專利名稱：具有在載體基片上的結(jié)構(gòu)化層的構(gòu)件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有在載體基片上的結(jié)構(gòu)化層的構(gòu)件，所述結(jié)構(gòu) 化層是由流動性、低粘度的且具有一定固體含量的介質(zhì)構(gòu)成的。
背景技術(shù)：
至少一種流動性低粘度的介質(zhì)可以是一層油漆、 一層顏料或者是 一層懸浮液。這種介質(zhì)例如可以由顏料、粘合劑和溶劑制成，如果需 要也可以包括添加劑。流動性低粘度的介質(zhì)也可以僅為由有機(jī)介質(zhì)或
者聚合物構(gòu)成的溶液；它們通常具有低的固體含量。
流動性低粘度的介質(zhì)存在這樣的問題，即這些介質(zhì)在載體基片上 易于出現(xiàn)不期望的分散流動(Verlaufeii)或者融合(Ineinderlaufen )， 因此與傳統(tǒng)的顏料或者油漆相比，更難以對這些介質(zhì)進(jìn)行處理或者說 難以印制。
例如，在制造聚合物基的太陽能電池時必須處理流動性低粘度的 具有低固體含量的介質(zhì)，以便實現(xiàn)適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)化層。這些層例如是以 印刷方法制成的。
本發(fā)明的任務(wù)在于，實現(xiàn)一種開頭所述類型的構(gòu)件，其中能夠簡 單地在載體基片上由至少一種流動性低粘度的介質(zhì)輪廓精確地制造結(jié) 構(gòu)化層。

發(fā)明內(nèi)容
該任務(wù)是由這樣一種構(gòu)件解決的，所述構(gòu)件在載體基片上具有結(jié) 構(gòu)化層，所述結(jié)構(gòu)化層是由至少一種流動性低粘度的且具有一定固體 含量的介質(zhì)構(gòu)成的，其中在載體基片上設(shè)有一確定結(jié)構(gòu)化層外部輪廓 的分界層，并且在載體基片的通過所述分界層界定的內(nèi)表面上設(shè)置至少 一種低粘度流動性介質(zhì)。
在根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)件中，也可以先后設(shè)置多種低粘度流動性介質(zhì)， 在其間可以分別實施一次干燥。
分界層一方面避免所述至少一種流動性低粘度介質(zhì)的分散流動， 使得能夠由至少 一種流動性低粘度的介質(zhì)來制造輪廓精確地形成結(jié)構(gòu) 的層。
根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，分界層或者分界層的一個或多個 分區(qū)具有其他的附加的光學(xué)的、電的和/或機(jī)械的功能。分界層例如還
具有這樣的功能，如定位線條(Registrierungslinien)的功能、電接 觸的功能、外部觸點區(qū)域的功能、用于產(chǎn)生視覺效果的區(qū)域的功能、 用于光進(jìn)一步耦合輸入的光散射區(qū)域的功能、作為用于粘合層的粘合 區(qū)域或者接觸區(qū)域以及作為用于電極結(jié)構(gòu)劃線條的絕緣線。
此外，由分界層或者由多個分界層提供的分界結(jié)構(gòu)也可以被應(yīng)用 為定位線條。所述低粘度流動性的介質(zhì)中至少一種例如是無色介質(zhì)， 其在干燥之后借助肉眼是不可見的，并且必須被印刷在預(yù)先確定的區(qū) 域中，從而能夠借助被設(shè)計為定位線條的分界結(jié)構(gòu)來確保精確定位地 (registergenau )施加一種或多種介質(zhì)。
此外，還可以如此應(yīng)用分界結(jié)構(gòu)，使得它不僅對低粘度流動性的 介質(zhì)提供界定，而且還提供了電絕緣區(qū)域以便中斷導(dǎo)電的區(qū)域，例如 由氧化銦錫(ITO)或者鈦合金(IMI)制成的電極。
另外，分界結(jié)構(gòu)或者分界結(jié)構(gòu)的一個或多個分區(qū)也可以由導(dǎo)電材 料構(gòu)成，并且形成該構(gòu)件的接觸元件。于是它們能夠在外部區(qū)域中被 設(shè)計為外部觸點區(qū)域，例如被設(shè)計為該構(gòu)件的外部觸點(匯流條)，用 于接觸電系統(tǒng)。
就此而言，只要該分界結(jié)構(gòu)或者該分界結(jié)構(gòu)的分區(qū)是由導(dǎo)電系統(tǒng) (例如具有銀或碳(碳黑)的系統(tǒng))構(gòu)成的，那么該分界結(jié)構(gòu)或者該分 界結(jié)構(gòu)的分區(qū)也可以用作為一個或多個接觸區(qū)域或者作為用于電接觸 的可能，并且在該構(gòu)件中產(chǎn)生相應(yīng)的功能。
如果適當(dāng)選擇分界結(jié)構(gòu)的成分，那么該分界結(jié)構(gòu)也可以提供光學(xué)
5及視覺效果。例如，分界結(jié)構(gòu)或者分界結(jié)構(gòu)的分區(qū)可能由包含光學(xué)可 變的顏料的介質(zhì)構(gòu)成，或者包括熒光材料。此外，可以如此設(shè)計分界
結(jié)構(gòu)，使得在光生伏打(Photovoltaik)的情況下通過它實現(xiàn)光的散射， 這可使得更多耦合輸入光至電池的主動區(qū)域內(nèi)，例如光附加地耦合輸 入到該構(gòu)件的感光層內(nèi)。
分界層能以相應(yīng)希望的邊緣輪廓(也就是說以直線、弧線或者任 意其他形式)印刷、壓印或者層壓到載體基片上。作為印刷法可以采 用絲網(wǎng)印刷、凹版印刷、苯胺印刷等。例如可以采用熱壓印方法作為 壓印方法?？梢砸匀魏我阎绞綄⑺鲋辽僖环N流動性低粘度的介質(zhì) 施加在載體基片的內(nèi)表面上，所述內(nèi)表面是通過以所期望的方式設(shè)計 的分界層相應(yīng)地界定的。例如，在載體基片的通過分界層界定的內(nèi)表 面上，通過絲網(wǎng)印刷施加至少一種流動性低粘度的介質(zhì)。
試驗已表明，通過對分界結(jié)構(gòu)的材料成分的選擇以及進(jìn)而通過對 所形成的表面能(在分界結(jié)構(gòu)被干燥之后)的選擇，可以在分界結(jié)構(gòu) 區(qū)域內(nèi)程度很強(qiáng)地影響后續(xù)那些層的潤濕。在這里被證明有利的是， 使得分界結(jié)構(gòu)的表面能(干燥之后)選擇為高于所述介質(zhì)的表面能， 或者反之。由此實現(xiàn)了良好的潤濕。
根據(jù)本發(fā)明的另一個優(yōu)選實施例，在施加所述分界結(jié)構(gòu)之前，對 載體進(jìn)行預(yù)處理。在這里，預(yù)處理可以是等離子處理、電暈處理以及 濕法化學(xué)處理等。在這里選擇執(zhí)行那些不會損害功能層的預(yù)處理。
載體基片可以是形狀穩(wěn)定的板形載體基片，或者可以是柔性的面 狀或者條形或帶形的薄膜材料。
根據(jù)本發(fā)明的 一個優(yōu)選實施例，分界層的壁厚與流動性的介質(zhì)的 固體含量成反比，使得用于分界層的材料消耗按照有利方式被限于最 小程度。就此而言，為了生成200nm的干燥的半導(dǎo)體層，由一種6% 的溶液構(gòu)成壁厚為3.5pm的分界結(jié)構(gòu)被證明是有利的。
如果分界層被印刷在載體基片上，那么對于分界層就需要使用這 樣一種材料，其具有能夠輪廓精確地印制的粘度。
在載體基片上可以設(shè)有至少一種直線的、波形的或者任意其他地成形的框架形分界層，并且在此之后施加至少一種低粘度的介質(zhì)。在 這里這涉及一種方法，該方法被用于在載體基片上制造準(zhǔn)非連續(xù)斷的 輪廓精確地形成結(jié)構(gòu)的分界層。另一種可能性在于，在柔性的帶形載 體上設(shè)置至少一對沿帶縱向延伸的直線形、波形、弧形等線條形的分 界層，并且在其間設(shè)置所述至少一種低粘度的介質(zhì)。在這里這涉及一 種方法，該方法被用于在載體基片上制造準(zhǔn)連續(xù)的輪廓精確地形成結(jié) 構(gòu)的分界層。
在根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)件中，為了實現(xiàn)聚合物基的太陽能電池，所述
至少 一 種低粘度流動性的介質(zhì)可以是由 P3HAT 、 PCBM (Poly-3-hexylthiophen und FuHerene:聚3-已基蓉吩和富勒烯)構(gòu)成 的聚合物電子介質(zhì)或者是由P3HT和PCBM構(gòu)成的混合物，其例如可 以具有兩層或者更多層上下重疊設(shè)置的介質(zhì)層。如果應(yīng)用多種低粘度 的介質(zhì)，那么可以使用同一個分界層，但是必須相應(yīng)地匹配壁厚。
根據(jù)本發(fā)明，分界層可以是在所述至少 一種低粘度流動性的介質(zhì) 干燥之后能夠從載體上去除的犧牲層，只要該分界層或者結(jié)構(gòu)不具有 上述其他功能之一。


由附圖中示意示出的用于制造根據(jù)本發(fā)明的在載體基片上具有由 至少一種流動性低粘度的介質(zhì)構(gòu)成的結(jié)構(gòu)化層的構(gòu)件的方法-變型方 案的以下描述得出其它細(xì)節(jié)、特征和優(yōu)點。附圖中
圖1局部以俯視圖示出用于制造根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)件的方法的第一 變型方案；
圖2示出沿著圖1中的剖切線II-II的剖視圖3以類似于圖1的局部俯視圖示出方法的第二變型方案；
圖4以類似于圖1和3的局部俯視圖示出方法的第三變型方案；
及
圖5以類似于圖4的視圖示出用于制造根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)件的方法 的第四變型方案。
具體實施例方式
圖1和2局部地示出具有表面12的載體基片10，在第一方法步 驟中向表面12上施加分界層14。分界層14呈框架形構(gòu)成，并且具有 陡沿的內(nèi)輪廓16。在這種情況下分界結(jié)構(gòu)除了定位線條的進(jìn)一步功能 之外不具有其他任何功能，正如之前所述那樣。
在施加框架形分界層14之后，在載體基片10的通過分界層14 界定的內(nèi)表面18上施加至少一種流動性低粘度的介質(zhì)。這在圖1中以 箭頭20形象示出。該方法步驟可以選擇性地多次重復(fù)，也可以用不同 的介質(zhì)。所述至少一種低粘度介質(zhì)20例如是一種聚合物電子介質(zhì)，以 便借助根據(jù)本發(fā)明的方法實現(xiàn)聚合物基的太陽能電池。
圖1在載體基片10的表面12上僅示出唯一的框架形分界層14， 而圖3局部地示出載體基片10，在載體基片IO的表面12上施加?xùn)鸥?形的分界層14，以便實現(xiàn)相應(yīng)數(shù)量的內(nèi)表面18，然后在內(nèi)表面18上 施加所述至少一種低粘度介質(zhì)20，以便實現(xiàn)相應(yīng)數(shù)量的太陽能電池。 即便在這里，分界層也僅具有分界的功能以及定位線條的功能，其他 功能在這種情況下是被忽略的且不予以考慮。
圖4局部地示出帶形的柔性的載體基片10，載體基片IO在其兩 側(cè)縱向邊緣上分別設(shè)有一個線條形狀的分界層和定位線條14。在圖4 中不考慮分界線條的其他功能。
線條形的分界及定位層14分別具有一個陡沿的內(nèi)輪廓16。在兩 個線條形的分界及定位層14之間將在通過內(nèi)輪廓16界定的內(nèi)表面18 上向載體基片10施加至少一種j氐粘度流動性的介質(zhì)20。這例如可以 借助凹版印刷滾筒來實現(xiàn)。
圖5以類似于圖4的局部俯視圖示出載體基片10,載體基片10 不僅在其兩側(cè)縱邊緣分別設(shè)有一個線條形的分界層14，而且此外還在 帶形的載體基片10的中間區(qū)域中設(shè)有另一個分界層14。通過所述分 界層14界定兩個內(nèi)表面18，在這兩個內(nèi)表面18上分別施加至少一種 流動性低粘度的介質(zhì)20。在這里，分界層也僅具有一個進(jìn)一步的功能， 即定位線條的功能，其他一些功能在這個實施例中不予考慮。
8通過分界層14 (與其相應(yīng)形狀無關(guān)地)防止了所述至少一種流動 性低粘度的介質(zhì)20在載體基片10的表面12上分散流動。
在圖l至5中，分別示出了分界層14的直線式結(jié)構(gòu)。當(dāng)然，分界 層14也可以設(shè)計具有其他一些符合相應(yīng)要求的邊緣輪廓。
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權(quán)利要求
1. 一種具有在載體基片(10)上的結(jié)構(gòu)化層的構(gòu)件，所述結(jié)構(gòu)化層由至少一種流動性低粘度的且具有一定固體含量的介質(zhì)(20)構(gòu)成，其中，在所述載體基片(10)上設(shè)有一確定所述結(jié)構(gòu)化層外部輪廓的分界層(14)，并且在所述載體基片(10)的通過所述分界層(14)界定的內(nèi)表面(18)上設(shè)有所述至少一種低粘度流動性的介質(zhì)(20)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的構(gòu)件，其特征在于，所述分界層(14) 的壁厚與所述流動性的介質(zhì)(20)的固體含量成反比。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的構(gòu)件，其特征在于，所述分界層或 者所述分界層的一個或多個分區(qū)具有其他的光學(xué)的、電的或機(jī)械的功 能，尤其是形成定位線條，形成產(chǎn)生視覺效果的區(qū)域，形成用于耦合 輸入光的光散射區(qū)域，形成電接觸，形成電的外部接觸區(qū)域，形成用 于電極結(jié)構(gòu)化線條的絕緣線，或者形成粘合區(qū)域或者用于粘合層的接 觸區(qū)域。
4. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的構(gòu)件，其特征在于，所述分界層 (14)是以輪廓陡哨的方式印刷的。
5. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的構(gòu)件，其特征在于，所述分界層 (14)呈框架形。
6. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的構(gòu)件，其特征在于，在一帶形的 柔性載體基片(10)上設(shè)有至少一對沿帶縱向延伸的線條形的分界層 (14)，并且在其間設(shè)有所述至少一種低粘度流動性的介質(zhì)(20)。
7. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的構(gòu)件，其特征在于，所述分界層 被設(shè)計為一個或多個定位線條。
8，根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的構(gòu)件，其特征在于，所述分界層 或者所述分界層的各分區(qū)是由導(dǎo)電的材料構(gòu)成的并且被設(shè)計為電接觸 元件，用以接觸所述構(gòu)件的待接觸區(qū)域。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的構(gòu)件，其特征在于，所述分界層 被設(shè)計為外部電觸點(匯流條)。
10. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的構(gòu)件，其特征在于，所述分界層被設(shè)計用于產(chǎn)生光學(xué)效果。
11. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的構(gòu)件，其特征在于，所述分界 層被設(shè)計為散射區(qū)域，用于將光耦合輸入至所述構(gòu)件的感光區(qū)域中。
12. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的構(gòu)件，其特征在于，所述分界 層被設(shè)計為粘合區(qū)域或者被設(shè)計為用于后續(xù)粘合的區(qū)域。
13. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的構(gòu)件，其特征在于，所述分界 層被設(shè)計為位于所述構(gòu)件的兩個導(dǎo)電的或者半導(dǎo)電的區(qū)域之間的絕緣 區(qū)域。
14. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的構(gòu)件，其特征在于，為了實現(xiàn) 聚合物基的太陽能電池，所述至少一種低粘度流動性的介質(zhì)(20)是 一種聚合物電子介質(zhì)。
15. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的構(gòu)件，其特征在于，所述分界 層(14)是在所述至少一種低粘度流動性的介質(zhì)(20)干燥之后能從 所述載體基片(10)上去除的犧牲層。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有在載體基片(10)上的陡沿結(jié)構(gòu)化層的構(gòu)件，所述結(jié)構(gòu)化層由至少一種流動性低粘度的且具有一定固體含量的介質(zhì)(20)構(gòu)成，其中，在所述載體基片(10)上設(shè)有確定所述結(jié)構(gòu)化層外部輪廓的分界層(14)，并且在所述載體基片(10)的通過所述分界層(14)限定邊界的內(nèi)表面(18)上設(shè)置所述至少一種低粘度流動性的介質(zhì)(20)。
文檔編號H01L51/00GK101473461SQ200780021528
公開日2009年7月1日 申請日期2007年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月10日
發(fā)明者C·布拉貝克, U·申德勒 申請人:雷恩哈德庫茲基金兩合公司;科納爾卡科技公司