提供了视觉上未失真的薄膜电子装置。在一个实施例中，一种用于生产薄膜电子装置的方法包括：在沉积在衬底上的薄膜材料层的叠层中打开划线，以定义所述薄膜电子装置的有源区域和非有源区域，所述叠层包括至少一个有源半导体层。所述有源区域包括所述叠层的未划线区域，而所述非有源区域包括所述叠层中薄膜材料被所述划线去除的区域。所述方法还包括将至少一种划线填充材料沉积到由所述划线打开的间隙中。所述划线填充材料具有嵌入其中的一种或多种着色元素，所述着色元素改变所述非有源区域的光学特性光谱，以获得在行业定义的标准观测器的最小可感知差异内的所述有源区域的光学特性光谱。特性光谱。特性光谱。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】视觉上未失真的薄膜电子装置
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]这是一项要求于2018年5月18日提交的题为“视觉上未失真的薄膜电子装置”的美国临时专利申请第62/673,427号的优先权和权益的国际专利申请，所述申请通过引用整体并入本文。
[0003]政府权利
[0004]美国政府根据美国能源部与可持续能源联盟有限责任公司(国家可再生能源实验室的管理者和运营商)之间的合同第DE
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AC36
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08GO28308号享有本专利技术的权利。
技术介绍
[0005]工业规模的薄膜装置，如光伏模块，通常包括施加到衬底上的薄膜层的叠层。为了确保在大面积上的高性能，使用划线方法将薄膜层的叠层细分或“图案化”为多个单独的装置单元，并且将材料沉积到划线区域中，以形成将单独的装置单元电互连的单片互连件。在打开装置单元之间的划线区域时，划线过程包括去除在形成划线的区域中的一个或多个先前沉积的薄膜层。沉积到划线区域中的材料将包括电绝缘材料、导电材料，或者以分层施加的电绝缘材料和导电材料两者的某种组合。
[0006]与用划线和单片互连图案化的薄膜装置相关联的一个问题是，图案化破坏了施加在整个衬底上的薄膜材料的均匀外观。由这些破坏产生的视觉失真对于打算用于建筑集成光伏的半透明光伏模块(如窗户或玻璃幕墙)而言，是一个特别成问题的缺陷，其中由建筑师和工程师和建筑商高度仔细检查无失真清晰度和美学特性。由薄膜装置图案化引起的视觉上明显的失真也被认为是不透明薄膜光伏模块(如用于跨接玻璃面板)中的缺陷，其被设计成不透明的，以便在建筑物的楼层之间隐藏设备或其它特征。
[0007]由于上述原因和下文所述的对本领域技术人员来说在阅读和理解说明书后将变得显而易见的其它原因，在本领域中需要视觉上未失真的薄膜电子装置。
技术实现思路
[0008]本公开的实施例提供了用于视觉上未失真的薄膜电子装置的方法和系统，并且将通过阅读和研究以下说明书来理解。
[0009]在一个实施例中，一种用于生产薄膜电子装置的方法包括：在沉积在衬底上的薄膜材料层的叠层中打开划线，以定义薄膜电子装置的有源区域和非有源区域，其中薄膜材料层的叠层包括至少一个有源半导体层，其中有源区域包括薄膜材料层的叠层的未划线区域，其中非有源区域包括薄膜材料层的叠层中薄膜材料被划线去除的区域；以及将至少一种划线填充材料沉积到由划线打开的间隙中，其中划线填充材料具有嵌入其中的一种或多种着色元素，其中一种或多种着色元素改变非有源区域的光学特性光谱，以获得在行业定义的标准观测器的最小可感知差异内的有源区域的光学特性光谱。
附图说明
[0010]当鉴于优选实施例的描述和以下附图考虑时，可更容易地理解本公开的实施例，并且其进一步的优点和用途更容易显而易见，其中：
[0011]图1为图示本公开的一个实施例的薄膜半导体装置的图；
[0012]图2为图示本公开的一个实施例的薄膜半导体装置的图；
[0013]图3为图示本公开的一个实施例的方法的图；
[0014]图4为图示本公开的一个实施例的方法的图；
[0015]图5为图示本公开的一个实施例的用于着色元素的强度光谱的图；
[0016]图6为图示与本公开的一个实施例的P2划线相关联的强度光谱的图；
[0017]图7为图示与本公开的一个实施例的P3划线相关联的强度光谱的图；
[0018]图8为与图6和图7的P2和P3划线相关联的色度图；
[0019]图9为图示本公开的一个实施例的以多种厚度沉积的划线填充材料墨的光密度对波长以及目标颜色匹配光谱划线的曲线图；和
[0020]图10为图示光密度对厚度的曲线图。
[0021]根据普通实践，所描述的各种特征未按比例绘制，而是被绘制为强调与本公开相关的特征。在所有附图和文本中，附图标记表示相同的元素。
具体实施方式
[0022]在下面的详细描述中，参考形成其一部分的附图。提出了其中可实践实施例的具体说明性实施例。充分详细地描述了这些实施例以使本领域技术人员能够实践这些实施例，并且应当理解，可利用其它实施例，并且可在不脱离本公开的范围的情况下进行逻辑、机械和电气改变。因此，以下详细描述不应被视为限制性的。
[0023]本公开的实施例通过引入嵌入在划线填充材料内的着色元素的引入来解决由薄膜模块的图案化引起的视觉失真的问题，所述划线填充材料沉积在去除薄膜层的间隙中。这些着色元素的光谱质量与嵌入它们的划线填充材料的光谱质量相结合，重新引入了在图案化期间去除的薄膜材料的光谱质量，使得当它们被施加到间隙中时，划线区域和薄膜装置单元对于人类观察者来说在视觉上为不可区分的。应当理解，本公开的实施例不限于在形成单片互连件的薄膜装置单元之间使用的着色元素嵌入材料的使用。其它实施例可解决装置的其它区域中的光学特性和颜色匹配，如用于装置的边缘隔离或密封的材料。还应当理解，着色元素可指加性着色元素或减性着色元素。嵌入在划线填充材料中的着色元素(如颜料或染料)将选择性吸收一些波长的入射光，同时反射或透射其它波长的入射光。举例来说，在涉及半透明装置的一些实施例中，可利用加性着色元素。在涉及不透明装置的一些实施例中，可利用减性着色元素。在其它实施例中，可利用加性着色元素和减性着色元素的组合。还应当理解，本文描述的实施例的应用不限于包括光伏装置的薄膜装置单元，而是可应用于形成其它有源电子装置(如但不限于发光二极管或用于计算机应用程序的透明人机界面显示屏)的有限薄膜装置单元。
[0024]图1为图示本公开的一个实施例的薄膜电子装置100的图。应当理解，本文提供的公开适用于任何形式的薄膜电子装置，包括任何形式的薄膜半导体装置，其中由薄膜装置图案化引起的视觉上明显的失真是一个问题。由此，在本说明书中公开的涉及有机光伏
(OPV)薄膜电子装置的实施例被提出以提供具体的实例实施例。因此，应当理解，实施例的范围并不限于这些实例，而仅仅局限于有机薄膜电子装置或光伏薄膜电子装置。
[0025]在一些实施方式中，装置100为半透明有机装置，其可用于例如允许自然照明进入建筑物或车辆的内部空间的建筑物集成的光伏应用(如玻璃窗单元)中。在其它实施方式中，装置100包括不透明的薄膜光伏模块，例如用于跨接玻璃面板。如图1所示，装置100包括在衬底105上制造的多个单独的装置单元101。在替代实施方式中，衬底105可包括刚性或非刚性半透明材料，如玻璃板、丙烯酸或丙烯酸玻璃、刚性或柔性塑料(包括未另外分类为丙烯酸的塑料)、柔性玻璃、半透明塑料或薄膜材料，或者另选地不透明的材料(例如金属或陶瓷)。每个装置单元101定义装置100的有源区域110，有源区域包括有源电子装置，如但不限于有机光伏装置。装置100的其它区域定义了非有源区域，通常以120示出。在一些实施例中，装置100的非有源区域120可包括边缘密封材料(如电绝缘边缘密封材料)，如122所示。在一些实施例中，非有源区域可包括单片电互连件，其以串联或并联本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于生产薄膜电子装置的方法，所述方法包括：在沉积在衬底上的薄膜材料层的叠层中打开划线，以定义所述薄膜电子装置的有源区域和非有源区域，其中所述薄膜材料层的叠层包括至少一个有源半导体层，其中所述有源区域包括所述薄膜材料层的叠层的未划线区域，其中所述非有源区域包括所述薄膜材料层的叠层中薄膜材料被所述划线去除的区域；将至少一种划线填充材料沉积到由所述划线打开的间隙中，其中所述划线填充材料具有嵌入其中的一种或多种着色元素，其中所述一种或多种着色元素使得所述非有源区域的光学特性光谱获得所述有源区域的光学特性光谱的行业定义的标准观测器的最小可感知差异。2.根据权利要求1所述的方法，其还包括：确定多个着色元素输入样品的强度光谱；确定从所述薄膜材料层的叠层中去除的所述薄膜材料的强度光谱；确定所述多个着色元素输入样品的比率以产生划线填充材料油墨，其中所述比率为从所述薄膜材料层的叠层中去除的所述薄膜材料提供所述强度光谱的最佳拟合估计；以及基于目标膜厚度，调整存在于所述划线填充材料油墨中的所述多种着色元素的总浓度；其中将所述至少一种划线填充材料沉积到所述间隙中包括沉积所述划线填充材料油墨。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述非有源区域的所述光学特性光谱获得在ΔE2000≤3内的所述有源区域的所述光学特性光谱。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述衬底相对于可见光为透明的或不透明的。5.根据权利要求1所述的方法，其还包括：在沉积所述至少一种划线填充材料之后应用沉积后工艺，其中所述沉积后工艺使得所述划线填充材料的所述光谱质量发生变化，以获得所述有源区域的光学特性光谱的行业定义的标准观测器的最小可感知差异。6.根据权利要求1所述的方法，其还包括：确定所述有源区域中所述薄膜材料层的叠层的基线光学特性光谱；在将所述至少一种划线填充材料沉积到由所述划线打开的所述间隙中之前，确定保留在所述非有源区域中的薄膜材料的光学特性光谱；确定所述基线光学特性光谱和保留在所述非有源区域中的所述薄膜材料的所述光学特性光谱之间的差异；以及根据所述差异选择所述一种或多种着色元素。7.根据权利要求6所述的方法，其中所述一种或多种着色元素以驱动所述划线填充材料的光学特性光谱的比率来选择，以获得通过打开所述划线而去除的所述材料的光学特性光谱。8.根据权利要求1所述的方法，其中所述一种或多种着色元素包...
【专利技术属性】
技术研发人员：S，
申请(专利权)人：可持续能源联盟有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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