用于柔性光电和显示设备中的集电器系统和制造方法技术方案

公开了用于制造光电设备的导体组件，包括：若干电传导丝状物；若干基本透明的丝状物；其中，该传导和透明的丝状物连接在一起，以形成一个柔性的网状结构。也公开了被制造成包括该导体组件的光电设备或子组件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于包括显示设备的光电设备中的基本透明的集电器系统。这样的设备可以包括但不局限于，诸如太阳能电池之类的光伏设备，或诸如那些用于将水分解为氢气和氧气之类的光催化设备，或电致变色视窗或显示器，或LCD或OLED (有机发光二极管)显示器。
技术介绍
在诸如太阳能电池，或更具体地，染料敏化太阳能电池之类的任何光电设备中，至少一个电极都需要在紫外线-可见光-红外线波长范围中的电传导率和光学透明性这两个特性。理想地，高传导率(例如，银)应与高透射率(例如> 95% )结合。然而，几乎所有的实用的透明传导性材料在这两个必要参数之间表现出相反的关系，那么对于任何具体应用来说，必须在这两个标准之间达到折中。用于这样的光电设备的设计典型地喜欢更低的传导率，以获得更高的光学透射率，并确保适当的高传导率的集电通路(“指状物”)在一起间隔得足够近，以最小化通过更低传导率的透明导体的电压损耗。有持续的需要去为光电设备提供替代的或改进的导体布置和制造技术。
技术实现思路
在第一方面中，本专利技术提供了一种用于制造光电设备的导体组件，包括若干电传导性丝状物；若干基本透明的丝状物；其中连接所述传导性和透明的丝状物连接在一起， 以形成柔性的网状结构。在大规模的光电设备生产中，可能在专用的生产线上制造这样的导体组件，并以卷的形式送到随后的生产工序，比如，以使卷对卷处理便利。所述透明的丝状物在随后的工艺中用来保持导体组件的结构。当制作成光电化学设备时，所述透明的丝状物不会阻挡光线进入电池，因此最大化了所获取的光和电池的性能。所述网状结构可能为网状物的形式。所述传导性丝状物可能主要排列在第一方向上；而所述透明的丝状物主要排列在第二方向上。所述第一方向和所述第二方向可能基本相互直交。所述导体可能由包括铜、钛、钢、不锈钢；锡、钼、铅、铁、锰铜、康铜、银、金、铝、钨、 镍、钼，及其合金中的任一项的材料构成，所述合金包括黄铜。所述基本透明的丝状物可能由诸如包括聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚萘二甲酸乙二醇酯的聚酯、聚酰胺、包括聚丙烯的聚烯烃、聚醚酮、聚醚醚酮聚芳砜、聚醚砜、聚苯砜、聚氯乙烯或氟化聚合物之类的聚合物构成。在第二方面中，本专利技术提供了一种用于制造光电设备的子组件，包括柔性的、基本透明的衬底；根据本专利技术的第一方面的导体组件；和与所述衬底和所述导体组件相连的一层透明电传导性材料。所述导体可能至少部分嵌入所述衬底中。所述导体可能用粘合剂粘贴到所述衬底。所述导体可能是各向异性网状物的一部分。所述导体组件的所述导体可能置于所述透明电传导性材料和所述衬底之间。所述透明电传导性材料可能包括碳纳米管、掺锡氧化铟(ΙΤ0)、掺氟氧化锡 (FTO)、掺杂或改性的氧化锡或氧化锌、聚(3，4_乙撑二氧噻吩)(PEDOT)、聚(3，4_乙撑二氧噻吩)聚(苯乙烯磺酸)(PED0T:PSS)、聚(3，4_乙撑二氧噻吩)-四甲基丙烯酸酯 (PED0T:TMA)、聚苯胺或聚吡咯中的任一项。在第三方面中，本专利技术提供了一种制造用于制造光电设备的子组件的方法，包括步骤提供根据本专利技术的第一方面的导体组件；提供柔性且基本透明的衬底；和将所述导体组件和所述衬底相连。所述将所述导体组件和所述衬底相连的步骤可能包括将所述导体组件至少部分嵌入柔性衬底中的步骤。嵌入导体组件的步骤可能包含热处理。所述将所述导体组件和所述衬底相连的步骤可能包含使用粘合剂。所述导体组件可能从一卷中展开且所述子组件在连续的卷工艺中形成。所述方法可能还包括将一层透明电传导性材料与所述衬底相连的步骤。可能通过印刷或喷射工艺敷所述透明电传导性材料。在第四方面中，本专利技术提供了一种柔性光电设备，使用根据本专利技术的第三方面的子组件来制造。附图说明现在将仅通过实例，根据附图来描述本专利技术的实施方式，其中图1是根据用于制造光电设备的本专利技术的一个实施方式的子组件的横断面视图；图2是图1的子组件的俯视图；图3A到;3H是根据专利技术的其他实施方式的子组件的横断面图；图4是根据本专利技术的一个实施方式的导体组件的示意图。具体实施例方式参照图1，示出了用于制造光电设备的子组件10，包括由诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)之类的聚合物膜形成的柔性的、透明的衬底101，钛丝形式的若干柔性导体100 和诸如碳纳米管的非常薄的膜之类的一层透明电传导性材料102。图2描绘了图1的子组件的平面视图并突出了一些重要的尺寸。导体100(在这里现在称为“指状物”)有“指状物”宽度W(201)和“指状物”间的间距“202)。高透射率传导层102被置于“指状物”(100)之间。进一步由置于“指状物”之间的高透射率导体的两个参数来表示透明的集电器的特征高透射率导体的透射率(T)和高透射率导体的薄层电阻(Y)。还进一步由“指状物”自身的两个参数来表示透明的集电器的特征各“指状物” 的横断面面积㈧和“指状物”材料的电阻率(P)。在连续的卷对卷工艺中制造子组件10。衬底101从一卷上展开。当此发生时，从卷轴上展开若干铜丝，以按预定间距互相平行地敷于衬底。在铜丝上应用高温和压力，以引起衬底材料的一些局部熔化。导体变得部分嵌入衬底中，其提供了一定程度的机械强度。之后，通过印刷工艺敷上那层透明材料。在这个实施方式中，导体由铜形成。在其他实施方式中，可以使用不同的材料。应从具有优选地< 500ηΩπι(例如，钛，和诸如不锈钢之类的各种合金)；更优选地< 200ηΩπι(例如，锡、钼、铅、铁，和诸如锰铜和康铜之类的各种合金)的；最优选地<ΙΟΟηΩπι(例如，银、铜、金、铝、钨、镍、钼，和诸如黄铜之类的各种合金)的电阻率ρ的材料中选取“指状物”材料。由于在经由“指状物”的电子传输期间所减少的损耗，更低电阻率的材料导致设备效率更高。也必须注意选择与系统的其他部件有合适的化学相容性的材料。“指状物”材料应当形成所需的尺寸以使它们的横断面面积A为优选地25 μ m2<A < 25000 μ τα ；更优选地 500 μ m2 < A < 10000 μ τα ；最优选地 1000 μ m2 < A < 5000 μ m2。 横断面面积太小的“指状物”是非常细小的，在生产期间难以使用，并使生产更昂贵。横断面面积太大的“指状物”会致使总体设备厚度太大，导致设备效率更低。注意虽然示出高传导性元件(图1中的100)为圆形的横断面，这些元件的形状不必仅被局限于圆柱形的形状， 比如，可以包括椭圆形的、正方形的、矩形的或任何其他的横断面外形。应当选取高透射率导体薄层102电阻γ以使优选地5ohm/Square < γ<lOOOOohm/square ；更优选地 lOOohm/square < γ < 5000ohm/square ；最优选地 250ohm/ square < γ < 1000ohm/squareo具有低薄层电阻的透明导体要么是高的材料或生产成本的，要么是低透射率的。然而，由于向或从“指状物”传输电子的电阻损耗，太高的透明导体薄层电阻值会降低设备性能。应当选取高透射率导体的透射率T以使优选地T > 80% ；更优选地T > 85% ； 最优选地T > 90%。更高透射率的透本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种用于制造光电设备的导体组件，包括：若干电传导性丝状物；若干基本透明的丝状物；其中，所述传导性和透明的丝状物连接在一起，以形成柔性的网状结构。

【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：加文·塔洛克，
申请(专利权)人：戴索有限公司，
类型：发明
国别省市：AU