專利名稱：復(fù)合透明導(dǎo)電基板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光電器件用透明導(dǎo)電基板，尤其是涉及一種太陽(yáng)能電池用復(fù)合透明導(dǎo)電 基板，該基板具有顯著減少導(dǎo)電基板面電阻的優(yōu)點(diǎn)。
背景技術(shù)：
在透明基底(如玻璃、塑料等)上沉積一層透明導(dǎo)電薄膜后可以使該材料既具有導(dǎo)電性， 同時(shí)又可以使光線透過，因而具有良好的應(yīng)用性能。如導(dǎo)電玻璃目前主要的應(yīng)用領(lǐng)域有平面 液晶顯示(LCD)、電致發(fā)光顯示(ELD)、電致彩色顯示(ECD)、太陽(yáng)能電池透明電極等。 另外，柔性襯底的透明導(dǎo)電薄膜的開發(fā)使它的潛在用途擴(kuò)大到制造柔性發(fā)光器件、塑料液晶 顯示器、可折疊太陽(yáng)能電池以及作為保溫材料用于塑料大棚、玻璃粘貼膜等。
目前，商品化的透明導(dǎo)電性基板， 一般為包覆了摻錫氧化銦(ITO)或摻氟氧化錫(FTO) 等透明導(dǎo)電膜的玻璃基板或其它柔性透明材料，ITO或FTO層具有良好的耐腐蝕性，可以通 過濺射法或化學(xué)氣相沉積法(CVD)進(jìn)行制備。但是，ITO或FTO的電阻率為1(r4 10—3^011 左右，是銀、銅等金屬電阻率的100倍左右。因此，市售的透明導(dǎo)電基底具有較高的電阻值， 在用于某些光電轉(zhuǎn)換器件(如染料敏化太陽(yáng)能電池)時(shí)，特別是大面積的電池器件的時(shí)候， 光電轉(zhuǎn)換效率下降明顯?？梢钥紤]通過提高透明導(dǎo)電層(ITO或FTO等)的厚度來降低透明 導(dǎo)電基底的電阻。但是，導(dǎo)電層厚度的增大會(huì)導(dǎo)致其對(duì)光的吸收率增大，同樣會(huì)降低太陽(yáng)能 電池的光電轉(zhuǎn)換效率。
為了解決這一問題，目前常用的方法是通過在導(dǎo)電基底設(shè)置金屬或其它高電導(dǎo)率材料作 為柵電極，并通過大量的金屬柵電極將大面積電池分割為若干個(gè)長(zhǎng)條狀單電池，減少電子在 導(dǎo)電膜中傳輸?shù)木嚯x，提高電池的性能。金屬柵電極所用材料通常為銀、銅、鎳等金屬，并 通過印刷或電鍍的方法進(jìn)行制備。但是，在應(yīng)用于染料敏化太陽(yáng)能電池時(shí)，由于電解液對(duì)柵 電極金屬的腐蝕性，必須使用保護(hù)材料對(duì)柵電極金屬進(jìn)行保護(hù)。如中國(guó)專利 ZL200410014456.X公開了該種結(jié)構(gòu)的內(nèi)部并聯(lián)大面積電池的制備方法，利用高分子材料、高 分子粘合劑、或玻璃材料、或陶瓷材料進(jìn)行柵電極的保護(hù)和電池的密封。該方法帶來的顯著 問題包括以下幾個(gè)部分首先，透明基底上制備的大量柵電極和屏蔽層阻擋了光線的入射， 大大降低了透明電極窗體的光利用率；文獻(xiàn)(《大面積染料敏化太陽(yáng)電池的實(shí)驗(yàn)研究》翁堅(jiān)/ 肖尚鋒/陳雙宏/戴松元，物理學(xué)報(bào)；2007年，56巻，第六期，3602-3606)報(bào)道了使用上述結(jié)構(gòu)的15x20cm電池模塊，其有效面積僅187.2 cm2，其窗體開口率僅為62.4%;其次，該屏蔽 層必須將柵電極金屬完全致密的包覆，微小的瑕疵將會(huì)使柵電極發(fā)生滲透性腐蝕，導(dǎo)致整個(gè) 電池模塊的失效，使電池的廢品率大大提高；另外，這種方法使電池的內(nèi)部結(jié)構(gòu)變的復(fù)雜， 不利于控制電池的生產(chǎn)成本。
中國(guó)專利CN1755948A以及CN1674302A也公開了類似的結(jié)構(gòu)，其專利公開的內(nèi)容在此 引用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種復(fù)合透明導(dǎo)電基板及其制法，具體來說，該復(fù)合透明導(dǎo)電基板 在通常的ITO或FTO導(dǎo)電膜和透明基底中間設(shè)置了一層或多層高導(dǎo)電性柵網(wǎng)，通過導(dǎo)電膜的 覆蓋和保護(hù)，該復(fù)合透明導(dǎo)電基板具有良好的耐腐蝕性，同時(shí)具有極低的面電阻。
本發(fā)明具體采用如下技術(shù)方案-
一種復(fù)合透明導(dǎo)電基板，包括透明基底、高導(dǎo)電性柵網(wǎng)、透明導(dǎo)電膜，其特征是，高導(dǎo) 電性柵網(wǎng)設(shè)置在透明基底上，透明導(dǎo)電膜覆蓋在透明基底上且全部包覆導(dǎo)電性柵網(wǎng)。
具體是所述的高導(dǎo)電性柵網(wǎng)鑲嵌、半鑲嵌在透明基底上或者設(shè)置于透明基底的表面。
所述的高導(dǎo)電性柵網(wǎng)的材質(zhì)為銀、銅、金、鎳、鋁、鈦、不銹鋼、鐵-鎳合金、鈷-鎳合 金、鐵-鈷-鎳合金中的一種或者幾種。
所述的高導(dǎo)電性柵網(wǎng)具有多層狀結(jié)構(gòu)，每層的材質(zhì)相同或不同。優(yōu)選的是，外層高導(dǎo)電 性柵網(wǎng)材質(zhì)是耐腐蝕的金屬。
所述高導(dǎo)電性柵網(wǎng)是通過印刷、電鍍、化學(xué)鍍、濺射、燒結(jié)、填埋、刻蝕或粘接方法制 備于透明基底上的。
所述的透明基底的材質(zhì)為玻璃、塑料或高分子材料，所述透明導(dǎo)電膜的材質(zhì)是摻錫氧化 銦、摻氟氧化錫、摻銻氧化錫、氧化錫、摻氟氧化鋅、摻鋁氧化鋅、摻鎵氧化鋅、摻硼氧化 鋅或氧化鋅。
本發(fā)明所述復(fù)合透明導(dǎo)電基板的制法，其特征是，包括如下步驟
1) 在透明基底上，按照設(shè)計(jì)好的尺寸，通過印刷、噴涂、電鍍、化學(xué)鍍或其他方法制 備一層或多層高導(dǎo)電性柵網(wǎng)，然后將電極基底沖洗干凈；
2) 在上述基底上，通過濺射法、CVD法或其他技術(shù)制備一層透明的導(dǎo)電膜；
3) 重復(fù)步驟2)，制備2 5層導(dǎo)電膜。
本發(fā)明的復(fù)合透明導(dǎo)電基板作為電極基板在光電轉(zhuǎn)換裝置中的應(yīng)用。所述的光電轉(zhuǎn)換裝置包括染料敏化太陽(yáng)能電池、硅系薄膜太陽(yáng)能電池、銅銦硒太陽(yáng)能電 池、化合物薄膜太陽(yáng)能電池、有機(jī)薄膜太陽(yáng)能電池等。
本發(fā)明的復(fù)合透明導(dǎo)電基板應(yīng)用于光電轉(zhuǎn)換裝置時(shí)，除電極基板采用本發(fā)明的復(fù)合透明 導(dǎo)電基板，其它與現(xiàn)有技術(shù)基本相同。例如所述復(fù)合透明導(dǎo)電基板作為電極基板在染料敏 化太陽(yáng)能電池上的應(yīng)用，其特征是，所述染料敏化太陽(yáng)能電池包括第一電極、第二電極，第 一電極和第二電極相對(duì)間隔設(shè)置，周邊密封形成封閉的腔體，在所述腔體中填充有電解質(zhì)； 第一電極工作區(qū)域一側(cè)設(shè)置納米多孔半導(dǎo)體薄膜，所述納米多孔半導(dǎo)體薄膜浸漬有光敏染料， 第二電極工作區(qū)域一側(cè)設(shè)置催化劑層；所述的第一電極和第二電極至少有一個(gè)是透明的；所 述透明電極的基板是權(quán)利要求1的復(fù)合透明導(dǎo)電基板。'
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于
1) 本發(fā)明的復(fù)合透明導(dǎo)電基板利用耐腐蝕性良好的透明導(dǎo)電膜覆蓋高導(dǎo)電性柵網(wǎng)，使 得所制備的復(fù)合透明導(dǎo)電基板既具有良好的耐腐蝕性，又具有優(yōu)良的導(dǎo)電性，拓寬了這類透 明導(dǎo)電基板的應(yīng)用范圍；
2) 將本發(fā)明的復(fù)合透明導(dǎo)電基板應(yīng)用于含有腐蝕性電解質(zhì)的染料敏化太陽(yáng)能電池中， 可以不必進(jìn)行柵電極金屬的保護(hù)，使電池的安全系數(shù)提高，同時(shí)可以大大增加電池的有效工 作面積；
3) 利用本技術(shù)制備的太陽(yáng)能電池具有較小的放大效應(yīng)，可以方便地制備大面積光電轉(zhuǎn) 換器件；
4) 本發(fā)明的染料敏化太陽(yáng)能電池制作簡(jiǎn)單，可以提髙電池的光電轉(zhuǎn)換效率，提高生產(chǎn) 效率和產(chǎn)量，降低電池的成本。
5) 本發(fā)明的復(fù)合透明導(dǎo)電基板在應(yīng)用于染料敏化太陽(yáng)能電池時(shí)，可以簡(jiǎn)化電池的制備 工藝，降低電池基板的電阻，大大提高電池的性能和穩(wěn)定性。


圖l是實(shí)施例l的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4是實(shí)施例4的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5是實(shí)施例5的結(jié)構(gòu)示意圖中，l為透明基底，2、 2-1、 2-2為高導(dǎo)電性柵網(wǎng)，3-1、 3-2為透明導(dǎo)電膜。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1
如圖1所示， 一種復(fù)合透明導(dǎo)電基板，包括透明基底1、高導(dǎo)電性柵網(wǎng)2、透明導(dǎo)電膜 3-1，高導(dǎo)電性柵網(wǎng)2通過印刷、噴涂、電鍍、化學(xué)鍍或其他方法制備在透明基底1的表面， 通過濺射法、CVD法或其他技術(shù)制備一層透明的透明導(dǎo)電膜3-1，覆蓋在透明基底l上且包 覆導(dǎo)電性柵網(wǎng)2。
所述的透明基底1材質(zhì)是玻璃、塑料或高分子材料。 實(shí)施例2
如圖2所示，本實(shí)施例與實(shí)施例1基本相同，只是高導(dǎo)電性柵網(wǎng)2半鑲嵌在透明基底1 上，然后通過濺射法、CVD法或其他技術(shù)制備兩層透明導(dǎo)電膜3-1、 3-2，覆蓋在透明基底l 上且包覆導(dǎo)電性柵網(wǎng)2。
采用2層或者2層以上的透明導(dǎo)電膜，可以增加對(duì)高導(dǎo)電性柵網(wǎng)的保護(hù)，延長(zhǎng)基板的使 用壽命。 實(shí)施例3
如圖3所示，本實(shí)施例與實(shí)施例1基本相同，只是設(shè)有兩層透明的透明導(dǎo)電膜3-l、 3-2、 其材質(zhì)各不相同，分別為摻錫氧化銦、摻氟氧化錫、摻銻氧化錫、氧化錫、摻氟氧化鋅、摻 鋁氧化鋅、摻鎵氧化鋅、摻硼氧化鋅或氧化鋅中的一種。高導(dǎo)電性柵網(wǎng)由2-l、 2-2兩層構(gòu)成，
其中外層2-2為耐腐蝕的金屬，例如鎳；2-1為導(dǎo)電性能良好的材料，例如銀。2-2可以
通過電鍍或化學(xué)鍍等方法制備于2-1上。
采用具有一定耐腐蝕性的導(dǎo)電性柵網(wǎng)材料和多層材質(zhì)不同的透明導(dǎo)電膜，可更好的預(yù)防 電解質(zhì)對(duì)最內(nèi)層高導(dǎo)電性柵網(wǎng)的腐蝕，提高復(fù)合基板的安全性。
實(shí)施例4
如圖4所示，本實(shí)施例與實(shí)施例l基本相同，只是高導(dǎo)電性柵網(wǎng)2完全鑲嵌在透明基底 1內(nèi)。 實(shí)施例5
如圖5所示，本實(shí)施例與實(shí)施例4基本相同，只是高導(dǎo)電性柵網(wǎng)2具有兩層結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種復(fù)合透明導(dǎo)電基板，包括透明基底、高導(dǎo)電性柵網(wǎng)、透明導(dǎo)電膜，其特征是，高導(dǎo)電性柵網(wǎng)設(shè)置在透明基底上，透明導(dǎo)電膜覆蓋在透明基底上且全部包覆導(dǎo)電性柵網(wǎng)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的復(fù)合透明導(dǎo)電基板，其特征是，所述的高導(dǎo)電性柵網(wǎng)鑲嵌、半 鑲嵌在透明基底上或者設(shè)置于透明基底的表面。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的復(fù)合透明導(dǎo)電基板，其特征是，所述的高導(dǎo)電性柵網(wǎng)的材質(zhì)為 銀、銅、金、鎳、鋁、鈦、不銹鋼、鐵-鎳合金、鈷-鎳合金、鐵-鈷-鎳合金中的一種或者幾種。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的高導(dǎo)電性柵網(wǎng)，其特征是，所述的高導(dǎo)電性柵網(wǎng)具有多層狀結(jié) 構(gòu)，每層的材質(zhì)相同或不同。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的高導(dǎo)電性柵網(wǎng)，其特征是，所述高導(dǎo)電性柵網(wǎng)是通過印刷、電 鍍、化學(xué)鍍、濺射、燒結(jié)、填埋、刻蝕或粘接方法制備于透明基底上的。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合透明導(dǎo)電基板，其特征是，所述的透明基底的材質(zhì)為玻璃、 塑料或透明高分子材料，所述透明導(dǎo)電膜的材質(zhì)摻錫氧化銦、摻氟氧化錫、摻銻氧化錫、氧 化錫、摻氟氧化鋅、摻鋁氧化鋅、摻鎵氧化鋅、摻硼氧化鋅或氧化鋅中的一種或多種；所述 透明導(dǎo)電膜具有一層或多層結(jié)構(gòu)。
7. 權(quán)利要求1或2所述復(fù)合透明導(dǎo)電基板的制法，其特征是，包括如下步驟1) 在透明基底上，按照設(shè)計(jì)好的尺寸，通過印刷、噴涂、電鍍、化學(xué)鍍或其他方法制 備一層或多層高導(dǎo)電性柵網(wǎng)，然后將電極基底沖洗干凈；2) 在上述基底上，通過濺射法、CVD法或其他技術(shù)制備一層透明的導(dǎo)電膜；3) 重復(fù)步驟2)，制備1 5層導(dǎo)電膜。
8. 權(quán)利要求l的復(fù)合透明導(dǎo)電基板作為電極基板在光電轉(zhuǎn)換裝置中的應(yīng)用。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的復(fù)合透明導(dǎo)電基板作為電極基板在光電轉(zhuǎn)換裝置中的應(yīng)用，其 特征是，所述的光電轉(zhuǎn)換裝置包括染料敏化太陽(yáng)能電池、硅系薄膜太陽(yáng)能電池、銅銦硒太陽(yáng) 能電池、化合物薄膜太陽(yáng)能電池、有機(jī)薄膜太陽(yáng)能電池中的一種。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的復(fù)合透明導(dǎo)電基板作為電極基板在光電轉(zhuǎn)換裝置中的應(yīng)用， 包括所述復(fù)合透明導(dǎo)電基板作為電極基板在染料敏化太陽(yáng)能電池上的應(yīng)用，其特征是，所述 染料敏化太陽(yáng)能電池包括第一電極、第二電極，第一電極和第二電極相對(duì)間隔設(shè)置，周邊密 封形成封閉的腔體，在所述腔體中填充有電解質(zhì)；第一電極工作區(qū)域一側(cè)設(shè)置納米多孔半導(dǎo)體薄膜，所述納米多孔半導(dǎo)體薄膜浸漬有光敏染料，第二電極工作區(qū)域一側(cè)設(shè)置催化劑層； 所述的第一電極和第二電極至少有一個(gè)是透明的；所述透明電極的基板是權(quán)利要求1的復(fù)合透明導(dǎo)電基板。
全文摘要
一種復(fù)合透明導(dǎo)電基板，屬于一種光電器件用透明導(dǎo)電基板技術(shù)領(lǐng)域，包括透明基底、高導(dǎo)電性柵網(wǎng)、透明導(dǎo)電膜，其特征是，高導(dǎo)電性柵網(wǎng)設(shè)置在透明基底上，透明導(dǎo)電膜覆蓋在透明基底上且全部包覆導(dǎo)電性柵網(wǎng)。本發(fā)明的復(fù)合透明導(dǎo)電基板既具有良好的耐腐蝕性，又具有優(yōu)良的導(dǎo)電性，拓寬了這類透明導(dǎo)電基板的應(yīng)用范圍；它應(yīng)用于染料敏化太陽(yáng)能電池時(shí)，可以簡(jiǎn)化電池的制備工藝，降低電池基板的電阻，大大提高電池的性能和穩(wěn)定性。
文檔編號(hào)H01L31/04GK101604708SQ20081001187
公開日2009年12月16日 申請(qǐng)日期2008年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月14日
發(fā)明者曉 姜, 楊希川, 田海寧, 陳瑞奎 申請(qǐng)人:大連七色光太陽(yáng)能科技開發(fā)有限公司