大面积柔性光电器件的制造方法技术

本发明专利技术公开了一种大面积柔性光电器件的制造方法，包括下列步骤：提供硬性载板；在所述硬性载板表面形成剥离层；在所述剥离层表面形成光电器件各层系；在所述光电器件各层系表面形成柔性承载层；将所述柔性承载层和器件层系整体与所述硬性载板分离。本发明专利技术的大面积柔性光电器件的制造方法能够直接在硬性载板例如玻璃表面制造柔性光电器件，而不需要依赖传统的物理化学特性要求很高且很昂贵的柔性衬底，也不需要在硬性载板表面先贴敷柔性衬底再继续沉积薄膜的复杂的制造柔性器件的过程，是一种革命性的在硬性载板上直接制造柔性光电器件的方法，所述的柔性光电器件包括柔性太阳能电池、柔性显示器件、柔性发光器件等。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光电
，特别是涉及一种。
技术介绍
光电器件在人们的日常生活中有着广泛的应用，光电器件主要包括，利用半导体 光敏特性工作的光电导器件，利用半导体或有机材料的光电效应工作的光伏器件，半导体 发光器件，及利用半导体薄膜三极管(TFT)调节或驱动各类物质光性能的显示器件。半导 体光电器件包括发光二极管(LED)、光电晶体管、TFT-IXD液晶显示器件、LED平板显示器件 等，此外还有AMIXD宽温液晶显示屏，又叫主动式矩阵(Active Matrix)液晶显示器。半导 体光伏器件包括单晶硅、多晶硅、硅基薄膜太阳能电池、CIGS薄膜电池等。上述光电器件通常是在硬性基底例如玻璃上制造，所制造出的器件也都是硬性 器件。而近年来出现的柔性光电器件，例如，主动矩阵有机发光二极管面板(AM0LED)，其 被称为下一代显示技术，是可制成折叠显示屏的柔性显示屏技术，应用前景十分可观。柔 性太阳能电池也已经进入了量产阶段，其既可以是例如非晶硅的硅基薄膜材料也可以是 薄膜晶体半导体材料。目前大都利用印刷和真空薄膜沉积技术对柔性衬底进行卷曲式 (roll-to-roll)加工。柔性太阳能电池、柔性显示器件、柔性照明器件的应用也十分广泛， 不但适用于屋顶材料、墙壁表面以及其它建筑物材料，而且重量轻，便于安装携带，适用于 各种表面形状的物体表面安装。因此，无论是柔性太阳能电池还是柔性显示器件以及柔性 照明器件都受到了业界的高度关注。传统的半导体光电器件，包括半导体光伏器件和半导体发光器件，都是在硅衬底 或玻璃基板表面利用半导体工艺，例如真空沉积(PECVD、LPCVD、APCVD、PVD、蒸发)、刻蚀等 工艺制造而成。而目前柔性薄膜太阳能电池和柔性显示器件基本都是在柔性衬底表面，例 如高温塑料、树脂、铝箔、钢带等材料表面沉积包括透明导电前电极和背电极以及二者之间 器件的层系而制成。但在柔性衬底表面沉积膜层材料的生产设备与现有在硬性材料上沉积 薄膜的设备不兼容，且非常昂贵。而且在柔性衬底上直接形成的光电器件不便于大面积集 成。有诸多尝试将柔性衬底粘贴于玻璃等硬性基板表面来完成柔性光电器件的制造， 但其遇到的问题包括对柔性衬底材料的苛刻要求例如耐温性、真空腔室的非污染性、高温 过程后的透光性及衬底与器件层系热膨胀系数的相对匹配等。另外，大面积柔性衬底很难 保证在整个器件制造过程中自始至终保持平展地铺设在玻璃表面、且工艺完成后利于柔性 衬底的剥离。即使有这种材料，例如聚酰亚胺，但其价格昂贵，而且很难自始至终保持平展。 特别在大面积柔性太阳能电池的制造过程中，形成内集连(monolithic integration)的激 光划线工艺会对其造成损伤。所以至今尚无可以低成本实现制造大面积、高度集成的柔性 光电器件的先例。如何能够利用现有的使用硬性基板的大面积沉积生产设备和加工工艺，亦即，利 用现有的在硬性衬底上沉积薄膜的设备和工艺直接在硬性基板例如玻璃上加工完成大面4积光电器件所需的薄膜层系，然后将柔性载体牢靠地结合在该层系上，并使柔性载体和薄 膜层系一起整体地从硬性基板表面脱离，从而形成柔性光电器件，目前还是光电器件制造 企业难以想象的解决方案。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种，其宗旨是硬性制 造、柔性成型。即不需要使用柔性衬底，而是直接借助玻璃等硬性载板，在其上加工柔性太 阳能电池、柔性显示器件、柔性发光器件等柔性光电器件所需的层系，将柔性载体牢靠地结 合在该层系上，并使柔性载体和薄膜层系一起整体地从硬性载板表面脱离，从而形成柔性 光电器件。为达到上述目的，本专利技术提供的一种，包括下列 步骤提供硬性载板；在所述硬性载板表面形成剥离层； 在所述剥离层表面形成光电器件各层系；在所述光电器件各层系表面形成柔性承载层；将所述柔性承载层和器件层系整体与所述硬性载板分离。可选的，所述方法还包括在所述剥离层表面形成保护阻挡层的步骤。可选的，所述方法还包括在所述光电器件各层系表面形成保护层的步骤。可选的，所述柔性光电器件包括柔性太阳能电池、柔性显示器件或柔性发光器件。可选的，所述剥离层的材料为透明、耐温材料，包括含各类硅胶、各类脱膜剂，以及 含上述材料的混合物。可选的，所述剥离层的形成方法包括喷涂、刷涂或湿涂。可选的，所述承载层的材料包括太阳能电池和柔性显示器件所使用的柔性封装材 料。可选的，所述承载层的形成方法包括层压、蒸压autoclave、粘贴、刷涂。可选的，所述保护阻挡层的材料包括金属氧化物、聚合物和宽带隙硅化物。可选的，所述保护阻挡层的形成方法包括CVD、PVD、印刷、喷涂及湿涂。可选的，所述保护层的材料包括绝缘性金属氧化物、聚合物、氧化物、氮化物或碳 化物。可选的，所述保护层的形成方法包括CVD、PVD、印刷、喷涂和湿涂。可选的，所述剥离层的耐温范围为大于200°C。可选的，所述形成光电器件各层系的工艺包括PECVD和PVD工艺。可选的，所述PECVD工艺在激励电极板和接地电极板纵向间隔交替放置的大面积 PECVD沉积设备中进行。可选的，所述保护阻挡层和/或保护层为一层或多层结构。可选的，所述硬性载板包括玻璃。可选的，所述剥离层为单层或多层叠合的复合层。 可选的，所述方法进一步包括对所述光电器件各层系暴露在空气中的一面进行保护性封装的步骤。可选的，所述分离的方式包括提拉所述承载层，使所述承载层和器件层系整体与 所述硬性载板分离。与现有技术相比，本专利技术的优点本专利技术的方法在硬性载板例如玻璃表面形成光电器件的各层系，然后在光电器件 的各层系表面贴附柔性载体，通过例如提拉柔性载体将柔性载体和光电器件各层系整体与 硬性载板分离，实现了将光电器件的各层系整体转移到柔性载体上，从而形成柔性光电器 件。因此本专利技术的方法不需使用柔性衬底，大大降低了材料成本，且不需要昂贵的现有柔性 器件的roll-to-roll制造设备，能够利用现有的制造大面积薄膜光电器件的真空沉积及 其他加工设备和工艺，直接在硬性载板上以硬性制造、柔性成型的方式制造出柔性光电器 件，例如柔性太阳能电池、柔性显示器件和柔性发光器件等。本专利技术的方法能够利用现有在玻璃基板上制造光电器件的生产设备，以更低的成 本、更可靠的工艺，大批量生产柔性光电器件，回避了传统柔性光电器件制造的苛刻的材 料、设备和工艺、集成要求。拓宽了现有在玻璃基板上制造光电器件的生产设备的应用范 围，丰富了产品结构。附图说明通过附图中所示的本专利技术的优选实施例的更具体说明，本专利技术的上述及其它目 的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按 比例绘制附图，重点在于示出本专利技术的主旨。图la至图Id为根据本专利技术方法基本实施例的器件剖面结构示意流程图；图2a至图2d为根据本专利技术方法另一个实施例的器件剖面结构示意流程图；图3a至图3e为根据本专利技术方法又一个实施例的器件剖面结构示意流程图；图4a至图4e为根据本专利技术方法再一个实施例的器件剖面结构示意流程图。所述示图是示意性的，而非限制性的，在此不能过度限制本专利技术的保护范围。具体实施例方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本专利技术 的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大面积柔性光电器件的制造方法，包括下列步骤：提供硬性载板；在所述硬性载板表面形成剥离层；在所述剥离层表面形成光电器件各层系；在所述光电器件各层系表面形成柔性承载层；将所述柔性承载层和器件层系整体与所述硬性载板分离。

【技术特征摘要】
一种大面积柔性光电器件的制造方法，包括下列步骤提供硬性载板；在所述硬性载板表面形成剥离层；在所述剥离层表面形成光电器件各层系；在所述光电器件各层系表面形成柔性承载层；将所述柔性承载层和器件层系整体与所述硬性载板分离。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述方法还包括在所述剥离层表面形成 保护阻挡层的步骤。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述方法还包括在所述光电器件各 层系表面形成保护层的步骤。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述柔性光电器件包括柔性太阳能电池、 柔性显示器件或柔性发光器件。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述剥离层的材料为透明、耐温材料，包 括含各类硅胶、各类脱膜剂，以及含上述材料的混合物。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于所述剥离层的形成方法包括喷涂、刷涂或 湿涂。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述承载层的材料包括太阳能电池和柔 性显示器件所使用的柔性封装材料。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于所述承载层的形成方法包括层压、蒸压 autoclave、粘贴、刷涂。9.根据权利要求2所述的方法，其特征在于所述保护阻挡层的材料包括金属氧化物、 聚合物和宽带隙硅化物。10.根据权利要求9所述的方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：李沅民，施成营，林朝晖，
申请(专利权)人：福建钧石能源有限公司，
类型：发明
国别省市：35[]