包括含有CNT和納米線復合材料的透明導電涂層的電子器件及其制備方法技術

本發明專利技術的某些示例性實施例涉及包括碳納米管（CNTs）和納米線符合材料的大面積透明導電涂層（TCCs）及其制備方法。薄膜的σdc/σopt比值可通過穩定的化學摻雜和/或CNT基薄膜的合金化來提高。所述摻雜和/或合金化可被實施于大面積涂層系統，例如，在玻璃和/或其他襯底上。在某些示例性實施例中，一種CNT薄膜可沉積，隨后通過化學功能化和/或銀和/或鈀合金化來摻雜。p型和n型摻雜都可用于本發明專利技術的不同實施例中。在某些示例性實施例中，銀和/或其他納米線可被提供，例如，進一步降低表面電阻率。某些示例性實施例可提供接近、滿足或超過90%可見傳輸和90歐姆/平方米目標度量的涂層。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】包括含有CNT和納米線復合材料的透明導電涂層的電子器件
本專利技術的某些示例性實施例涉及包含碳納米管(Carbonnanotubes，CNTs)與納米線復合材料的大面積透明導電涂層(Transparentconductivecoatings，TCCs)，及制備所述透明導電涂層的方法。本專利技術的某些示例性實施例尤其涉及通過穩定的化學摻雜和/或合金化CNT基薄膜，用于提高可施用到玻璃和/或其他襯底的整個面積上的σdc/σopt比值。在某些示例性實施例中，一種CNT薄膜可被沉積，然后通過化學功能化和/或用銀和/或鈀的合金化進行摻雜。本專利技術的不同實施例中可同時用到p型與n型的摻雜劑。在某些示例性實施例中可提供銀和/或其他納米線，例如進一步降低表面電阻率。
技術介紹
碳納米管(CNT)由于其特殊的電學、光學、機械和化學性能，是一種有前景的透明導電材料。對基于滲流限額以上的碳納米管網絡的超薄薄膜具有有益屬性，如剛度和化學穩定性，使得它在某些應用中優于銦錫氧化物(ITO)。CNT納米網狀薄膜表現出靈活性，允許薄膜沉積在柔韌襯底，易于銳角彎曲、變形，沒有壓裂所述涂層。制模工作表明CNT薄膜可以提供潛在的優勢，例如，由于在所述納米管尖端和表面的所述大面積區域和場增強效應，可調的電子特性通過化學處理和增強載流子注入。雖然ITO是一種n型導體，這種CNT薄膜可以摻雜p型，并且同樣地可應用于例如所述陽極或向OLED器件注入空穴，倘若所述薄膜有1.5nm的表面粗糙度(RMS)是平滑的。盡管ITO薄膜在薄膜導電和透明度方面仍然領先于CNT薄膜，上述優點連同潛在的成本降低刺激了開發碳納米管薄膜作為透明導體替代ITO的選擇。為了符合它的預想，CNT薄膜應該顯示出它的高透明度和低表面電阻率的性能。用以薄導電膜的高透明度和低表面電阻率之間的關系是由直流導電率和光電導比值(即σdc/σopt)所控制，如此以致高比值值是典型最理想的。然而，迄今為止，可行的CNT合成方法產生各種手性管的多分散混合物，其中大約有三分之一是金屬，其余為半導體。這些薄膜的低σdc/σopt性能指標，主要與半導體種類的大部分有關。這些半導體管，反過來，也導致所述管集束，往往會提高薄膜網絡的接頭電阻。CNT薄膜的σoρt特征值取決于薄膜的密度。超過滲流限制，在550nm時這個值就趨于1.7×104S/m，盡管所述直流導電率迄今為止在5×105S/m區域內。然而，工業規格需要超過90％的傳輸和低于90歐姆/平方米(ohm/square)的表面電阻率。為了實現這些數值，盡可能確定必要直流導電率超過7×105S/m。因此，可理解為有必要在工藝中提高甚至為最好的CNT薄膜的電子質量，反之σdc/σopt比值將被提高。這一多分散度源于單壁碳納米管(SingleWallCarbonNanotubes，SWNTs)的唯一結構，并且使得它們的性能對于所述納米管的半徑高度靈敏。
技術實現思路
本專利技術的某些示例性實施例涉及在玻璃襯底上的納米網狀(nano-mesh)CNT薄膜的沉積，特別是高σdc/σopt涂覆在稀薄、低鐵或無鐵鈉鈣玻璃和/或其他襯底(例如，其他玻璃襯底，如：其他鈉鈣玻璃和硼硅酸鹽玻璃)上的發展。此外，本專利技術的某些示例性實施例涉及(1)尋找可行的途徑(avenue)，怎樣通過穩定化學摻雜和/或CNT基薄膜的合金化來提高σdc/σopt度量值；(2)發展一種適合玻璃的大面積涂覆技術，像大多數工作都集中在柔性塑膠襯底上，某些示例性實施例也屬于一個將所述薄膜的形態性能與所述σdc/σopt比值關聯起來的模型。在本專利技術的某些示例性實施例中，一種太陽能電池被提供。一種玻璃襯底被提供。一個第一CNT基導電層直接或間接地位于玻璃襯底上。第一半導體層與所述第一CNT基導電層接觸。至少一個吸收層直接或間接地位于所述第一半導體層上。一個第二半導體層直接或間接地位于所述至少一個吸收層上。一個CNT基第二導電層與所述第二半導體層接觸。一個背觸點直接或間接地位于CNT基第二導電層上。在本專利技術的某些示例性實施例中，一種光伏器件被提供。一個襯底被至少一個光伏薄膜層被提供。第一和第二電極中被提供。第一和第二CNT基透明導電層中被提供。第一和第二CNT基層分別摻雜n型和p型摻雜劑。在本專利技術的某些示例性實施例中，一個觸摸面板組件被提供。一個玻璃襯底被提供。第一CNT基透明導電層直接或間接地被提供在玻璃襯底上。一個可變形的箔被提供，所述可變形的箔為大體上平行，并且與所述玻璃襯底有一定距離間隔。一個第二透明導電CNT基層直接或間接被提供在所述可變形的箔上。一種觸摸面板組件，其包括一個顯示器(其本身可以包括一個或多個CNT基層)也可以被提供在本專利技術的某些示例性實施例中。在本專利技術的某些示例性實施例中，一種數據線/總線包括一個通過襯底支撐的CNT基層。所述CNT基層的一部分被暴露在一種離子束/等離子處理和/或以H*刻蝕，從而降低所述部分的導電率。在某些示例性實施例中，提供了一種制造電子器件的方法。提供一個襯底。在所述襯底上形成一個CNT基層。摻雜所述CNT基層。選擇離子束/等離子處理和以H*刻蝕中的一種，以在所述CNT基層上形成圖案。在某些示例性實施例中，提供了一種制造用于制冷或冷凍器的一種物品的方法。提供大體上平行的且間隔一定距離的第一和第二玻璃襯底，所述第一襯底被提供給所述物品的一個內部側，所述第二襯底被提供給所述物品的一個外部側。在一個或多個所述第一和/或第二襯底的主表面上，分別處理一個或多個透明導電涂層(TCCs)。至少熱回火所述第一襯底和第二襯底(例如，在其上的一個或多個TCCs)。每個所述透明導電涂層包括至少一個含CNT的層。在某些示例性實施例中，提供了一個雨水傳感器。一個傳感電路，包括：至少第一和第二傳感電容器對于一個窗口的外部表面上的濕度是敏感的，每個所述傳感電容器包括至少一個CNT基層。所述傳感電路還包括：至少一個模仿電容器模仿至少第一和第二傳感電容器中一個的至少一個充電和放電。一個寫入脈沖引起至少所述第一傳感電容器被帶電，并且一個清洗脈沖引起每個所述第一傳感電容器和所述模仿電容器大體上放電。在所述第一傳感電容器的傳感區域內，所述窗口外表面上雨水的存在引起了一個在模仿電容器的輸出電極上的電壓在某種意義上波動，對于在所述第一傳感電容器的輸出電極上的電壓波動成比例，即使所述雨水并不存在于所述模仿電容器的區域內。雨水是基于一個來自所述模仿電容器的輸出電極的輸出信號檢測到的，所述輸出信號是至少在一個所述寫入脈沖末尾和一個清洗脈沖的開頭之間讀取。所述模仿電容器被從所述傳感電容器中物理地分開。所述寫入脈沖引起所述第一傳感電容器充電，并非所述第二傳感電容器，并且引起所述模仿電容器充電。在本專利技術的某些示例性實施例中，一種制備涂覆物的方法包括：提供一個支撐CNT薄膜的襯底。提供一種含CNT的墨水，所述墨水被施于所述襯底以形成一個中間涂層。在所述中間涂層上提供一種材料，以提高對于所述襯底的附著性。準備一種PdCl2溶液，將所述中間涂層暴露在所述PdCl2溶液中，以便Pd在所述中間涂層內的多處接頭處成核，從而降低所述在中間涂層上形成含CNT薄膜的孔隙率。在所述暴露之后將一種外覆層或鈍化層施用到所述中間本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2010.03.04 US 12/659,3521.一種太陽能電池，包括：玻璃襯底；直接或間接位于所述玻璃襯底上的第一CNT基導電層；與所述第一CNT基導電層接觸的第一半導體層；直接或間接位于所述第一半導體層上的至少一個吸收層；直接或間接位于所述至少一個吸收層上的第二半導體層；與所述第二半導體層接觸的第二CNT基導電層；及直接或間接位于所述第二CNT基導電層上的背觸點。2.根據權利要求1所述的太陽能電池，還包括設于所述襯底的與所述第一...

【專利技術屬性】
技術研發人員：維嘉恩·S·維拉薩米，
申請(專利權)人：格爾德殿工業公司，
類型：
國別省市：