在基底上制备多孔半导体膜的方法技术

在基底上制备多孔半导体膜的方法，所述方法包括以下步骤：ａ）在第一基底上制备粘合层，所述粘合层能够在附着于所述粘合层的多孔半导体层与所述第一基底之间提供电和机械接触，ｂ）在能够经受住温度≥３００℃的第二基底上施加间隔层，并且在所述间隔层上施加多孔半导体层，ｃ）在所述多孔半导体层上施加辅助层，所述辅助层为所述多孔半导体层提供支撑，ｄ）除去所述间隔层，ｅ）将由所述辅助层支撑的所述多孔半导体层转移到所述粘合层上，ｆ）将所述多孔半导体层压到所述粘合层上，ｇ）从所述多孔半导体层除去所述辅助层，从而获得所述第一基底，该第一基底具有通过所述粘合层附着于其上的作为多孔半导体膜的所述多孔半导体层。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及，涉及通过该方法 制备的膜，涉及包含这种膜的电子装置，并且涉及这种膜的用途。单晶太阳能电池显示出高达~ 25%的能量转换效率。在Si-基晶体 不再是单晶而是多晶的时，最高效率在~ 18%的范围内，和采用无定 形Si，效率为~12%。然而，基于Si的太阳能电池制备起来相当昂贵， 即使是无定形Si的形式也是如此。因此，已经开发了基于有机化合物 和/或有机化合物和无机化合物的混合物的替代选择，经常将后一种类 型的太阳能电池称作混合太阳能电池(hybrid solar cell)。已经证实有积』 太阳能电池和混合太阳能电池制备起来更加便宜，但是似乎效率比较 低，即使当与无定形Si电池相比时也如此。由于它们潜在的固有优点， 例如重量轻，低成本制备大面积，环境友好材料，或在柔性基底上制 备，所以有效的有机装置可能证明是技术上和商业上有用的"塑料太 阳能电池"。基于染料敏化纳米晶二氧化钛(多孔Ti02)半导体和液体氧 化还原电解质的太阳能电池的最近的进展证明了在有机材料中的高能 量转换效率的可能性。(B.O-Regan和M. Gratzel, Nature 353 (1991, 737)。基于通过分子染料的纳米晶Ti02敏化的光电化学电池(染料敏化 太阳能电池，DSSC)，自从它们第一次被宣告作为有效的光电装置，已 经引起了极大的关注(B. O，Regan和M. Gratzel,见上；WO 91/16719)。 正在进行的研究的一部分是开发这种电池在柔性基底上的潜在的应用 性以及用其制作柔性太阳能电池的潜能。在成功地引入这种柔性 DSSC之前，需要解决的主要挑战之一是可用于塑料基底的受限制的温 度范围。通常，通过采用高达450。C的温度，使所用的Ti02纳米颗粒 实现良好的电接触。这种方法不能用于柔性塑料基底，到目前为止这 限制了由这些基底制成的电池的效率。关于其它烧结方法，到目前为 止最有希望的制作柔性DSSC的方式是向Ti02层施加高压。 jt匕夕卜, 已经小有成功地应用了化学烧结[D. Zhang等人，Lcw-fempera化re /^6r/c油》w / orc^ "/"/ /" / Ao紐/ec加t/es 6少/^raf/ze潔"/crjAyto〃z'za/7'ow W so/W/goy We/^2ce, Adv. Mater. 15， 814 (2003); D. Zhang等，fe，erafwe ^w/^ew's / oraws w朋oc，to〃/we 77(92 f/n'cA: 力7m/or办e-se扁77ze(i so/"r ce〃51 6少/z_y<iraf/2e，af/ c，f"〃/z加'ow, Chem. Lett. 9, 874 (2002).]。这两种方法的组合，也就是说，温度烧结和化学 火免结，也只带来小的改进 。WO2005/104153 Al公开了，其 中，从制备基底上卸下(lifted off)预烧结的层并且转移到所选第二任意 基底，也就是说目标基底上，该所选第二任意基底是柔性或刚性的。 就目标基底来说，该方法不要求高温，因为可以在能够耐受住高温的 制备基底上进行半导体层的烧结，但是第二基底，也就是说，目标基 底不必必须具有这种性质。在制备多孔半导体层的所有前述方法中，用于制作染料敏化太阳 能电池的多孔层通常具有在微米范围内的厚度。所述层是易碎的，难 以实现将这种层从一个基底转移到另一个基底而不损坏或实际上甚至 破坏所述层。因此，到目前为止发展的最好的技术，前述的卸下技术， 被限于制备面积不超过l-2cn^的层。而且，现有技术中描述的所述卸 下技术暗示必须将多孔半导体层的各个"片(patch)"分别从制备基底转 移到目标基底，因此使得该过程劳动密集并且成本密集。因此，本专利技术的一个目的是提供允许在更大面积上在任意基底上 制备多孔半导体层的方法。此外，本专利技术的一个目的是提供适应自动 和高生产能力应用的方法。通过解决了本专利技术的目的，所 述方法包括以下步骤a)在第一基底上制备粘合层，所述粘合层能够在附着于所述粘合层的多孔半导体层与所述第一基底之间提供电和机械接触，b) 在能够经受住> 300 。C温度的第二基底上施加间隔层，并且在所述间隔层上施加多孔半导体层，c) 在所述多孔半导体层上施加辅助层，所述辅助层为所述多孔半导体层提供支撑，d) 除去所述间隔层，e) 将由所述辅助层支撑的所述多孔半导体层转移到所述粘合层上，f) 将所述多孔半导体层压到所述粘合层上，g) 从所述多孔半导体层除去所述辅助层，从而获得所述第一基底，该第一基底具有通过所述粘合层附着于其上的所述多孔半导体层作为 多孔半导体膜。在一个具体实施方案中，以ab或ba的顺序、或彼此同时地 (concomitantly with each other)、 或以4豆暂交4普的方式(in a temporally overlapping manner)进行步骤a)和b)。在一个具体实施方案中，以fg或gf的顺序、或纟皮此同时地、或以 短暂交错的方式进行步骤f)和g)。作为以前述顺序中的任一种进行步 骤f和g的结果，在所述附着于所述粘合层的所述多孔半导体层与所 述第 一基底之间建立了机械和电接触。在一个具体实施方案中，通过选自流延、旋涂、滴铸(drop casting)、 喷墨印刷、丝网印刷、刮刀涂覆、喷涂、层合的方法，将所述辅助层 施加到所述多孔半导体层上。在一个具体实施方案中，所述辅助层与多孔半导体层之间的接触面积等于多孔半导体层的整个表面积。在另一个实施方案中，所述辅 助层与所述多孔半导体层之间的接触面积小于多孔半导体层的整个表 面积，例如仅选"t奪性的接触面积。在又一个实施方案中，辅助层与多 孔半导体层之间的接触面积等于多孔半导体层的整个表面积，但是辅 助层具有比多孔半导体层大的表面积并且延伸超出多孔半导体层的侧 边。优选地，所述辅助层由聚合物材料制成，其中，更优选地，将所 述辅助层作为包括聚合物前体的组合物施加到所述多孔半导体层上， 并且在施加到所述多孔半导体层上后，固化所述组合物以形成由所述 聚合物材料制成的所述辅助层。9在另 一个实施方案中，将所述辅助层作为溶解在合适的溶剂中的 聚合物施加到所述多孔半导体层上，并且此后将所述溶剂蒸发。在一个具体实施方案中，所述聚合物材料选自包括以下的组聚(甲 基丙烯酸曱酯)(PMMA),聚(二甲基硅氧烷)(PDMS)，硅橡胶，例如 Sylgard , Surlyn，环氧树脂，聚氨酯(PU),聚(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯) (ABS),乙酸纤维素，聚苯乙烯(PS),聚乙烯(PE)，聚(氯乙烯)(PVC),聚酰亚胺(PI),交联的苯酚甲醛聚合物树脂(1^^0^0@)。优选地，所述聚合物材料是固体弹性体或热塑性聚合物。 在一个具体实施方案中，所迷辅助层是箔。在一个具体实施方案中，所述辅助层与所述多孔层之间的粘合是基于静电相互作用，范德华相互作用，共价键合，离子键合，或真空 支撑(vacuum supported)。在一个具体实施方案中，通过在所述辅助层上的另外的基底，例如玻璃基底，来加强所述辅助层。优选地，所述辅助层由一个，两个或更多不同的层构成，这些层本文档来自技高网...

【技术保护点】
在基底上制备多孔半导体膜的方法，所述方法包括以下步骤：　ａ）在第一基底上制备粘合层，所述粘合层能够在附着于所述粘合层的多孔半导体层与所述第一基底之间提供电和机械接触，　ｂ）在能够经受住温度≥３００℃的第二基底上施加间隔层，并且在 所述间隔层上施加多孔半导体层，　ｃ）在所述多孔半导体层上施加辅助层，所述辅助层为所述多孔半导体层提供支撑，　ｄ）除去所述间隔层，　ｅ）将由所述辅助层支撑的所述多孔半导体层转移到所述粘合层上，　ｆ）将所述多孔半导体层压 到所述粘合层上，　ｇ）从所述多孔半导体层除去所述辅助层，从而获得具有通过所述粘合层附着于其上的所述多孔半导体层作为多孔半导体膜的所述第一基底。

【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：M杜尔，G内尔斯，安田章夫，Y苏素基，K诺达，
申请(专利权)人：索尼德国有限责任公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]