TW201230459A - Energy storage device and manufacturing method thereof - Google Patents

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201230459 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明的技術領域關於一種儲能裝置及其製造方法。 這裏，儲能裝置是指具有儲能功能的所有元件及裝置 【先前技術】 近年來，對鋰離子二次電池、鋰離子電容器、空氣電 池等的儲能裝置進行了開發》 上述儲能裝置用電極是藉由在集電器的一個表面或兩 個表面上形成活性材料來製造的。作爲活性材料，例如使 用碳或矽等的能夠貯蔵並放出成爲載子的離子的材料。另 外，矽或摻雜了磷的矽比碳的理論容量大，所以從儲能裝 置的大容量化的觀點來看是較佳的（例如專利文獻1 )。 [專利文獻1]日本專利申請公開2 00 1 -2 1 03 1 5號公報 【發明內容】 然而，即使將矽用作負極活性材料等的活性材料，獲 得理論容量那樣的高放電容量也是很困難的。於是，本發 明的一個方式的目的在於提供一種放電容量高的儲能裝置 及其製造方法。 另外’本發明的一個方式的目的在於藉由減輕由反覆 充放電導致的電極劣化’來提供一種具有高性能的儲能裝 置及其製造方法。 201230459 另外，本發明的一個方式的目的在於藉由提高放電容 量或充電容量，來提供一種具有高性能的儲能裝置及其製 造方法。 所公開的儲能裝置利用結晶矽層作爲活性材料層。另 外，其特徵在於該結晶矽層包含鬚狀的結晶矽區域。鬚狀 的結晶矽區域是指在結晶矽層的表面一側具有包含柱狀突 起部及針狀突起部的多個突起部的結晶矽區域。 由於上述多個突起部具有柱狀突起部，所以可以提高 活性材料層的厚度方向的強度。藉由提高活性材料層的強 度，可以減小由反覆充放電導致的電極劣化。另外，藉由 提高活性材料層的強度，可以減小由振動等導致的電極劣 化。因此，可以提高儲能裝置的耐久性。另外，藉由提高 活性材料層的強度，可以防止放電容量或充電容量的減小 。這樣，藉由使用具有鬚狀的結晶矽區域的結晶矽層作爲 活性材料層，並使結晶矽區域中包含柱狀突起部，可以提 高儲能裝置的性能。 另外，由於上述多個突起部具有針狀突起部，所以可 以增大活性材料層的每個單位品質的表面積。藉由增大表 面積，可以提高儲能裝置的放電容量或充電容量。這樣， 藉由使用具有鬚狀的結晶矽區域的結晶矽層作爲活性材料 層，並使結晶矽區域中包含針狀突起部，可以提高儲能裝 置的性能。 本發明的一個方式是一種儲能裝置，包括：用作活性 材料層的結晶矽層，其中結晶矽層在其表面上具有多個突 201230459 起部，並且多個突起部包括柱狀突起部和針狀突起部。 另外，本發明的另一個方式是一種儲能裝置，包括： 集電器；設置在集電器上且用作活性材料層的結晶矽層， 其中結晶矽層包括結晶矽區域、具有突出在該結晶矽區域 上的多個突起部的鬚狀結晶矽區域，並且多個突起部包括 柱狀突起部和針狀突起部。 另外，也可以在集電器與活性材料層之間具有包含用 於集電器的金屬元素和用於活性材料層的矽的層。藉由具 有該層，在集電器與活性材料層之間不形成低密度的區域 (粗糙的區域），因此可以提高集電器與活性材料層之間 的黏合性等的特性。 另外’也可以在集電器與活性材料層之間具有用於集 電器的金屬元素和用於活性材料層的矽的矽化物。 另外’用於集電器的金屬元素可以是錐、鈦、給、釩 、銀、組、鉻、鉬、鎢、銘或鎳。 另外’所述柱狀突起部可以是圓柱狀突起部或矩形柱 狀突起部。 另外’所述針狀突起部可以是圓錐狀突起部或角錐狀 突起部。 另外’本發明的另一個方式是一種儲能裝置的製造方 法’包括以下步驟：藉由減壓化學氣相成長（LPCVd : Low Pressure Chemical Vapor Deposition)法並使用包含 l 砂的沉積氣體’在集電器上形成具有包含柱狀突起部和針 狀突起部的結晶矽區域的結晶矽層，作爲活性材料層。 201230459 本發明的一個方式可以提供放電容量高的儲能裝置以 及其製造方法》 另外，本發明的一個方式可以提供能夠抑制電極破損 等的具有高性能的儲能裝置以及其製造方法。 【實施方式】 以下，參照圖式說明本發明的實施例的一個例子。但 是，本發明不侷限於以下說明，所屬技術領域的普通技術 人員可以很容易地理解一個事實就是其方式及詳細內容在 不脫離本發明的宗旨及其範圍的情況下可以被變換爲各種 各樣的形式。因此，本發明不應該被解釋爲僅限定在下述 實施例所記載的內容中。另外，當在說明中參照圖式時， 有時在不同的圖式中共同使用相同的圖式標記來表示相同 的部分。另外，當表示相同的部分時有時使用同樣的陰影 線，而不特別附加圖式標記。 實施例1 在本實施例中，說明本發明的一個方式的儲能裝置的 電極的結構及其製造方法。 使用圖1對儲能裝置的電極的結構的一個例子進行說 明。 如圖1A所示’儲能裝置的電極在集電器101上包括用 作活性材料層1 03的結晶矽層。 在此，圖1B顯示在圖丨六的虛線1〇5處的集電器101及活 201230459 性材料層103的擴大圖。 活性材料層103包括結晶矽區域103a和形成在結晶矽 區域103a上的鬚狀的結晶矽區域i〇3b。注意，結晶矽區域 1 0 3 a與鬚狀的結晶矽區域1 〇 3 b的介面不明確。因此，將結 晶矽區域1 0 3 a和鬚狀的結晶矽區域1 〇 3 b的介面定義爲經過 形成在鬚狀的結晶矽區域103 b的多個突起部之間的穀中最 深的谷底且與集電器的表面平行的平面。 結晶矽區域103 a覆蓋集電器101。另外，鬚狀的結晶 矽區域103b具有多個鬚狀的突起部，該多個突起部彼此分 散。 鬚鬚狀的結晶砂區域l〇3b具有包括柱狀突起部和針狀 突起部的多個突起部。突起部可以爲頂部彎曲的形狀》突 起部的直徑爲大於或等於50nm及小於或等於ΙΟμιη，較佳 爲大於或等於5 0 0nm及小於或等於3μιη。另外，突起部在 軸上的長度爲大於或等於〇.5μηι及小於或等於ΙΟΟΟμιη，較 佳爲大於或等於Ιμιη及小於或等於ΙΟΟμηι。 柱狀的突起部可以包含圓柱狀的突起部及矩形柱狀的 突起部。圖1Β顯示柱狀突起部121突出在結晶矽區域上的 狀態。 在此，柱狀的突起部在軸上的長度1^是指經過突起部 的頂面（頂部的上表面）的中心的軸上的突起部的頂面與 結晶矽區域1 03 a之間的距離。另外’在柱狀的突起部中’ 鬚狀的結晶矽區域l〇3b的厚度相當於從突起部的頂面的中 心到結晶矽區域1 〇 3 a的表面的垂線的長度。 -9- 201230459 針狀的突起部可以包含圓錐狀的突起部及角錐狀的突 起部。圖1B顯示針狀突起部122突出在結晶矽區域上的狀 態》 在此，針狀的突起部在軸上的長度h2是指經過突起部 的頂點的軸上的突起部的頂點與結晶矽區域1 03 a之間的距 離。另外，在針狀的突起部中，鬚狀的結晶矽區域103 b的 厚度相當於從突起部的頂點到結晶矽區域1 03 a的表面的垂 線的長度。 這裏，將突起部從結晶矽區域103 a伸出的方向稱爲長 邊方向，將沿長邊方向的剖面形狀稱爲長邊剖面形狀。另 外’將沿垂直於長邊方向的剖面形狀稱爲切割成圓形時的 剖面形狀。 如圖1B所示，形成在鬚狀的結晶砂區域i〇3b中的突起 部的長邊方向可以沿一個方向（例如，相對於結晶矽區域 103a表面的法線方向）延伸。這裏，突起部的長邊方向與 相對於結晶砂區域l〇3a表面的法線方向大致一致即可。典 型地’每個方向的不一致程度在5度之內較佳。在圖以的 鬚狀的結晶矽區域1 03 b中，僅顯示長邊剖面形狀。 或者，如圖1 C所示’形成在鬚狀的結晶矽區域丨〇 3 b中 的突起部的長邊方向也可以彼此不統一。 典型地，可以具有其長邊方向與相對於結晶矽區域 103 a表面的法線方向大致一致的第—突起部和其長邊方向 與法線方向不同的第二突起部。在圖1C中顯示包括柱狀突 起部113a、針狀突起部114a作爲第~突起部，並且包括柱 -10- 201230459 狀突起部1 13b、針狀突起部1 14b作爲第二突起部的狀態。 另外，當突起部的長邊方向彼此不統一時，如圖1 C所 示，在鬚狀的結晶矽區域l〇3b的剖面中，除了突起部的長 邊剖面形狀之外，混合有如區域1 〇3d所示的突起部的切割 成圓形時的剖面形狀。區域1 〇3d爲圓柱狀或圓錐狀的突起 部的切割成圓形時的剖面形狀，因此具有圓形。但是，當 突起部爲矩形柱狀或角錐狀時，區域l〇3d的形狀爲多矩形 形狀。 另外，形成在鬚狀的結晶矽區域l〇3b中的多個突起部 包括柱狀的突起部和針狀的突起部。 藉由具有柱狀的突起部，可以提高鬚狀的結晶矽區域 l〇3b的厚度方向上的活性材料層的強度，因此可以抑制電 極破損。由此，可以減小由反覆充放電導致的電極劣化。 另外，藉由提高活性材料層的強度，可以防止放電容量或 充電容量的減小。另外，藉由提高活性材料層的強度，可 以減小由振動等導致的電極劣化。因此’可以提高儲能裝 置的性能，例如可實現能夠長時間使用的儲能裝置。 另外，藉由使用針狀的突起部，可以使突起部彼此纏 結，由此可以防止在儲能裝置的充放電時突起部脫離。因 此，可以減小由反覆充放電導致的電極劣化’並可以長時 間使用儲能裝置。 另外，針狀突起部的每個單位品質的表面積比柱狀突 起部的每個單位品質的表面積更大。藉由包含表面積大的 針狀突起部，可以在每個單位品質上增高儲能裝置的反應 -11 - 201230459 物質（鋰離子等）吸收到結晶矽中的速度、或反應物質從 結晶矽放出的速度。由於當反應物質的吸收或放出的速度 增高時，高電流密度的反應物質的吸收量或放出量增大， 因此可以提高儲能裝置的放電容量或充電容量。這樣，藉 由使用具有鬚狀的結晶矽區域的結晶矽層作爲活性材料層 ’並使結晶矽區域中包含針狀突起部，可以提高儲能裝置 的性能。 ， 接著，使用圖1和圖2對儲能裝置的電極的製造方法的 一個例子進行說明。 在圖1中，作爲集電器101使用箔狀、板狀或網狀的導 電構件。對集電器1 0 1的材料沒有特別的限制，但可以使 用以鉑、鋁、銅、鈦等爲代表的導電性高的金屬元素。另 外’作爲集電器101，也可以採用添加有矽、鈦、銨、銃 、鉬等能夠提高耐熱性的元素的鋁合金。 另外’作爲集電器101，也可以使用與矽起反應而形 成砂化物的金屬元素。作爲與矽起反應而形成矽化物的金 屬兀素，有錯、鈦、給、訊、銅、鉬、鉻、鉬、鶴、銘、 鎳等。 或者’如圖2所示’也可以適當地利用濺射法、蒸鍍 法、印刷法、噴墨法、CVD法等在基板1 15上形成集電器 1 1 1 〇 接著，如圖1 A所示，作爲活性材料層1 03，藉由利用 熱CVD法’較佳的是，利用lpcvD法來在集電器101上形 成結晶矽層。注意’在圖1A中顯示了集電器101的一個表 -12- 201230459 面上形成活性材料層103的例子，但是也可以在集電器的 兩個表面上形成活性材料層。 在利用LPCVD法形成結晶矽層時，以高於550 °C且在 LPCVD設備及集電器1〇1可耐受的溫度以下，較佳的是， 在高於或等於.5 8 0 °C且低於650 °C的溫度下進行加熱，並作 爲原料氣體使用包含矽的沉積氣體。作爲包含矽的沉積氣 體，有氫化矽、氟化矽或氯化矽，典型地，有SiH4、Si2H6 、SiF4、SiCl4、Si2Cl6等。另外，也可以將氦、氖 '氬、 氙等的稀有氣體或氫中的一種以上混合到原料氣體中。 另外，當作爲活性材料層103利用LPCVD法形成結晶 矽層時’在集電器1 0 1和活性材料層1 03之間不形成低密度 的區域，集電器101與結晶矽層的介面的電子遷移變得容 易’並可以提高黏合性。這是由於以下緣故：在結晶矽層 的沉積製程中，原料氣體的活性種始終提供給沉積中的結 晶矽層，因此’即使矽從結晶矽層擴散到集電器1〇1而形 成矽不足區域（粗糙的區域）’也由於原料氣體的活性種 始終提供給該區域，所以在結晶矽層中不容易形成密度低 的區域。另外，由於利用氣相成長在集電器1〇1上形成結 晶矽層，所以可以提高生產性。 另外，有時在活性材料層103中作爲雜質含有氧。這

I 是由於如下緣故：由於利用LPCVD法形成結晶矽層作爲活 性材料層103時的加熱，氧從LPCVD設備的石英制反應室 發生脫離而擴散到用作活性材料層1 03的結晶砂層中。 另外，還可以對結晶砂層添加磷、硼等賦予一種導電 -13- 201230459 型的雜質元素。由於添加有磷、硼等的賦予一種導電型的 雜質元素的結晶矽層的導電性變高，由此可以提高電極的 導電率。爲此，可以進一步提高放電容量。 另外，如圖IB、1C所示，可以在集電器101上形成有 混合層107。例如，利用形成集電器101的金屬元素及矽來 形成混合層1 〇7。在此，當利用形成集電器1 〇 1的金屬元素 及矽來形成混合層時’由於利用LPCVD法形成結晶矽 層作爲活性材料層1 〇3時的加熱，結晶矽層所包含的矽擴 散到集電器1 〇 1中’所以可以形成混合層1 07。 在使用與矽起反應而形成矽化物的金屬元素來形成集 電器101時，在混合層107中形成由形成矽化物的金屬元素 和矽構成的矽化物，典型爲矽化锆、矽化鈦、矽化給、矽 化釩、矽化鈮、矽化鉬、矽化鉻、矽化鉬、矽化鎢、矽化 鈷及矽化鎳中的一種以上。或者，形成由形成矽化物的金 屬元素和砂構成的合金層。 由於藉由使集電器101與活性材料層103之間具有混合 層107，可以減小集電器101與活性材料層1〇3的介面的電 阻，所以可以提高電極（例如負極）的導電率。因此，可 以進一步提高放電容量。另外，可以提高集電器101與活 性材料層1 03的黏合性，並可以減輕儲能裝置的劣化。 另外’有時在混合層107中作爲雜質含有氧。這是由 於如下緣故：由於利用L P C V D法形成結晶矽層作爲活性材 料層103時的加熱’氧從LPCVD設備的石英制反應室發生 脫離而擴散到混合層107中。 -14- 201230459 在混合層107上也可以形成有由形成集電器101的金屬 元素的氧化物形成的金屬氧化物層109。這是由於如下緣 故：由於利用LPCVD法形成結晶矽層作爲活性材料層103 時的加熱，氧從LPCVD設備的石英制反應室發生脫離而使 集電器101氧化。另外，在不形成金屬氧化物層109的情況 下，也可以當利用LPCVD法形成結晶矽層時，在反應室內 塡充氦、氖、氬和氙等的稀有氣體。 在使用與砂起反應而形成砂化物的金屬元素來形成集 電器101時，作爲金屬氧化物層109，形成由與矽起反應而 形成矽化物的金屬元素的氧化物形成的金屬氧化物層。 作爲金屬氧化物層1 〇 9的典型例子，有氧化锆、氧化 鈦、氧化鈴、氧化釩、氧化鈮、氧化鉬、氧化鉻、氧化鉬 、氧化鎢、氧化鈷及氧化鎳等。另外，當使用鈦、銷、鈮 、鎢等形成集電器101時，金屬氧化物層109由氧化鈦、氧 化锆、氧化鈮、氧化鎢等的氧化物半導體形成，因此，可 以降低集電器101與活性材料層103的介面的電阻，而可以 提高電極的導電率。因此，可以進一步提高放電容量。 藉由上述製程，可以製造放電容量大且藉由減小由反 覆充放電導致的電極劣化而具有高性能的儲能裝置。 實施例2 在本實施例中’參照圖3對儲能裝置的結構進行說明 〇 首先，下面’作爲儲能裝置的一個方式，對二次電池 -15- 201230459 的結構進行說明。 在二次電池中，使用LiCo02等的含鋰金屬氧化物的鋰 離子電池具有高放電容量和高安全性。這裏，將說明二次 電池的典型例子的鋰離子電池的結構。 圖3A是儲能裝置151的平面圖’而圖3B顯示沿著圖3A 的鏈式線A-B的剖面圖。 圖3 A所示的儲能裝置151在外裝部件153的內部具有儲 能元件（storage cell ) 155。另外，儲能裝置151還具有與 儲能元件155連接的端子部157、端子部159。 外裝部件153可以使用層壓薄膜、高分子薄膜、金屬 薄膜、金屬殼、塑膠殻等。 如圖3B所示，儲能元件155包括負極163、正極165、 設置在負極163與正極165之間的隔離體167、塡充在外裝 部件1 5 3中的電解質1 6 9。 負極163包括負極集電器171及負極活性材料層173。 作爲負極1 63，可以使用實施例1所示的電極。 作爲負極活性材料層1 73，可以使用利用實施例1所示 的結晶矽層形成的活性材料層1 0 3。另外，也可以對結晶 矽層進行鋰的預摻雜。另外，當利用負極集電器171的兩 個表面構成電極時，在LPCVD設備中，藉由利用框狀的基 座（susceptor)保持負極集電器171並形成由結晶矽層形 成的負極活性材料層173，可以在負極集電器171的兩個表 面上同時形成負極活性材料層173，從而可以減少工程數 量。 -16- 201230459 正極165包括正極集電器175及正極活性材料層177 » 負極活性材料層173形成在負極集電器171的一方或兩者的 面上。正極活性材料層177形成在正極集電器175的一方的 面上。 ' 另外，負極集電器171與端子部15 9連接。另外，正極 集電器175與端子部157連接。另外，端子部157、端子部 159的一部分分別導出到外裝部件153的外側。 另外，在本實施例中，雖然作爲儲能裝置1 5 1顯示被 密封的薄型儲能裝置，但是可以使用扣型儲能裝置、圓筒 型儲能裝置、方型儲能裝置等的各種形狀的儲能裝置。另 外，在本實施例中，雖然顯示層疊有正極、負極和隔離體 的結構，但是也可以採用捲繞有正極、負極和隔離體的結 構。 正極集電器175使用鋁、不鏽鋼等。作爲正極集電器 175，可以適當地採用箔狀、板狀、網狀等的形狀。 作爲正極活性材料層177的材料，可以使用LiFe02、 LiCo02、LiNi02、LiMn204、LiFeP04、LiCoP04、LiNiP04 、LiMn2P〇4、V205、Cr205、Mn02等的鋰化合物。另外， 當載子離子是鋰以外的鹼金屬離子或鹼土金屬離子時，也 可以在上述鋰化合物中使用鹼金屬（例如，鈉、鉀等）、 鈹、鎂或鹼土金屬（例如，鈣、緦 '鋇等）代替鋰作爲正 極活性材料層1 7 7。 作爲電解質Ϊ 6 9的溶質，使用能夠轉移作爲載子離子 的鋰離子且可以使鋰離子穩定地存在的材料。作爲電解質 -17- 201230459 169 的溶質的典型例子，有 LiC104、LiAsF6、LiBF4、LiPF6 、Li ( C2F5S02 ) 2N等的鋰鹽。另外，當載子離子是鋰以 外的鹼金屬離子或鹼土金屬離子時，作爲電解質169的溶 質，可以適當地使用鈉鹽、鉀鹽等的鹼金屬鹽、鈹鹽、鎂 鹽、或鈣鹽、緦鹽、鋇鹽等的鹼土金屬鹽等。 另外，作爲電解質169的溶劑，使用能夠轉移鋰離子 的材料。作爲電解質169的溶劑，使用非質子有機溶劑較 佳。作爲非質子有機溶劑的典型例子，有碳酸乙烯酯、碳 酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、r-丁內酯、乙腈 、二甲氧基乙烷、四氫呋喃等，可以使用它們中的一種或 多種。另外，藉由作爲電解質169的溶劑使用被膠凝化的 高分子材料，包括漏液性的安全性得到提高。另外，可以 實現儲能裝置1 5 1的薄型化及輕量化。作爲被膠凝化的高 分子材料的典型例子，有矽凝膠、丙烯凝膠、丙烯腈凝膠 、聚氧化乙烯、聚氧化丙烯、氟類聚合物等。 另外，作爲電解質169，可以使用Li3P04等的固體電 解質。 隔離體167使用絕緣多孔體。作爲隔離體167的典型例 子，有纖維素（紙）、聚乙烯、聚丙烯等。 鋰離子電池的記憶效應小，能量密度高且放電容量大 。另外，鋰離子電池的工作電壓高。由此，可以實現小型 化及輕量化。另外，因反覆充放電而導致的劣化少，因此 可以長時間地使用而可以縮減成本。 接著，作爲儲能裝置的另一個方式，對電容器進行說 -18- 201230459 明。作爲電容器的典型例子，有雙電層電容器、鋰離子電 容器等。 當儲能裝置是電容器時，使用能夠可逆地吸藏鋰離子 及/或負離子的材料代替圖3A所示的二次電池的正極活性 材料層177’即可。作爲該材料的典型例子，有活性炭、 導電高分子、多並苯有機半導體（p AS )。 鋰離子電容器的充放電的效率高，能夠進行快速充放 電且反覆利用的使用壽命也長》 藉由將實施例1所示的負極用作負極1 63，可以製造放 電容量大且由反覆充放電導致的電極劣化減輕的儲能裝置 〇 另外，藉由在儲能裝置的另一個方式的空氣電池中， 將實施例1所示的集電器及活性材料層用於負極中，可以 製造放電容量大且由反覆充放電導致的電極劣化減輕的儲 能裝置。 實施例3 在本實施例中，使用圖4及圖1 4對在實施例2中說明的 儲能裝置的應用方式進行說明。 可以將實施例2所示的儲能裝置用於數位相機、數碼 攝像機等影像拍攝裝置、數碼相框、行動電話機（也稱爲 行動電話、行動電話#置）'可@ m機 '移動r資訊，終 端、聲音再現裝置等的電子設備。另外，還可以將實施例 2所示的儲能裝置用於電動汽車、混合動力汽車、鐵路用 -19- 201230459 電動車廂、工作車、卡丁車、電動自行車、輪椅等的電力 牽引車輛。在此，作爲電力牽引車輛的典型例子，對電動 自行車和輪椅進行說明。 圖14是電動自行車1401(也稱爲電動輔助自行車）的 透視圖。電動自行車1401包括使用者坐下的鞍座1 402、腳 踏1403、框架1404、車輪1405 '操作車輪1405的車把1406 、安裝到框架1404的驅動部1407、設置在車把1406附近的 顯示裝置1 408。 驅動部1 407包括電動機、電池、控制器等。控制器檢 測電池的狀態（電流、電壓、電池溫度等），並在電動自 行車1401的行車中藉由調節電池的放電量來控制電動機， 並在電池的充電時控制充電量。另外，也可以在驅動部 1 4 0 7中設置檢測人腳蹬腳踏1 403的力及移動速度等的感測 器，並根據來自感測器的資訊控制電動機。這裏，在圖14 中顯示將驅動部1 407安裝到框架1 404的結構，但是驅動部 1 407的安裝位置不侷限於此。 在顯示裝置1408中設置有顯示部及轉換按鈕等。在顯 示部中顯示電池的殘留量及移動速度等。另外，利用轉換 按鈕進行電動機的控制及顯示部的顯示轉換。另外’在圖 14中，顯示將顯示裝置1 408安裝到車把1 406附近的結構’ 但是顯示裝置1 408的位置不侷限於此。 可以將實施例2所說明的儲能裝置用於驅動部1 407的 電池。藉由利用插入技術或非接觸供電從外部供給電力來 可以給驅動部1 407的電池充電。另外，也可以將實施例2 -20- 201230459 所說明的儲能裝置用於顯示裝置140 8。 圖4是電動輪椅501的透視圖。電動輪椅501包括使用 者坐下的座位503、設置在座位503的後方的靠背505、設 置在座位503的前下方的擱腳架507、設置在座位503的左 右的扶手509、設置在靠背505的上部後方的把手511。 扶手509的一方設置有控制輪椅501的工作的控制器 513。藉由座位503下方的構架515在座位503的前下方設置 有一對前輪517，並且在座位5 03的後下部設置有一對後輪 519。後輪519連接到具有電動機、制動器、變速器等的驅 動部521。在座位503的下方設置有具有電池、電力控制部 、控制單元等的控制部523。控制部523與控制器5 1 3及驅 動部52 1連接，並且藉由使用者操作控制器5 1 3，藉由控制 部523驅動驅動部521，從而控制電動輪椅501的前進、後 退、旋轉等的工作及速度。 可以將在實施例2中說明的儲能裝置用於控制部523的 電池。藉由利用插件技術或非接觸供電從外部供給電力來 可以給控制部523的電池充電。另外，當電力牽引車輛爲 鐵路用電動車廂時，可以從輸電線或鐵軌供給電力來進行 電池的充電》 實施例4 在本實施例中，使用圖10及圖11的方方塊圖對將根據 本發明的一個方式的儲能裝置的一個例子的二次電池用於 無線供電系統（以下也稱爲RF供電系統）時的一個例子進 -21 - 201230459 行說明。注意，雖然在各個方方塊圖中根據功能將受電裝 置及供電裝置內的構成要素分類並作爲彼此獨立的方方塊 圖而顯示，但是實際上難以根據功能將構成要素完全分類 ，一個構成要素有時與多個功能有關。 首先，使用圖1 0對R F供電系統的一個例子進行說明。 受電裝置600適用於利用從供電裝置700供給的電力驅 動的電子設備或電力牽引車輛中。與此之外，可以適當地 應用於利用電力驅動受電裝置600的裝置。作爲電子設備 的典型例子，有數位相機、數碼攝像機等影像拍攝裝置、 數碼相框、行動電話機（也稱爲行動電話、行動電話裝置 )、可攜式遊戲機、移動資訊終端、聲音再現裝置、顯示 裝置、電腦等。另外，作爲電力牽引車輛的典型例子，有 電動汽車、混合動力汽車、鐵路用電動車廂、工作車、卡 丁車、電動自行車、輪椅等。另外，供電裝置700具有向 受電裝置600供給電力的功能。 在圖10中，受電裝置600具有受電裝置部601和電源負 載部610。受電裝置部601至少具有受電裝置用天線電路 602、信號處理電路603、二次電池604。另外，供電裝置 700具有供電裝置用天線電路701和信號處理電路702。 受電裝置用天線電路602具有接收供電裝置用天線電 路701所發送的信號或對供電裝置用天線電路701發送信號 的功能。信號處理電路60 3具有處理受電裝置用天線電路 602所接收的信號，並控制二次電池604的充電以及從二次 電池604供給到電源負載部610的電力的功能。另外，信號 -22- 201230459 處理電路603具有控制受電裝置用天線電路602的工作的功 能。這樣，可以控制從受電裝置用天線電路602發送的信 號的強度、頻率等。 電源負載部610是從二次電池6 04接收電力並驅動受電 裝置600的驅動部。作爲電源負載部610的典型例子有電動 機、驅動電路等。與此之外，作爲電源負載部6 1 0，可以 適當地使用接收電力來驅動受電裝置600的裝置·》 另外，供電裝置用天線電路70 1具有對受電裝置用天 線電路602發送信號或接收來自受電裝置用天線電路6 02的 信號的功能。信號處理電路702具有處理供電裝置用天線 電路70 1所接收的信號的功能。另外，信號處理電路702具 有控制供電裝置用天線電路70 1的工作的功能。這樣，可 以控制從供電裝置用天線電路70 1發送的信號的強度、頻 率等。 根據本發明的一個方式的二次電池被用作在圖10說明 的RF供電系統中的受電裝置60 0所具有的二次電池604。 藉由將根據本發明的一個方式的二次電池用於RF供電 系統，與現有的二次電池相比，可以增加儲能量。因此， 可以延長無線供電的時間間隔，從而可以省去多次供電的 步驟。 另外，藉由將根據本發明的一個方式的二次電池用於 RF供電系統，如果該二次電池的用來驅動電源負載部610 的儲能量與現有的二次電池相同，則可以實現受電裝置 600的小型化及輕量化。因此，可以縮減總成本。 -23- 201230459 接著，使用圖11對RF供電系統的其他例子進行說明。 在圖1 1中，受電裝置600具有受電裝置部601和電源負 載部610。受電裝置部601至少具有受電裝置用天線電路 602、信號處理電路603、二次電池6 04、整流電路605、調 變電路606、電源電路607。另外，供電裝置700至少具有 供電裝置用天線電路701、信號處理電路702、整流電路 703、調變電路7 04、解調變電路705、振盪電路706。 受電裝置用天線電路6 02具有接收供電裝置用天線電 路70 1所發送的信號或對供電裝置用天線電路70 1發送信號 的功能。當受電裝置用天線電路602接收供電裝置用天線 電路7〇1所發送的信號時，整流電路605具有利用受電裝置 用天線電路602所接收的信號生成直流電壓的功能。信號 處理電路603具有處理受電裝置用天線電路602所接收的信 號，並控制二次電池604的充電以及從二次電池6 04供給到 電源電路607的電力的功能。電源電路607具有將二次電池 604所儲蓄的電壓轉換爲電源負載部610所需的電壓的功能 。當從受電裝置600將信號發送到供電裝置700 (進行某些 答應）時使用調變電路606。 藉由具有電源電路607，可以控制供給到電源負載部 6 10的電力。由此，可以降低施加到電源負載部610的過電 壓，從而可以降低受電裝置600的劣化或損壞。 另外，藉由具有調變電路606，可以從受電裝置600將 信號發送到供電裝置7 0 0。由此，可以判斷受電裝置6 0 0的 充電量，當進行了 一定量的充電時從受電裝置600將信號 -24- 201230459 發送到供電裝置700，停止從供電裝置700對受電裝置600 供電。其結果，藉由不對二次電池604進行100%的充電， 可以增加二次電池604的充電次數。 另外，供電裝置用天線電路701具有對受電裝置用天 線電路602發送信號或從受電裝置用天線電路602接收信號 的功能。當對受電裝置用天線電路602發送信號時’信號 處理電路702具有生成發送到受電裝置600的信號的功能。 振盪電路706具有生成一定頻率的信號的功能。調變電路 7 04具有根據信號處理電路7〇2所生成的信號和振盪電路 706所生成的一定頻率的信號對供電裝置用天線電路70 1施 加電壓的功能。由此，從供電裝置用天線電路70 1輸出信 號。另一方面，當從受電裝置用天線電路602接收信號時 ’整流電路703具有對所接收的信號進行整流的功能。解 調變電路705具有從由整流電路703進行了整流的信號抽出 受電裝置600對供電裝置7 00發送的信號的功能。信號處理 電路7 02具有對甶解調變電路70 5抽出的信號進行分析的功 能。 另外，只要能夠進行RF供電，就可以在各電路之間設 置其他電路。例如，也可以在受電裝置600接收信號且在 整流電路605中生成直流電壓之後利用設置在後級的DC-DC轉換器或調整器等的電路生成恒壓。由此，可以抑制受 電裝置600內部被施加過電壓。 根據本發明的一個方式的二次電池被用作圖11所說明 的RF供電系統中的受電裝置600所具有的二次電池604。 -25- 201230459 藉由將根據本發明的一個方式的二次電池用於RF供電 系統，與現有的二次電池相比，可以增加儲能量。因此可 以延長無線供電的時間間隔，從而可以省去多次供電的步 驟。 另外，藉由將根據本發明的一個方式的二次電池用於 RF供電系統，如果該二次電池的用來驅動電源負載部610 的儲能量與現有的二次電池相同，則可以實現受電裝置 600的小型化及輕量化。因此，可以縮減總成本。 另外，當將根據本發明的一個方式的二次電池用於RF 供電系統並將受電裝置用天線電路602和二次電池604重疊 時，較佳不使如下狀態發生，該狀態就是：因二次電池 6 04的充放電而導致二次電池6 04的形狀變化；並且由於因 該變形導致的天線變形而使受電裝置用天線電路6 02的阻 抗變化。這是因爲如果天線的阻抗發生變化則有可能不能 實現充分的電力供給。爲了防止上述情況，例如，將二次 電池604裝在金屬或陶瓷的電池組即可。另外，此時受電 裝置用天線電路602和電池組離開幾十μηι以上較佳。 另外，在本實施例中，對充電用信號的頻率沒有特別 的限制，只要是能夠傳送電力的頻率，就可以是任何帶域 的頻率。充電用信號的頻率例如可以是135kHz的LF帶（長 波）、13.56MHz 的 HF 帶、900MHz 至 1GHz 的 UHF 帶、 2.45GHz的微波帶。 另外，作爲信號的傳送方式，有電磁耦合方式、電磁 感應方式、共振方式、微波方式等的各種種類，適當地選 -26- 201230459 擇即可。然而’爲了抑制雨、泥等的含水的異物所引起的 能量損失，使用電磁感應方式、共振方式，這些方式利用 了頻率低的頻帶較佳，明確而言，短波的3MHz至3〇MHz、 中波的300kHz至3MHz、長波的30kHz至300kHz及超長波的 3kHz至30kHz的頻率。 本實施例可以與上述實施例組合而實施。 範例1 在本範例中，使用圖5、圖6、圖7、圖8、圖9、圖12 、圖13對本發明的一個方式的二次電池進行說明。在本範 例中，製造本發明的一個方式的二次電池及比較用二次電 池（也稱爲比較二次電池），並對其特性進行比較。 <二次電池的電極的製造製程> 首先，說明二次電池的電極的製造製程。 藉由在集電器上形成活性材料層，來形成二次電池的 電極。 作爲集電器的材料利用鈦。作爲集電器，使用厚度爲 ΙΟΟμπι的片狀的鈦膜（也稱爲鈦片）。 作爲活性材料層利用結晶矽。 在集電器的鈦膜上利用LPCVD法形成結晶矽。在利用 LPCVD法形成結晶矽時，採用如下條件：使用矽烷作爲材 料氣體；將矽烷的流量設定爲3 00sccm並將材料氣體引入 反應室內；將反應室內的壓力設定爲20Pa ;將反應室內的 -27- 201230459 溫度設定爲6 0 0 °C。作爲反應室，利用石英制的反應室。 在使集電器升溫時，流過少量的氮（He)。 將藉由上述製程獲得的結晶矽層用作二次電池的活性 材料層。 <二次電池的電極的結構> 圖5顯示藉由上述製程獲得的結晶矽的平面SEM ( Scanning Electron Microscope)照片。如圖 5所示，藉由 上述製程獲得的結晶矽具有鬚狀的結晶矽區域，該鬚狀的 結晶矽區域具有包括柱狀突起部及針狀突起部的多個突起 部。由此，可以增大活性材料層的表面積。作爲突起部在 軸上的長度，較長的是丨5 μπι至20 μιη左右。另外，除了上 述在突起部的軸上的長度較長的突起部之外，在該軸上的 長度較長的突起部之間存在多個在突起部的軸上的長度較 短的突起部。作爲突起部的軸，既有相對於鈦膜大致垂直 的軸，又有相對於鈦膜傾斜的軸。 另外，多個突起部的軸方向彼此不統一。另外，突起 部的根部（與結晶矽區域之間的介面附近）的直徑爲1 μιη 至 2 μηι 〇 圖1 2顯示結晶矽所具有的多個突起部中的一個的剖面 TEM( Transmission Electron Microscope)照片。如圖 12 所示，在集電器的鈦膜1203上形成有活性材料層的結晶矽 層1 204。在此，在結晶矽層1 204中可確認到結晶矽區域 1201及在結晶矽區域1201上的柱狀突起部1 202。該柱狀突 -28- 201230459 起部1 202的直徑爲2μιη左右。另外，在柱狀突起部1 202中 可確認到結晶大致沿著<211>方向成長。 圖13顯示結晶矽所具有的多個突起部中的另一個的剖 面ΤΕΜ照片。如圖13所示，在集電器的鈦膜1 3 03上形成有 活性材料層的結晶矽層1304。在此，在結晶矽層1304中可 確認到結晶矽區域1 3 0 1及在結晶矽區域1 3 0 1上的針狀突起 部1 3 02。該針狀突起部1 3 02的根部（與結晶矽區域1 3 0 1之 間的介面附近）的直徑爲1 μπι左右。另外，在針狀突起部 1 3 0 2中可確認到結晶大致沿著< 1 1 〇 >方向成長。 接著，圖6顯示藉由上述製程獲得的結晶矽的剖面 ΤΕΜ照片。如圖6所示，在集電器的鈦膜401上形成有活性 材料層的結晶矽層402。根據圖6可以確認到在鈦膜40 1與 結晶矽層402的介面附近404沒有形成低密度的區域。結晶 矽層4 02由結晶矽區域和從結晶矽區域突出的多個突起部 形成。另外，在突起部與突起部之間有空隙403 (即，沒 有突起部的區域）。 結晶矽層在結晶矽區域上具有多個突起部。具有突起 部的結晶矽層的厚度爲3·0μιη左右，形成在多個突起部之 間的穀中的結晶矽區域的厚度爲1 ·5 μιη至2.0 μιη左右。另外 ，雖然在圖6中未圖示，但是如圖5所示，作爲突起部在軸 上的長度’較長的是15μηι至20μηι左右。 圖7是放大圖6的一部分的剖面ΤΕΜ照片。圖7是圖6所 示的鈦膜401與結晶矽層402的介面附近404的放大照片。 根據圖7可以確認到在鈦膜40 1與結晶矽層402的介面附近 -29- 201230459 形成有層405。 圖8顯示鈦膜401與結晶矽層402的介面附近的剖面的 EDX ( Energy Dispersive X-ray spectrometry)的二維元素 分佈的結果。區域411是具有鈦作爲主要成分的區域。區 域412是具有矽作爲主要成分的區域。區域416是具有氧和 鈦作爲成分的區域。區域415是具有鈦和矽作爲成分的區 域。另外，在區域415中包含氧作爲雜質。根據圖8可以確 認到按順序層疊有如下區域：具有鈦作爲主要成分的區域 411;具有鈦和矽作爲成分的區域415;具有氧和鈦作爲成 分的區域416;具有砂作爲主要成分的區域412。區域411 相當於鈦膜401，區域412相當於結晶矽層4 02。區域415是 鈦和矽的混合層。區域41 6是金屬氧化物層。 根據圖8所示的EDX的二維元素分佈的結果，可以確 認到圖7所示的層405包括鈦和矽的混合層及在混合層上的 金屬氧化物層。在圖8所示的測定範圍內，以覆蓋混合層 上的整個表面的方式形成有金屬氧化物層。層40 5所具有 的鈦和矽的混合層的厚度爲65 nm至75 nm左右。 <二次電池的製造製程> 將描述本範例的二次電池的製造製程。 藉由上述製程在集電器上形成活性材料層來形成電極 。利用獲得的電極製造二次電池。在此，製造硬幣型的二 次電池。下面，參照圖9說明硬幣型的二次電池的製造方 法。 -30- 201230459 如圖9所示，硬幣型的二次電池包括電極204、參考電 極232、隔離體210、電解液（未圖示）、外殼206以及外 殻244。此外，還包括環狀絕緣體220、間隔物240及墊圏 242。作爲電極204’利用藉由上述製程獲得的在集電器 200上設置有活性材料層202的電極。參考電極232具有參 考電極活性材料層2 3 0。在本範例中，作爲集電器利用鈦 箔，並利用實施例1所示的結晶矽層形成活性材料層2 0 2。 另外，作爲參考電極活性材料層230，使用鋰金屬（鋰箔 )。作爲隔離體2 1 0，使用聚丙烯。作爲外殼2 0 6、外殻 244、間隔物240及墊圈242使用由不鏽鋼（SUS )形成的。 外殼206及外殼244具有將電極204及參考電極23 2電連接到 外部的功能。 將電極204、參考電極232以及隔離體210浸在電解液 中。並且，如圖9所示，將外殻206設置在下方，以電極 204、隔離體210、環狀絕緣體220、參考電極232、間隔物 240、墊圏242、外殼244的順序層疊，並利用“硬幣單元 壓合器（coin cell crimper) ”壓合外殻206和外殼244， 來形成硬幣型二次電池。 作爲電解液，使用將LiPF6溶解在碳酸乙烯酯（EC ) 和碳酸二乙酯（DEC )的混合溶劑中的電解液。 <比較二次電池的電極的製造製程> 接下來，對比較二次電池的電極的製造製程進行說明 。本發明的一個方式的二次電池及比較二次電池的活性材 -31 - 201230459 料層的製造製程彼此不同。兩者的其他結構相同，因 略基板、集電器等的說明。 作爲比較二次電池的活性材料層，使用結晶矽。 藉由等離子體CVD法在集電器的鈦膜上形成添加 的非晶矽，並進行熱處理，來形成結晶矽。在利用等 體CVD法形成非晶矽時，在如下條件下進行處理：使 烷和磷化氫作爲材料氣體；將矽烷的流量設定爲60 ，將5 vol%磷化氫（氫稀釋）的流量設定爲20 seem， 料氣體引入反應室內；反應室內的壓力爲133 Pa;基 度爲2 8 0 °(：;1^電源頻率爲6(^1^;1^電源的脈衝頻 20kHz ；脈衝的占空比爲70% ; RF電源的功率爲100W 非晶矽的厚度設定爲3μιη。 然後，進行7〇〇°C的熱處理。該熱處理在氬（Ar 圍中進行6小時。藉由該熱處理使非晶矽結晶化，來 結晶矽層。將藉由上述製程獲得的結晶矽層用作比較 電池的活性材料層。這裏，該結晶矽層中添加有磷（ η型的雜質元素）。 <比較二次電池的製造製程> 將描述比較二次電池的製造製程。 藉由上述製程在集電器上形成活性材料層，來形 較二次電池的電極。藉由使用獲得的電極製造比較二 池。比較二次電池的製造方法與上述二次電池的製造 同樣。 此省 有磷 離子 用矽 seem 將材 板溫 率爲 。將 )氣 形成 二次 賦予 成比 次電 方法 -32- 201230459 <二次電池和比較二次電池的特性> 藉由利用充放電測量儀測量二次電池和比較二次電池 的放電容量。在該充放電的測量中，採用恒電流方式，用 2.0m A的電流進行充放電，並將上限電壓設定爲1.0V，將 下限電壓設定爲0.03 V。.另外，所有測量在室溫下進行。 表1顯示二次電池和比較二次電池的初始特性。在表1 中，表示活性材料層的每單位體積的放電容量（mAh/cm3 )。這裏，在如下條件下算出放電容量（mAh/cm3 ):二 次電池的活性材料層的厚度爲3.5μιη，比較二次電池的活 性材料層的厚度爲3.0μπι。 [表1] 容量（mAh/cm3) 二次電池 73 00 比較二次電池 405 0 如表1所示，可知二次電池的放電容量（7300 mAh/cm3)比比較二次電池的放電容量（4〇50 mAh/cm3) 大1. 8倍左右。 另外’二次電池的實質上的容量達到近於二次電池的 理論容量（9800 mAh/Cm3 )的値。像這樣，藉由將利用 L P C V D法形成的結晶矽層用作活性材料層，可以製造容量 增大且具有近於理論容量的容量値的二次電池。 -33- 201230459 【圖式簡單說明】 在圖式中· 圖1 A至圖1C是用來說明儲能裝置的電極的結構及製造 方法的剖面圖； 圖2是用來說明儲能裝置的電極的製造方法的剖面圖 » 圖3 A和3 B是用來說明儲能裝置的一個方式的平面圖及 剖面圖> 圖4是用來說明儲能裝置的應用例的立體圖； 圖5是結晶矽的平面SEM影像； 圖6是結晶矽的剖面TEM影像； 圖7是集電器與活性材料層的介面附近的放大影像； 圖8是集電器與活性材料層的介面附近的EDX二維元 素對映； 圖9是二次電池的製造方法的例子； 圖1〇是顯示RF供電系統的結構的圖； 圖Π是顯示RF供電系統的結構的圖； 圖1 2是突起部的剖面TEΜ影像； 圖13是突起部的剖面τεμ影像； 圖1 4是用來說明儲能裝置的應用方式的透視圖。 【主要元件符號說明】 1〇1 :集電器 1 0 3 :活性材料層 -34- 201230459 1 0 3 a :結晶砂區域 1 0 3 b :結晶砂區域 103d :區域 10 5·虛線 1 〇 7 :混合層 109:金屬氧化物層 111 :集電器 1 1 3 a :柱狀突起部 1 1 3 b :柱狀突起部 114a :針狀突起部 1 14b :針狀突起部 1 1 5 :基板 1 2 1 :柱狀突起部 122 :針狀突起部 1 5 1 :儲能裝置 1 5 3 :外裝部件 1 5 5 :儲能元件 1 5 7 :端子部 1 5 9 :端子部 163 :負極 1 65 :正極 167 :隔離體 169 :電解質 1 7 1 :負極集電器 -35 201230459 173 :負極活性材料層 175 :正極集電器 1 7 7 :正極活性材料層 200 :集電器 202 :活性材料層 204 :電極 206 :外殼 2 1 0 :隔離體 220 :環狀絕緣體 23 0 :參考電極活性材料層 23 2 :參考電極 2 4 0 :間隔物 242 :墊圈 244 :外殻 401 :鈦膜 4 0 2 :結晶砂層 403 :空隙 4 0 4 :介面附近 4 05 ：層 4 11 ·區域 4 1 2 :區域 415 ：區域 4 1 6 :區域 501 :輪椅 -36- 201230459 5 03 ： 5 05 ： 5 07 ： 5 09 ： 5 11： 5 13： 5 15： 5 17： 519 ： 521 ： 523 ： 600 ： 601 ： 602 ： 603 ： 604 ： 605 ： 606 ： 607 ： 610 ： 700 ： 701 ： 702 ： 703 ： 座位 靠背 擱腳架. 扶手 把手 控制器 構架 前輪 後輪 驅動部 控制部 受電裝置 受電裝置部 受電裝置用天線電路 信號處理電路 二次電池 整流電路 調變電路 電源電路 電源負載部 供電裝置 供電裝置用天線電路 信號處理電路 整流電路 -37- 201230459 704 :調變電路 705 :解調變電路 706 :振盪電路 1 2 0 1 :結晶矽區域 1 202 :柱狀突起部 1 2 0 3 :鈦膜 1 2 0 4 :結晶矽層 1301:結晶砂區域 1 3 02 :針狀突起部 1 3 0 3 :鈦膜 1 3 0 4 :結晶矽層 1 4 0 1 :電動自行車 1402 :鞍座 1 4 0 3 :腳踏 1404 :框架 1405 :車輪 1 406 :車把 1 4 0 7 :驅動部 1 40 8 :顯示裝置

Claims (1)

1. 201230459 七、申請專利範圍： 1· 一種儲能裝置，包括： 結晶砂層， 其中，該結晶矽層在其表面上具有多個突起部，並且 其中，該多個突起部包括柱狀突起部和針狀突起部。 2.根據申請專利範圍第1項之儲能裝置， 其中，該柱狀突起部包括圓柱狀突起部·和矩形柱狀突 起部中的至少一種。 3 ·根據申請專利範圍第1項之儲能裝置， 其中，該針狀突起部包括圓錐狀突起部和角錐狀突起 部中的至少一種。 4. 根據申請專利範圍第1項之儲能裝置， 其中，該結晶矽層用作爲活性材料層。 5. —種儲能裝置，包括： 集電器；以及 該集電器上的結晶矽層， 其中’該結晶矽層包括結晶矽區域、以及具有在結晶 矽區域上的多個突起部的鬚狀結晶矽區域，並且 其中’該多個突起部包括柱狀突起部和針狀突起部。 6·根據申請專利範圍第5項之儲能裝置， 其中’該柱狀突起部包括圓柱狀突起部和矩形柱狀突 起部中的至少一種。 7 ·根據申請專利範圍第5項之儲能裝置， 其中’該針狀突起部包括圓錐狀突起部和角錐狀突起 -39- 201230459 部中的至少一種。 8 .根據申請專利範圍第5項之儲能裝置， 其中，該多個突起部從該結晶矽區域向上方突出。 9. 根據申請專利範圍第5項之儲能裝置， 其中，該儲能裝置包括在該集電器與該結晶矽層之間 的層，並且 其中，該層包括包含在該集電器中的金屬元素及矽。 10. 根據申請專利範圍第5項之儲能裝置， 其中，該儲能裝置包括在該集電器與該結晶矽層之間 的矽化物，並且 其中，該矽化物包括包含在該集電器中的金屬元素及 矽。 11 .根據申請專利範圍第5項之儲能裝置， 其中，該儲能裝置包括在該集電器與該結晶矽層之間 的層， 其中，該層包括包含在該集電器中的金屬元素及矽， 並且 其中，用於該集電器的金屬元素是鉻、鈦、給、釩、 鈮、鉬、鉻、鉬、鎢、鈷或鎳。 12.根據申請專利範圍第5項之儲能裝置， 其中，該儲能裝置包括在該集電器與該結晶矽層之間 的矽化物， 其中，該矽化物包括包含在該集電器中的金屬元素及 矽，並且 -40- 201230459 其中，用於該集電器的金屬元素是鉻、鈦、鈴、釩、 鈮、鉅、鉻、鉬、鎢、站或錬。 1 3 ·根據申請專利範圍第5項之儲能裝置， 其中，該結晶矽層用作爲活性材料層。 14. —種儲能裝置的製造方法，包括以下步驟： 藉由低壓化學氣相沉積法並使用包含矽的沉積氣體， 在集電器上形成包含柱狀突起部和針狀突起部的結晶矽層 〇 15. 根據申請專利範圍第14項之儲能裝置的製造方法 > 其中，該柱狀突起部包括圓柱狀突起部和矩形柱狀突 起部中的至少一種。 16. 根據申請專利範圍第14項之儲能裝置的製造方法 > 其中，該針狀突起部包括圓錐狀突起部和角錐狀突起 部中的至少一種。 17. 根據申請專利範圍第14項之儲能裝置的製造方法 其中，該結晶矽層用作爲活性材料層。 -41 -