用于光电应用的非单晶基板上的纳米线制造技术

根据本发明专利技术的一个实施例是装置１００，其可包括非单晶基板１０８和从非单晶基板１０８的表面生长的纳米线１０２。而且，装置１００还可包括耦接至纳米线１０２的电极。注意的是，纳米线１０２可以是导电的和／或光学活性的。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于光电应用的非单晶基板上的纳米线
技术介绍
目前，为了生产具有高效率的太阳能电池，传统的太阳能电池制造 技术一般从很高质量的单晶基板比如硅入手。否则，如果使用非单晶基 板，则太阳能电池的效率降^^。然而，存在着与该类型传统太阳能电池 制造技术有关的缺点。例如，缺点之一是目前对用于制造太阳能电池的高质量单晶硅基板 的需求太大，以至于这些基板供应不足。因此，由于高质量单晶硅基板 的缺乏，随着对基于单晶硅基板的太阳能电池的需求增加，制造太阳能 电池会是非常昂贵的，并且可能有时是不可能的。因此，要求着手解决一个或多个上述问题。附图说明图1是#>据本专利技术的不同实施例的包括一条或多条纳米线的示例性 装置的侧面剖#见图。图2是根据本专利技术的不同实施例的包括一条或多条纳米线的另 一示 例性装置的侧面剖视图。图3是根据本专利技术的不同实施例的包括一条或多条納米线的又另一 示例性装置的侧面剖#见图。图4是根据本专利技术的不同实施例的包括一条或多条纳米线的再另一 示例性装置的侧面剖视图。图5是根据本专利技术的不同实施例的包括一条或多条纳米线的另 一示 例性装置的侧面剖^L图。图6是根据本专利技术的不同实施例的方法的流程图。图7是根据本专利技术的不同实施例的另一方法的流程图。具休实施方式现在将详细参考本专利技术的不同实施例，在附图中示出它们的示例。 虽然将结合不同实施例来说明本专利技术，应当理解的是，这些不同实施例不是要限制本专利技术。相反地，本专利技术旨在涵盖可包括在根据权利要求解 释的本专利技术的范围内的替换、更改和等效物。而且，在根据本专利技术的不 同实施例的下列详细说明中阐述了大量具体细节，以便于透彻理解本发 明。然而，对于本领域技术人员来说4艮明显的是，可在不带有这些具体 细节的情况下实施本专利技术。在其它情况下，没有详细说明众所周知的方 法、程序、元件和电路，以免不必要地混淆本专利技术的方面。图1是根据本专利技术不同实施例的示例性装置100的側面剖视图， 所述示例性装置100包括一条或多条以"桥接，，配置生长(或形成)的 纳米线102。特别地，在装置100内，可在非单晶材料表面104和106 (例如，多晶硅、非晶硅、多晶(颗粒尺寸在微米到纳米的范围内)金 刚石以及相关的碳基材料和/或微晶硅)上生长一条或多条单晶纳米线 102 (由每条直线表示)，所述非单晶材料一般是廉价的材料。因此， 由于装置100不包含昂贵的材料(例如，单晶硅)，可很大程度地减少 其制造成本。 一旦被制造，装置100可被正向偏置，从而导致纳米线102 发出光110(例如，成为光学活性的)，并使得装置100能够被用作显 示设备(未示出)的一部分。另外，如果装置100没有被偏置，纳米线 102可各自吸收具有宽能量范围(或更多)的电磁波112,并将其转化 为电流(例如，成为导电的)，从而使得装置100能够被用作太阳能电 池(或光电池)的一部分。而且，如果装置100被反向偏置，纳米线102 可各自吸收具有宽能量范围(或更多)的电磁波112,并以比零偏置时 更高的速度和效率将其转化为电流，从而使得装置100能够被用作辐射 探测器的一部分。通过在这些不同的应用中使用装置100，这些装置的 制造成本可被很大程度地降低。进一步注意到，装置100可被用于很多种不同光源。例如在不同实 施例中，纳米线102可在，但不限于，红外波长、可见光波长、紫外(UV) 波长以及任何电磁波长范围内发出"光"110。另外，通过将装置100 的纳米线102适当地放置在光学腔中，像在传统的激光器结构中那样， 可将其用作产生激光110的增益区。在图1中，由于装置100的纳米线102可被用于产生不同颜色的可 见光IIO，多个装置IOO可被用于为显示设备，比如平板显示器产生光。 例如在一个实施例中，三个不同的装置IOO可被用于显示器的每个像素。 特别地，可用为显示器像素产生红光的材料实现第一装置IOO的納米线102，可用为显示器像素产生绿光的材料实现第二装置100的纳米线 102,并且可用为显示器像素产生蓝光的材料实现第三装置100的纳米 线102。然后，例如，可由在传统液晶显示器中常见的非晶薄膜晶体管 驱动第一、二和三装置100，但不限于此。另外，多个装置100可被用 于显示器阵列。这里指出，对于太阳能电池应用，由于装置100的納米 线被用于吸收具有宽光语范围的光(和/或任何电磁波)112,可在一个 电池中用所有不同类型的材料实现所述装置100的纳米线。注意到，当装置IOO被用作光发射器、辐射/光探测器或用作光电 池时，其单晶纳米线102表现出单晶半导体的全部特性，但装置100可 由廉价的材料，比如非单晶基板108制成，非单晶基板108可用玻璃、 Mylar 、石英、金属、钢、不锈钢、和/或其它廉价基板材料实现，但 不限于这些。而且，只要材料表面具有使得纳米线能够被生长的物理特 性，凸部104和106也可由廉价的材料制成，比如，但不限于，多晶硅、 非晶硅、多晶(颗粒尺寸在微米到纳米的范围内)金刚石以及相关的碳 基材料、微晶硅和/或可承受纳米线生长温度(例如，其可为约500摄 氏度)的任何材料。低温生长技术，比如等离子增强化学气相沉积，可 以使納米线生长温度显著低于500摄氏度。因此，装置100对于制造是 廉价的，并且其纳米线102还保持单晶特性，以用于高效率太阳能电池、 辐射/光探测器或光发射器。注意，显示设备(未示出)可包括一个或 多个用于发光的装置100。而且，太阳能电池可包括一个或多个装置100， 用于吸收具有宽光语范围的光(或任何电磁波)并将其转化为电流，以 进一步提高效率。另外，辐射/光探测器可包括一个或多个装置100。在图l中，如上所述，装置100的制造可以是廉价的。另外，根据 一个实施例，作为装置IOO的一部分的非单晶基板材料108可来自轧辊。 因此，可用轧辊制造工艺实现多个装置IOO的制造。另外，由于非单晶 基板材料108可包括轻重量材料，比如Mylar ,得到的装置100可以 是轻重量的。另外，納米线102可被生长得密集到足以捕获光(或任何 电磁波)，但在纳米线102之间可有大量的空隙从而使其重量轻。当处 理重量成为问题的应用比如外太空应用时，可能对这方面有要求。例如 根据一实施例，在Mylar上制成以用作太阳能电池的多个装置100可被 巻成张紧密的巻，而不给与其相关的太空船或卫星增加很多重量。 一旦 太空船或卫星到达外太空，太阳能电池巻可以接着被解开而提供其期望的功能性。由于可在透明基板108上制造装置100,可在既要求具有太阳能电 池应用，又要求具有一定透明度的情况中使用多个装置100。例如，一 个或多个包括透明非单晶基板膜108的装置IOO可被应用于窗户、屋顶 天窗和其它任何地方。注意，对于显示设备，装置100可输出不同方向 的光(或任何电磁波)110，包括通过透明非单晶基板108。应当理解的 是，对于太阳能电池(或光电池或辐射/光探测器)，装置100可从不 同的方向接收光(或任何电磁波)112,包括通过透明非单晶基板108。 应当认识到，如果装置IOO太阳能电池将被放在不透明的屋顶上，它可 能没有必要具有透明基板108。替代地，基板108可由热良导体，比如， 也耐用的薄铝板或不锈钢板，来实现。在图l中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种装置１００，包括：　非单晶基板１０８；　从所述非单晶基板１０８的表面生长的纳米线１０２；以及　耦接至所述纳米线１０２的电极，其中所述纳米线１０２是导电的或光学活性的。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：SY王，N科贝亚施，
申请(专利权)人：惠普开发有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]