包含以下步驟： 形成磁性金屬奈米線；以及

   如申請專利範圍第12項所述之方法 包含以下步驟： 其中該施加步驟 控制該等多種磁性奈米結構的密度 上光學透明導電層。 以提供一實質 如申請專利範園第12項所述之方法 ，進一步包含以下 26 201030771 步驟： 在該沉積步驟後，以—實質上光學透明連蹟導電臈 塗佈該等多種磁性奈米結構。 η:申請專利範圍第12項所述之方法，其中該基材包含 =續導電膜’該連續導電膜實f上光學透明，且其 Z等多種磁性奈米結構沉積於該連續導電膜上。 23. 申請專利範圍第12、13、14、15、162〇、21或22 質=述之方法’其中該等磁性奈米結構是選自以下物 成之群組：奈米顆粒、奈米線以及化合物奈米線。 27