[发明专利]包括有涂覆步骤的制造结构的方法和对应的结构及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种涂敷的方法，及由该方法所产生的产物。

背景技术

在包括有透明导体、活性材料和后导体（rear conductor）的典型平面夹层构造的装置（如太阳能光伏电池和有机发光器件（“OLED”）等）的制作中，大家都知道结构中的任何缺陷均会严重影响该装置的整体性能。这导致制作程序需要被限制在干净且非常干净的区域并被限制在如下的涂敷过程，根据涂敷均匀性和涂敷过程对通常是薄膜太阳能装置中传统的生长型平面夹层构造中的其它层的作用，对这些涂敷过程本身有很严格地规定。这降低了制程良率和生产能力，因为所沉积的材料必须非常均匀，这就要求非常严格地控制加工过程。

已经发现期望使用辊对辊（roll to roll）系统来制作电子装置，因为加工速度可以很高，从而可以使成本最小化。但是，因为涉及了必需高速的沉积工艺，产生的装置可能容易出现偶尔的材料缺陷，如针孔和材料喷溅（spit）。显然如果能够开发出不易出现这种材料缺陷的系统，则可以实现之前达不到的制作生产能力和成本降低。

传统上，薄膜光学装置已经使用了一般是基于氧化锌或氧化铟的透明电导体。这些导体通常要求较高温度沉积以实现商品化产物所需的性能。这种要求可以占到装置制作全部成本的大约30%。这不可避免地将所使用的衬底的类型限制在能承受住沉积透明导体所需的温度这样的衬底的类型上，且透明导体的成本限制了使用该透明导体的任何装置的成本。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种产生包括有衬底的结构的方法，所述衬底具有：在与源自所述衬底的法线成第一角度处的至少一个完整的第一面，在与源自所述衬底的法线成第二角度处的至少一个第二完整的第二面；且在所述第一面和所述第二面之间的所述结构中具有腔体，所述方法的特征在于以下步骤：使用第一导电层涂敷所述第一面；使用第二导电层涂敷要被涂敷的所述第二面；以及，在所述腔体中沉积光伏活性材料，以经由所述第一导电层和所述第二导电层，为来自所述光伏活性材料的电荷的插入或提取提供欧姆接触和整流接触。

根据本发明的第一方面的第一优选方式，所述被涂敷的导电层中的至少一个由以下物质中的一种或多种组成，或包括以下物质中的一种或多种：铝、铋、镉、铬、铜、镓、金、铟、铅、镁、锰、钐、钪、硒、银、锡和锌。

根据本发明的第一方面的第二优选方式或其第一优选方式，所述光伏活性材料选自以下物质中的一种或多种：碲化镉、铜铟镓硒（“CIGS”）、氧化铜、硅、非晶硅、加氢的非晶硅、锗或其它半导体。

根据本发明的第一方面的第三优选方式或其第一或第二优选方式，所述方法包括以下步骤：提供所述第一导电层或每一第一导电层的末端分别连接在所述第二导电层或每一第二导电层的末端，且不会彼此短路。

根据本发明的第一方面的第四优选方式或其先前的任一优选方式，沉积光伏材料的步骤包括利用含纳米颗粒的光伏材料，以为利用所述纳米颗粒作为所述活性材料为电荷的插入提供结（junction）和欧姆接触。

根据本发明的第一方面的第五优选方式或其先前的任一优选方式，包括一进一步的方法步骤：在所述完整的面上提供漆层（a layer of lacquer），随后在所述层上浮凸出所述第一导电层和所述第二导电层。

根据本发明的第一方面的第六优选方式或其先前的任一优选方式，包括一进一步的方法步骤：在沉积的所述导电层和沉积的所述光伏活性材料上提供叠压的保护层。

根据本发明的第二方面，提供了一种太阳能电池、有机发光装置或蓄电池，所述太阳能电池、有机发光装置或蓄电池并入了具有衬底的结构，所述衬底具有：在与源自所述衬底的法线成第一角度处的至少一个完整的第一面，在与源自所述衬底的法线成第二角度处的至少一个第二完整的第二面；且在所述第一面和所述第二面之间的所述结构中具有腔体；所述第一面被涂敷有第一导电层；所述第二面被涂敷有第二导电层；以及，沉积在所述腔体中的光伏活性材料，以经由所述第一导电层和所述第二导电层，为来自所述光伏活性材料的电荷的插入或提取提供欧姆接触和整流接触。

已经示出通过使用带纹路衬底（structured substrate）和离轴的定向真空涂敷，可以制作非接触的交叉指型导体，该非接触的交叉指型导体具有呈现给涂覆源的沿着表面的良好限定的几何形状。

然后这些制作的导体可以用于去往活性材料的输入连接和输出连接，该活性材料位于沉积在带纹路衬底上的导体之间的空间内。该活性材料可以是真空可涂敷材料或者是一种可以通过一些现存的涂敷方案施加的活性材料。