[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

KR20130129912A - 표면 임베이드된 첨가제를 가진 디바이스 콤포넌트 및 이와 관련된 제조 방법 - Google Patents

표면 임베이드된 첨가제를 가진 디바이스 콤포넌트 및 이와 관련된 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20130129912A
KR20130129912A KR1020137005845A KR20137005845A KR20130129912A KR 20130129912 A KR20130129912 A KR 20130129912A KR 1020137005845 A KR1020137005845 A KR 1020137005845A KR 20137005845 A KR20137005845 A KR 20137005845A KR 20130129912 A KR20130129912 A KR 20130129912A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
additive
embedded
embedding
host material
solar
Prior art date
Application number
KR1020137005845A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101820327B1 (ko
Inventor
마이클 유진 영
아르준 대니얼 스리니바스
매튜 알 로빈슨
알렉산더 초우 미탈
Original Assignee
이노바 다이나믹스, 인코포레이티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 이노바 다이나믹스, 인코포레이티드 filed Critical 이노바 다이나믹스, 인코포레이티드
Publication of KR20130129912A publication Critical patent/KR20130129912A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101820327B1 publication Critical patent/KR101820327B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/048—Encapsulation of modules
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/09—Use of materials for the conductive, e.g. metallic pattern
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G06F3/0445—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means using two or more layers of sensing electrodes, e.g. using two layers of electrodes separated by a dielectric layer
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/048—Encapsulation of modules
    • H01L31/0481—Encapsulation of modules characterised by the composition of the encapsulation material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/05—Electrical interconnection means between PV cells inside the PV module, e.g. series connection of PV cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/054—Optical elements directly associated or integrated with the PV cell, e.g. light-reflecting means or light-concentrating means
    • H01L31/055—Optical elements directly associated or integrated with the PV cell, e.g. light-reflecting means or light-concentrating means where light is absorbed and re-emitted at a different wavelength by the optical element directly associated or integrated with the PV cell, e.g. by using luminescent material, fluorescent concentrators or up-conversion arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/0274—Optical details, e.g. printed circuits comprising integral optical means
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/03—Use of materials for the substrate
    • H05K1/0313—Organic insulating material
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/11—Printed elements for providing electric connections to or between printed circuits
    • H05K1/115—Via connections; Lands around holes or via connections
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/03—Conductive materials
    • H05K2201/0302—Properties and characteristics in general
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/03—Conductive materials
    • H05K2201/032—Materials
    • H05K2201/0326—Inorganic, non-metallic conductor, e.g. indium-tin oxide [ITO]
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/03—Conductive materials
    • H05K2201/0332—Structure of the conductor
    • H05K2201/0364—Conductor shape
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/10—Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
    • H05K2201/10613—Details of electrical connections of non-printed components, e.g. special leads
    • H05K2201/10954—Other details of electrical connections
    • H05K2201/10977—Encapsulated connections
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/52—PV systems with concentrators
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/542—Dye sensitized solar cells

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)

Abstract

활성 또는 기능 첨가제가 태양열 디바이스, 스마트 윈도우, 디스플레이 등등을 포함하는 다양한 전자 또는 광전자 디바이스의 콤포넌트로서 사용되기 위해 호스트 물질의 표면내로 임베이드된다. 표면 임베이드된 디바이스 콤포넌트는 그들 화합물 및 제조 프로세스로부터 야기되는 비용 절감 뿐만 아니라 개량된 성능을 제공한다.

Description

표면 임베이드된 첨가제를 가진 디바이스 콤포넌트 및 이와 관련된 제조 방법{DEVICE COMPONENTS WITH SURFACE-EMBEDDED ADDITIVES AND RELATED MANUFACTURING METHODS}
본 발명은 임베이드된 첨가제를 가진 구조물에 관한 것이고, 더욱 상세하게는 전기 도전성, 열 도전성, 스펙트럼 시프팅, 흡수 개선 및 컬러 변화 등의 기능을 부여하는 표면 임베이드된 첨가제를 가진 디바이스 콤포넌트에 관한 것이다.
활성 또는 기능 입자의 결합에 의한 기능화된 구조물은 많은 분야에서 관심 영역이다. 종래의 방법은 벌크 결합을 포함하고, 입자가 베이스 물질의 벌크 전체에 분산되는 것이다. 벌크 결합은 균일하지 않은 혼합 및 베이스 물질내에 입자의 덩어리와 베이스 물질의 처리에 좋지 않은 영향을 포함하여 다양한 결점을 가진다. 벌크 결합은 또한 표면에 입자를 노출하는 것이라면, 다수의 입자가 베이스 물질의 내부에 분산된 채 남아 있기 때문에 효율적이지 못하다. 다른 종래의 방법으로 코팅 처리가 있다. 코팅 처리는 균일하지 않은 혼합, 코팅 물질 내에 입자의 덩어리, 빈약한 접착력, 박리 및 높은 거칠기를 포함하는 다양한 결점이 또한 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해, 표면 임베이드된 디바이스 콤포넌트의 개발 및 이와 관련된 제조 방법에 대한 개발이 요구된다.
본 발명의 실시예는 태양열 디바이스, 스마트 윈도우, 디스플레이, 터치 센서 패널, 터치 디스플레이 등등을 포함하는 다양한 전자 또는 광전자 디바이스의 콤포넌트로서 사용되기 위해 호스트 물질의 표면내로 임베이드되는 활성 또는 기능 첨가제에 관한 것이다.
표면 임베이드된 디바이스 콤포넌트의 실시예는 그들 화합물 및 제조 프로세스로부터 야기되는 비용 절감 뿐만 아니라 개량된 성능을 제공한다. 디바이스 콤포넌트는, 예를 들어 호스트 물질의 바람직한 특성은 유지하고 최종 표면 임베이드된 디바이스 콤포넌트에 추가의 바람직한 특성, 예를 들어 전기 도전성 및 스펙트럼 시프팅을 부여할 수 있으면서, 첨가제가 호스트 물질내로 물리적으로 임베이드되는 표면 임베이딩 프로세스에 의해 제조될 수 있다.
본 발명의 다른 관점 및 실시예가 상정될 수 있다. 상술한 본 발명의 해결 수단이나 후술하는 상세한 설명은 본 발명을 특정 실시예로 한정하는 것은 아니고 본 발명의 여러 실시예를 기술하는 목적으로 이해되어야 한다.
표면 임베이드된 디바이스 콤포넌트의 실시예는 그들 화합물 및 제조 프로세스로부터 야기되는 비용 절감 뿐만 아니라 개량된 성능을 제공한다. 디바이스 콤포넌트는, 예를 들어 호스트 물질의 바람직한 특성은 유지하고 최종 표면 임베이드된 디바이스 콤포넌트에 추가의 바람직한 특성, 예를 들어 전기 도전성 및 스펙트럼 시프팅을 부여할 수 있으면서, 첨가제가 호스트 물질내로 물리적으로 임베이드되는 표면 임베이딩 프로세스에 의해 제조될 수 있다.
도 1a 는 첨가제가 디바이스 층의 대부분을 통하여 혼합되는 디바이스 콤포넌트를 도시하고,
도 1b 는 다른 디바이스 층의 상부에 있는 하나의 디바이스 층을 통하여 첨가제가 혼합되는 디바이스 콤포넌트를 도시하고,
도 1c 는 첨가제가 디바이스 층의 상부에 표면적으로 또는 표면 증착되는 디바이스 콤포넌트를 도시하고,
도 1d 내지 도 1i 는 본 발명의 실시예에 따라 구현된, 다양한 표면 임베이드된 디바이스 콤포넌트를 도시하고,
도 2a 내지 도 2h 는 본 발명의 실시예에 따라 구현된, 추가의 표면 임베이드된 디바이스 콤포넌트를 도시하고,
도 3 은 본 발명의 실시예에 따라, 파장의 함수로서 해발에서의 AM1.5-G 태양 스펙트럼을 도시하고,
도 4 는 본 발명의 실시예에 따라, 첨가제의 로딩 레벨 대 저항의 대수 플롯을 도시하고,
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 실시예에 따라, 표면 임베이드된 디바이스 콤포넌트를 형성하기 위한 제조 방법을 도시하고,
도 6 내지 도 8 은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 태양열 디바이스를 도시하고,
도 9 는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 윈도우를 도시하고,
도 10 은 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 디바이스를 도시하고,
도 11 은 본 발명의 실시예에 따라, 호스트 물질의 임베이딩 표면에 대한 첨가제 농도의 다양한 구성을 도시하고,
도 12 는 본 발명의 실시예에 따른 다른 형태의 터치 센서 및 디스플레이를 나타내는 다수의 전자 디바이스 구조를 도해도이다.
다음의 정의는 본 발명의 실시예와 관련하여 기술되는 다양한 발명의 내용에 적용된다. 이러한 정의는 또한 여기서 확장된 의미로 사용될 수 있다.
여기서, 단수의 의미로 사용된 관사는 특별히 다르게 지시하지 않는 한 복수를 포함한다. 따라서, 예를 들어 물체라면 하면, 특별히 다르게 지시하지 않는 한 복수의 물체를 포함할 수 있다.
여기서, "세트"는 하나 이상의 물체의 집합체를 의미한다. 예를 들어 일 세트의 물체는 하나의 물체 또는 복수의 물체를 포함한다. 세트의 물체는 또한 세트의 구성으로서 언급될 수 있다. 세트의 물체는 동일하거나 다를 수 있다. 몇몇 실시예에서, 세트의 물체는 하나 이상의 공통 특성을 공유할 수 있다.
여기서, "인접한"은 가까이 있거나 서로 접하는 것을 의미한다. 인접한 물체는 서로 간격을 두고 이격될 수 있고, 실제로 또는 직접적으로 서로 접촉할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 인접하는 물체는 서로 연결되어 있을 수 있고, 서로 일체로 형성될 수 있다.
여기서, "연결하다", "연결된" 및 "연결"은 작동적인 커플링 또는 결합을 의미한다. 연결된 물체는 서로 직접적으로 커플링될 수 있고, 다른 세트의 물체를 통해 서로 간접적으로 커플링될 수 있다.
여기서, "실질적으로" 및 "실질적인"은 상당한 정도 및 크기를 의미한다. 이벤트 또는 상황과 연관되어 사용되었을 때, 이 용어는 이벤트나 상황이 여기에 기술된 제조 방법의 전형적인 공차 수준과 같은 거의 근사치로 발생하거나, 이벤트나 상황이 정확히 발생하는 경우를 의미한다.
여기서, "부가" 및 "부가적인"은 후술되는 이벤트나 상황이 발생하거나 발생하지 않을 수 있음을 의미하고, 이러한 용어는 이벤트나 상황이 발생하는 경우 및 발생하지 않는 경우를 포함한다.
여기서, "내부", "내부의", "외부", "외부의", "상부", "하부", "전면", "후방", "후면", "상부의", "상부로", "하부", "하부로", "수직", "수직으로", "측면", "측면으로", "위", 및 "아래"와 같은 상대적인 용어는, 예를 들어 도면에 따라, 서로에 대해 일 세트의 물체의 방향을 의미하는 것이고, 제조 및 사용하는 동안의 이런 물체의 특정 방향을 의미하는 것은 아니다.
여기서, "서브-나노미터 범위" 또는 "서브-nm 범위"는 0.1nm 내지 1nm 와 같은 1nm 이하의 디멘젼 범위를 의미한다.
여기서, '나노미터 범위" 또는 "nm 범위"는 약 1nm 내지 약 1㎛와 같은 디멘젼 범위를 의미한다. 나노미터 범위는 약 1nm 내지 약 10nm 범위의 디멘젼 범위를 의미하는 "하부 나노미터 범위", 약 10nm 내지 약 100nm 범위의 디멘젼 범위를 의미하는 "중간 나노미터 범위", 약 100nm 내지 약 1㎛ 범위의 디멘젼 범위를 의미하는 "상부 나노미터 범위"를 포함한다.
여기서, "마이크로미터 범위" 또는 "㎛ 범위"는 약 1㎛ 내지 약 1mm 와 같은 디멘젼 범위를 의미한다. 마이크로미터 범위는 약 1㎛ 내지 약 10㎛ 범위의 디멘젼 범위를 의미하는 "하부 마이크로미터 범위", 약 10㎛ 내지 약 100㎛ 범위의 디멘젼 범위를 의미하는 "중간 마이크로미터 범위", 약 100㎛ 내지 약 1mm 범위의 디멘젼 범위를 의미하는 "상부 마이크로미터 범위"를 포함한다.
여기서, "액스펙트 비"는 물체의 가장 큰 디멘젼 또는 정도와 물체의 다른 디멘젼 또는 정도의 평균의 비를 의미하고, 상기 다른 디멘젼은 가장 큰 디멘젼 및 서로에 대해 직교하는 것이다. 몇 실시예에서, 물체의 다른 디멘젼은 실질적으로 동일거나, 다른 디멘젼의 평균은 실질적으로 다른 디멘젼의 어느 것에 대응될 수 있다. 예를 들어, 실린더의 액스펙트 비는 실린더의 길이와 실린더의 단면 직경의 비를 의미한다. 다른 예로서, 회전 타원체의 액스펙트 비는 회전 타원체의 긴 축과 회전 타원체의 짧은 축의 비를 의미한다.
여기서, "서브 나노 크기 첨가제"는 적어도 하나의 서브 나노미터 범위의 디멘젼을 가지는 첨가제를 의미한다. 서브 나노 크기 첨가제는 다양한 형태를 가질 수 있고, 다양한 물질로 형성될 수 있다.
여기서, "나노 크기 첨가제는"는 적어도 하나의 나노미터 범위의 디멘젼을 가지는 첨가제를 의미한다. 나노 크기 첨가제는 다양한 형태를 가질 수 있고, 다양한 물질로 형성될 수 있다. 나노 크기 첨가제의 예는 나노 와이어, 나노 튜브, 나노 플레이트, 나노 입자를 포함한다.
여기서, "나노 와이어"는 실질적으로 고체인, 길다란 나노 크기의 첨가제를 의미한다. 전형적으로, 나노 와이어는 나노미터 범위의 측방향 디멘젼(예를 들어, 폭, 직경 또는 직교하는 방향에 걸친 평균을 나타내는 폭 또는 직경의 형태의 단면적 디멘젼), 마이크로미터 범위의 길이방향 디멘젼(예를 들어, 길이), 및 3 이상의 액스펙트 비를 가진다.
여기서, "나노 플레이트"는 실질적으로 고체인, 평면 형상의 나노 크기 첨가제를 의미한다.
여기서, "나노 튜브"는 길다란 중공의 나노 크기 첨가제를 의미한다. 전형적으로, 나노튜브는 나노미터 범위의 측방향 디멘젼(예를 들어, 폭, 외경, 또는 직교하는 방향에 걸친 평균을 나타내는 폭 또는 외경 형태의 단면적 디멘젼), 마이크로미터 범위의 길이방향 디멘젼(예를 들어, 길이), 및 3 이상의 액스펙트 비를 가진다.
여기서, "나노 입자"는 회전 타원체의 나노 크기 첨가제를 의미한다. 전형적으로, 나노 입자의 각각의 디멘젼(예를 들어, 폭, 외경, 또는 직교하는 방향에 걸친 평균을 나타내는 폭 또는 외경 형태의 단면적 디멘젼)은 나노미터 범위이고, 나노 입자는 약 1과 같은 3 이하의 액스펙트 비를 가진다.
여기서, "마이크로 크기 첨가제는"는 적어도 하나의 마이크로미터 범위의 디멘젼을 가지는 첨가제를 의미한다. 전형적으로, 마이크로 크기 첨가제의 각각의 디멘젼은 마이크로미터 범위이거나 마이크로미터 범위 이상이다. 마이크로 크기 첨가제는 다양한 형태를 가질 수 있고, 다양한 물질로 형성될 수 있다. 마이크로 크기 첨가제의 예는 마이크로 와이어, 마이크로 튜브, 마이크로 입자를 포함한다.
여기서, "마이크로 와이어"는 실질적으로 고체인, 길다란 마이크로 크기의 첨가제를 의미한다. 전형적으로, 마이크로 와이어는 마이크로미터 범위의 측방향 디멘젼(예를 들어, 폭, 직경 또는 직교하는 방향에 걸친 평균을 나타내는 폭 또는 직경의 형태의 단면적 디멘젼),및 3 이상의 액스펙트 비를 가진다.
여기서, "마이크로 튜브"는 길다란 중공의 마이크로 크기 첨가제를 의미한다. 전형적으로, 마이크로 튜브는 마이크로미터 범위의 측방향 디멘젼(예를 들어, 폭, 외경, 또는 직교하는 방향에 걸친 평균을 나타내는 폭 또는 외경 형태의 단면적 디멘젼) 및 3 이상의 액스펙트 비를 가진다.
여기서, "마이크로 입자"는 회전 타원체의 마이크로 크기 첨가제를 의미한다. 전형적으로, 마이크로 입자의 각각의 디멘젼(예를 들어, 폭, 외경, 또는 직교하는 방향에 걸친 평균을 나타내는 폭 또는 외경 형태의 단면적 디멘젼)은 마이크로미터 범위이고, 마이크로 입자는 약 1과 같은 3 이하의 액스펙트 비를 가진다.
여기서, "자외선 범위"는 약 5nm 내지 400nm의 파장의 범위를 의미한다.
여기서, "가시광선 범위"는 약 400nm 내지 700nm의 파장의 범위를 의미한다.
여기서, "적외선 범위"는 약 700nm 내지 2mm의 파장의 범위를 의미한다.
여기서, "봉합재"는 도기 또는 도기류 물질, 전면 시트, 중간층, 광학적으로 투명한 접착제(OCA), 및/또는 외부 환경으로부터 장벽이 되도록 전자 디바이스를 봉합하거나 실링하거나 광학 접착 물질로서 이용되는 후면 시트를 의미한다. 몇 실시예에서, 봉합재는 봉합 물질 및 전면 시트로 다 이용될 수 있다. 몇 실시예에서 봉합재는 하나 이상의 다음 물질을 포함할 수 있다: 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA), 폴리비닐 부티랄(PVB), 이오노머, 열플라스틱 폴리우레탄(TPU), 열플라스틱 폴리오레핀(TPO), 열플라스틱 탄성체(TPE), 실리콘, 실록산, 다른 폴리머, 다이아몬드 상 카본 박막, 졸-겔, 규산 나트륨, 테오넥스® 펜, 테플론®, 메리넥스® 에스티, 엘박스® PV EVA, 듀퐁 PV5200 봉합재, 듀퐁 PV5300 봉합재, 다우코닝 PV-6100 봉합재, 1-2577 로 VOC 코팅, 1-2620 로 VOC 코팅, PV-6150 셀 봉합재, PV 도기 에이전트, PV 실런트, 다우 경량 폴리오레핀 봉합재 필름, STR EVA 포토캡® A9918P/UF, STR 포토캡 25539P 열플라스틱 봉합재, STR 적층재, 솔루티아 비스타태양열 EVA, 에티멕스 태양열 게엠바하 봉합재, 사플렉스 PVB, 살펙스 PG41 얇은 게이지 봉합재, 사이텍 봉합재, 듀퐁 PV5400 이오노머 봉합재 시트, 엘스워스 에폭시 봉합재, V-gool EVA 봉합재, 빅스비 빅스큐어 EVA, 새인트-코바인 라이트스위치 프론트시트 중합체, 새인트-코바인 라이트스위치 봉합재, 3M 8171, 3M 8172, 또는 다른 조합이나 표준 봉합재의 변형, 전면 시트 또는 후면 시트 물질과 같이 봉합재로 이용가능한 봉합재를 포함한다.
표면 임베이드된 첨가제를 가지는 디바이스 콤포넌트
본 발명에 기재된 표면 임베이드된 디바이스 콤포넌트는 활성 또는 기능 첨가제를 포함함으로써 바람직한 특성을 추구하는 다른 가능한 접근 방법들과 다르다. 도 1A 내지 도 1C에는 도 1D 내지 도 1I 및 도 2A 내지 도 2H에 도시된 개선된 표면 임베이드된 디바이스 콤포넌트와 대비되는 다른 세 가지 접근 방법들이 도시되어 있다.
도 1A는 디바이스 층(104)에 벌크로 혼합되어 있는 첨가제(102)를 가지는 디바이스 콤포넌트(100)를 도시한다. 도 1B는 디바이스 콤포넌트(106)를 도시하는데, 상기 디바이스 콤포넌트(106)에는 첨가제(108)가 하나의 디바이스 층(110) 전체에 혼합되어 있고, 상기 하나의 디바이스 층(110)은 첨가제(108)와 함께 다른 디바이스 층(112)의 상부에 코팅되거나 그렇지 않으면 위치된다. 도 1C는 첨가제(116)가 디바이스 층(118)의 상부 표면에 표면적으로 또는 표면 임베이드된되어 있는 디바이스 콤포넌트(114)를 도시한다. 도 1C에 도시된 구성은 표면 임베이드된 첨가제(116)가 디바이스 층(118)에 낮은 접착성을 가질 수 있다.
반면에, 본 발명의 일 실시예에 따른 다양한 표면 임베이드된 디바이스 콤포넌트들(120, 122, 124, 126, 128, 170)이 도 1D 내지 도 1I에 도시된다. 도 1D에 따르면, 표면 임베이드된 첨가제(130)의 일부는 전자 디바이스 또는 광전자 디바이스의 다른 구성요소 또는 디바이스 층에 상응하는 호스트 물질(132)의 임베이딩 표면(134) 상부에 부분적으로 노출되고 부분적으로 임베이드된다. 상기 임베이딩 표면(134)은 호스트 물질(132)의 하부 표면이 될 수도 있다. 도 1D에 따르면, 상기 첨가제(130)는 호스트 물질(132)의 임베이딩 영역(138) 내에 위치하고, 상기 임베이딩 표면(134)에 인접하여 국부적으로 위치하고, 호스트 물질(132)의 나머지 부분은 넓게 첨가제(130)가 없는 영역을 가진다. 본 실시예에서 상기 임베이딩 영역(138)은 상대적으로 얇고(예를 들어, 호스트 물질(132)의 전체 두께보다 작거나 상당히 작은 두께를 가지거나, 첨가제(130)의 특성 직경에 상응하는 두께를 가짐), 그러므로 "평면" 또는 "평면 같은"으로 고려될 수 있다. 상기 호스트 물질(132)을 특정 폴리머 또는 폴리머를 포함하는 조성물과 같은 적절한 선택을 함에 따라, 디바이스 콤포넌트(120)는 투명하거나 플렉서블하거나 가벼운 특성을 가질 수 있다. 그러나, 다른 실시예에서는 디바이스 콤포넌트(120)는 반드시 투명하거나 플렉서블할 필요는 없다. 상기 디바이스 콤포넌트(120)(여기서 언급되는 다른 표면 임베이드된 구조들도 마찬가지임)는 종래 구조보다 훨씬 평탄할 수 있다. 표면 거칠기는 디바이스 층간에 침투를 이끌수 있어 디바이스 층간의 낮은 접착성, 박리, 및 다른 부작용을 가지고 올 수 있으므로 높은 평탄성(smoothness)또는 낮은 거칠기(roughness)를 가지는 것은 바람직하다.
도 1E는 전자 디바이스 또는 광전자 디바이스 의 다른 콤포넌트 또는 디바이스 층에 상응하는 호스트 물질(142)의 임베이딩 표면(140)의 상부에 완전히 임베이드된 표면 임베이드된 첨가제(136)를 도시한다. 상기 임베이딩 표면(140)은 호스트 물질(142)의 바닥 표면이 될 수도 있다. 도 1E에 따르면, 상기 첨가제(136)는 호스트 물질(142)의 임베이딩 영역(144) 내에 위치하고, 상기 임베이딩 표면(142)에 인접하여 국부적으로 위치하고, 호스트 물질(142)의 나머지 부분은 넓게 첨가제(136)가 없는 영역을 가진다. 본 실시예에서 상기 임베이딩 영역(144)은 상대적으로 얇고(예를 들어, 호스트 물질 142의 전체 두께보다 적거나 상당히 적은 두께를 가지거나, 첨가제(136)의 특성 직경에 상응하는 두께를 가짐), 그러므로 "평면" 또는 "평면 같은"으로 고려될 수 있다. 이런 식으로, 첨가제(136)는 비교적 특정 의 균일한 거리만큼 임베이딩 표면(140)의 하부에 완전히 임베이드됨에도 불구하고, 거의 평면 구성을 유지할 수 있다. 또한, 상기 호스트 물질(142)를 특정 폴리머 또는 폴리머를 포함하는 조성물과 같은 적절한 선택을 함에 따라, 디바이스 콤포넌트(122)는 투명하거나 플렉서블하거나 가벼운 특성을 가질 수 있다. 그러나 다른 실시예에서는 디바이스 콤포넌트(122)는 투명하거나 플렉서블 할 필요는 없다. 도 1I는 도 1E와 유사하나, 첨가제(172)가 호스트 물질(174)의 임베이딩 표면(172)의 상부(또는 바로 밑에)에 인접하여 완전히 임베이드되어 있다는 점에서 차이가 있다.
도 1F는 전자 디바이스 또는 광전자 디바이스의 다른 콤포넌트 또는 디바이스 층에 상응하는 호스트 물질(150)의 임베이딩 표면(148)의 상부에 완전히 임베이드된 표면 임베이드된 첨가제(146)를 도시한다. 상기 임베이딩 표면(148)은 호스트 물질(150)의 바닥 표면이 될 수도 있다. 도 1F에 따르면, 상기 첨가제(146)는 호스트 물질(150)의 임베이딩 영역(152) 내에 위치하고, 상기 임베이딩 표면(148)에 인접하여 국부적으로 위치하고, 호스트 물질(150)의 나머지 부분은 넓게 첨가제(146)가 없는 영역을 가진다. 본 실시예에서는 상기 임베이딩 영역(152)의 두께는 첨가제(146)의 특성 직경(예를 들어, 복수의 첨가제(146) 중의 어느 하나의 개별 직경 또는 복수의 첨가제(146)의 평균 직경)보다 크지만, 여전히 호스트 물질(150)의 전체 두께보다는 적거나 훨씬 적다. 상기 첨가제(146)는 다층의 임베이딩 영역(152)내에 배열되거나 분포할 수 있고, 임베이딩 표면(148)의 하부에 완전히 임베이드됨에도 불구하고 거의 평탄한 구성을 유지하는 특정 층을 가질 수 있다. 한편, 도 IF에 도시되지 않았으나, 도 IF와 유사한 다른 실시예에서는, 첨가제(146)가 호스트 물질(150)의 임베이딩 표면(148)에 부분적으로 노출될 수도 있다.
도 1G는 표면 임베이드된 첨가제(154)가 디바이스의 다른 층(160)의 상부에 위치하거나 코팅되는 하나의 디바이스 층에 상응하는 호스트 물질(158)의 임베이딩 표면(156)의 상부에 일부는 노출되고 일부는 삽입되는 것을 도시한다. 호스트 물질(158)은 기판으로 제공되는 디바이스 층(160)의 상부에 위치하고, 코팅층 또는 슬러리나 페이스트 같은 다른 보조 물질로서 구현될 수 있다. 도 1G에 따르면, 상기 첨가제(154)는 호스트 물질(158)의 임베이딩 영역(162) 내에 위치하고, 상기 임베이딩 표면(156)에 인접하여 국부적으로 위치하고, 호스트 물질(158)의 나머지 부분은 넓게 첨가제(154)가 없는 영역을 가진다. 또한, 첨가제(154)의 특성 직경에 상응하는 두께로 비교적 얇게 코팅되는 경우에는, 첨가제(154)는 호스트 물질(158) 내에 많은 비중을 가지면서 분포될 수 있다. 본 실시예에서는 상기 임베이딩 영역(162)은 비교적 얇고, 따라서 "평면" 또는 "평면 같은" 고려될 수 있다. 한편, 도 1G에 도시되지 않았으나, 도 IG와 유사한 다른 실시예에서는, 첨가제(154)가 호스트 물질(158)의 임베이딩 표면(156)의 하부에 완전히 임베이드될 수도 있다. 도 1H는 표면 임베이드된 첨가제(164)가 호스트 물질(166)을 가로질러 위치하면서 규칙적인 패턴을 형성하는 것을 도시한다. 상기 첨가제(164)는 호스트 물질(166)의 임베이딩 영역 내에 국부적으로 위치하고, 임베이딩 표면(168) 상부에 부분적으로 임베이드되거나(예를 들어, 도 1D 및 도 1G와 유사), 임베이딩 표면(168) 아래에 완전히 임베이드되거나(예를 들어, 도 1E, 도 1I 및 도 1F와 유사), 또는 이들의 조합일 수 있으나, 상기 첨가제(164)는 상기 호스트 물질(166)에 전반적으로 균일하게 위치하는 것이 아니라, 패턴의 형상이라고 할 수 있다. 한편, 도 1H에는 격자 패턴이 도시되었지만, 일반적으로 패턴은, 다이아몬드 패턴, 사각 패턴, 직각 패턴, 삼각 패턴, 다양한 다각형 패턴, 물결 패턴, 각 패턴, 상호교차 패턴(예를 들어, 전기 디바이스 혹은 광전기 디바이스 등의 회로를 구성하는 패턴) 및 이들의 조합과 같은 규칙적인 패턴 외에도 불규칙, 비주기적 또는 랜덤한 패턴을 포함할 수 있다. 도 1H에 따르면, 패턴이 형성됨에도 불구하고, 패턴의 선 부분을 확대해서 볼 경우, 개개의 선 부분의 구성은 도 1D 내지 도 1G 및 이하 도 2에 도시된 구성과 이들의 조합과 유사한 표면 임베이드된 첨가제를 포함한다. 또한, 전기 전도성, 열 전도성 및 흡수성 강화와 같은 특성을 제공하기 위해, 상기 첨가제(164)(도 1D 내지 도 1G, 도 1I 및 이하 도2의 첨가제도 마찬가지임)는, 종단 치수가 평균적으로 패턴의 특성 길이(예를 들어, 개별 선 부분의 길이) 보다 짧거나, 종단 치수가 패턴의 특성 폭(예를 들어, 개별 선 부분의 폭) 보다 길거나, 또는 둘 다인, 은(Ag) 나노 와이어, 구리(Cu) 나노 와이어, 또는 이들의 조합과 같은 금속 나노 와이어를 포함할 수 있다. 또한, 금속 나노 와이어와 함께 또는 이를 대신하여, 은 나노 입자를 포함하는 나노 입자 또는 다른 금속 나노 입자와 같은 다른 종류의 첨가제들 또는 첨가제들의 다른 조합등이 사용될 수 있다. 임의의 실시예에서, 상기 첨가제(164)는 태양열 디바이스, 터치 센서, 스마트 윈도우 등의 디바이스 내에 사용되는 배선(interconnects) 또는 인터커넥션 그리드(interconnection grid)의 역할을 할 수 있는 고체선을 형성하기 위해 소결되거나 용해될 수 있다. 이러한 실시예들은 종래 대비, 전도성을 방해하거나 저항을 증가시키고 박리가 잘되는 경향이 있는 코팅물질이나 다른 바인딩 물질을 생략할 수 있고, 내구성을 향상시키는 등의 장점이 있다.
도 2A 내지 도 2H는 표면 임베이드된 디바이스 콤포넌트들의 다른 실시예가 도시되어 있다. 도 2A 내지 도 2H에 도시된 표면 임베이드된 디바이스 콤포넌트들의 일부 구성요소는 도 1D 내지 도 1I에 도시되고 설명된 바와 유사한 방식으로 구현될 수 있고, 중복된 설명은 생략한다.
도 2A는 다른 종류의 나노 와이어, 다른 종류의 나노 튜브, 또는 이들의 조합의 형태로 있는 적어도 두가지 다른 종류의 첨가제(200, 202)를 도시한다. 일반적으로, 첨가제(200, 202)는 예를 들어, 직경, 모양, 물질 조성, 또는 이들의 조합 등이 다를 수 있다. 도 2A에 도시된 바와 같이, 상기 첨가제(200, 202)는 다층 배열과 같은 특정한 배열의 임베이딩 영역(204) 내에 국부적으로 존재한다. 다른 종류의 첨가제가 다른 층 간에 걸칠 수 있으나, 각각의 층은 각각의 다른 종류의 첨가제를 주로 포함한다. 이와 같은 첨가제(200, 202)의 다층 배열은 각각의 임베이딩 영역들 내에 서로 다른 종류의 첨가제가 국부적으로 위치한 다른 임베이딩 영역에 관해서도 설명될 수 있다. 첨가제(200, 202)는 완전히 임베이드된 것으로 도시되었으나, 첨가제(200, 202)의 적어도 일부는 부분적으로 임베이드되고 부분적으로 노출될 수도 있다. 도 2B는 도 2A와 유사하나, 적어도 두개의 다른 첨가제(206, 208)가 다른 종류의 나노 입자의 형태이다. 여기서, 나노 입자는 나노 와이어 및 나노 튜브의 각각 또는 함께 조합에 포함될 수도 있다. 또한 다른 실시예에서는 첨가제의 특정 종류에 관해 다른 종류의 첨가제로 구현될 수 있다. 첨가제(206, 208)는 완전히 임베이드된 것으로 도시되었으나, 첨가제(200, 202)의 적어도 일부는 부분적으로 임베이드되고 부분적으로 노출될 수도 있다.
도 2C는 표면 임베이드된 첨가제(210)가 디바이스의 어느 한 층에 상응하는 호스트 물질(212) 내에 부분적으로 임베이드되어 있는 것을 도시하고 있고, 상기 디바이스의 다른 층(214)은 첨가제(210) 주변에 코팅물질이 채워져서 구현되고, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 첨가제(210)는 완전치 덥혀지거나 일부 노출된 채로 남아있다. 상기 디바이스의 다른 층(214)은, 태양열 디바이스의 컨텍스트 내의 일함수를 조정하기 위한 버퍼층으로 제공하거나, 표면 임베이드된 첨가제(210)에 의해 제공되는 도전성 경로와 조합하거나, 대신하여, 전류의 흐름을 위한 전도성 경로를 제공하기 위해, 전기 전도성 물질 또는 반도체 (예를 들어, 인듐 주석 산화물 ( "ITO"), ZnO (I), ZnO : Al, ZnO : B, SnO2 : F, Cd2SnO4, CdS, ZnS, 다른 도핑 금속 산화물, 전기 전도성 또는 반전도성 폴리머, 풀러렌 기반 코팅, 탄소 나노 튜브 기반 코팅, 또는 투명한 다른 전기적 전도성 물질과 같은)로 이용되어 구현되는 경우, 호스트 물질(212)(또는 여기서 언급된 다른 호스트 물질)과 동일하거나 유사한 조성을 가지거나, 부가적인 또는 수정된 기능을 제공하기 위해 다른 조성을 가질 수 있다. 예를 들어, ITO의 경우, 상기 표면 임베이드된 첨가제(210)의 존재는 첨가제(210)의 없는 경우에 비해 사용되는 ITO의 양을 줄여 원가절감 효과가 있고, 상기 디바이스의 다른 층(214)의 두께를 줄일 수 있다. 예를 들어, 두께는 약 100nm보다 적고, 약 75nm보다 크지 않고, 약 50nm 보다 크지 않고, 약 40nm보다 크지 않고, 약 30nm 보다 크지 않고, 약 20nm 보다 크지 않고, 약 10m보다 크지 않고, 약 5nm 또는 더 적게까지 줄어들 수 있다. 추가적으로, 상기 표면 임베이드된 첨가제(210)의 존재는 ITO를 스퍼터링 대신에 저온에서 처리하는 액상 도포를 가능하게 한다. 첨가제(210)는 고온 처리 없이 액상 도포된 ITO에 의해 나타난 감소된 전도성을 완화시킬 수 있어, 결과적으로, 비교적으로 낮은 전도성 ITO 층은 여전히 일함수 매칭을 만족할 수 있다. 또한 첨가제(210)는 패턴(예를 들어, 격자 패턴 또는 도 1H에 대하여 상술된 바와 같은 다른 매칭 패턴)으로 배열될 수 있고, 디바이스 층(214)은 실질적으로 매칭되는 패턴(예를 들어, 매칭되는 격자 패턴, 또는 상기 도 1H의 설명에 기재된 매칭되는 임의의 다른 패턴)으로 형성되어 상기 첨가제(210)를 완전히 덥거나, 일부 노출된 채로 남겨둘 수 있다. 한편, 이를 대체하거나 또는 함께, 첨가제(210)의 네트워크가 증착되거나 다른 방식으로 도포되는 규칙적인 도전 격자에 의해 보충될 수 있다.
도 2C에 도시된 표면 임베이드된 디바이스 콤포넌트는, 첨가제(210)가 프로젝트 방식의 정전식 터치 센서, 정전식 터치 센서, 저항식 터치 센서, 또는 이들의 조합을 구성할 수 있어, 터치 센서 패널, 터치 센서, 또는 터치 디스플레이 등에 이용할 수 있다. 임의의 실시예에서는, 상기 호스트 물질(212)은, 예를 들어, 광학용 투명 접착제(OCA)이다. 임의의 실시예에서는, 첨가제(210)는 패턴이 있거나, 패턴이 없거나, 또는 이들의 조합에 따른 투명 도전 전극으로 제공된다. 이와 같은 몇가지 실시예는 터치 센서내에 포함되는 다수의 층을 줄이는데 도움이 된다.
도 2D는 도 1D와 유사하나, 나노 와이어(218)(또는 다른 높은 액스팩트비를 가지는 첨가제)와 함께 표면 임베이드된 나노 입자(216)를 가지고, 이들이 평면 또는 평면 같은 임베이딩 영역(222) 내에 위치하는 것을 도시한다. 도시되지 않았으나, 나노 입자(216) 및 나노 와이어(218)는 완전히 임베이딩 표면(220)의 상부 아래에 놓일 수 있다(예를 들어, 도 1E, 1F, 1I에 도시된 실시예와 유사함).
도 2E는 도 1D와 유사하나, 다른 종류의 나노 와이어, 다른 종류의 나노 튜브, 또는 이들의 조합의 형태인 적어도 두개의 다른 종류의 첨가제(224, 226)을 가지는 것을 도시한다. 도시되지 않았으나, 다른 종류의 첨가제(224, 226)은 각각 또는 함께 완전히 임베이딩 표면(228)의 상부 아래에 놓일 수 있다(예를 들어, 도 1E, 1F, 1I에 도시된 실시예와 유사함).
도 2F는 호스트 물질(230)의 양쪽 면에 첨가제가 추가된 것을 도시한다. 특히, 첨가제(232)의 적어도 일부는, 호스트 물질(230)의 상부 임베이딩 표면(236)에 인접하여 호스트 물질(230)의 임베이딩 영역(240) 내에 국부적으로 위치하고 호스트 물질(230)의 상부 임베이딩 표면(236) 내에 임베이드되어 있고, 첨가제(234)는 적어도 일부는 호스트 물질(230)의 하부 임베이딩 표면(238)에 인접하여 호스트 물질(230)의 임베이딩 영역(242) 내에 국부적으로 위치하고, 호스트 물질(230)의 하부 임베이딩 표면(238)에 임베이드되어 있다. 호스트 물질(230)의 어느 특정 면에 대해 호스트 물질(230) 내에 임베이드된 첨가제를 늘리거나, 위에 언급되거나, 이후 아래에 언급되는 방식과 유사한 방식으로 다른 종류의 첨가제의 포함을 구현할 수도 있다. 상기 첨가제(232, 234)는 호스트 물질(230) 내에 부분적으로 임베이드된 것으로 도시되었으나, 상기 첨가제(232, 234)의 적어도 일부는 호스트 물질(230) 내에 완전히 임베이드될 수 있다. 또한, 첨가제는 호스트 물질(230)의 부가적인 표면, 예를 들어 호스트 물질(230)의 측면 또는 어느 하나 혹은 이상의 모서리들과 같은 부가적인 표면 내에 임베이드될 수 있다.
도 2F에 도시된 표면 임베이드된 디바이스 콤포넌트는, 첨가제(232)가, 입사광을 받아 스펙트럼 시프팅을 수행함으로서, 태양열 디바이스의 광활성층의 밴드갭 에너지에 매칭되도록 하여, 태양열 디바이스의 봉합재 층 등에 유용할 수 있고, 상기 첨가제(234)는 전극이나 집전기(current collector) 역할을 할 수 있고, 나노 입자, 마이크로 입자, 나노 와이어, 마이크로 와이어, 나노 튜브, 마이크로 튜브, 또는 다른 형태 또는 이들을 조합한 형태로, 카본, 금속, 금속산화물, 카본 블랙, 그래핀, 또는 이들의 조합과 같은 전기전도성 물질을 포함할 수 있다. 도 2F에 도시된 표면 임베이드된 디바이스 콤포넌트는 봉합재 층 또는 다른 디바이스 층으로서 사용할 수 있고, 호환되지 않는 인광체와 같은 첨가제(232, 234)의 경우에는, 공간적으로 이격되어 있는 것이 바람직하다.
도 2F에 도시된 표면 임베이드된 디바이스 콤포넌트는, 첨가제(232, 234)가 프로젝트 방식의 정전식 터치 센서, 정전식 터치 센서, 저항식 터치 센서, 또는 이들의 조합을 구성하는데 상호작용할 수 있어, 터치 센서 패널, 터치 센서, 또는 터치 디스플레이 등에 이용할 수 있다. 임의의 실시예에서는, 상기 호스트 물질(230)은, 예를 들어, 광학용 투명 접착제(OCA)이다. 임의의 실시예에서는, 첨가제(232, 234)는 패턴이 있거나, 패턴이 없거나, 또는 이들의 조합에 따른 투명 도전 전극으로 제공된다. 이와 같은 몇가지 실시예는 터치 센서 내에 포함되는 다수의 층을 줄이는데 도움이 된다.
도 2G는 도 2C와 유사하나, 표면 임베이드된 첨가제(244)가, 디바이스의 다른 층(248)의 상부에 위치하는 코팅물질로서 구현되는 디바이스 층에 상응하는 호스트 물질(246) 내에 부분적으로 임베이드되고, 디바이스의 또 다른 층(250)은 첨가제(244) 주위의 적어도 한층에 코팅물질로서 구현되며 첨가제(244)와 전기적으로 연결되고, 첨가제(244)를 완전히 덥거나(도 2G에 도시된 바와 같이) 부분적으로 노출된 상태로 남겨둘 수 있다. 첨가제(244)를 완전히 덥음에 따라, 상기 디바이스 의 다른 층(250)의 표면은 매우 평탄할 수 있다(예를 들어, 평탄성 또는 거칠기는 첨가제(244)가 없는 경우의 디바이스 층(25)의 고유의 평탄성 또는 거칠기와 실질적으로 유사하다). 상기 디바이스 의 다른 층(250)은, 태양열 디바이스 의 컨텍스트 내의 일함수를 조정하기 위한 버퍼층으로 제공하거나, 표면 임베이드된 첨가제(244)에 의해 제공되는 도전성 경로와 조합하거나, 대신하여, 전류의 흐름을 위한 전도성 경로를 제공하기 위해, 전기 전도성 물질 또는 반도체 (예를 들어, ITO, ZnO (I), ZnO : Al, ZnO : B, SnO2 : F, Cd2SnO4, CdS, ZnS, 다른 도핑 금속 산화물, 전기 전도성 또는 반전도성 폴리머, 풀러렌 기반 코팅, 탄소 나노 튜브 기반 코팅, 또는 투명한 다른 전기적 전도성 물질과 같은) 로 이용되어 구현되는 경우, 호스트 물질(246)(또는 여기서 언급된 다른 호스트 물질)과 동일하거나 유사한 조성을 가지거나, 부가적인 또는 수정된 기능을 제공하기 위해 다른 조성을 가질 수 있다.
예를 들어, ITO의 경우, 상기 표면 임베이드된 첨가제(244)의 존재는 사용되는 ITO의 양을 줄여 원가절감 효과를 가져오고, 상기 디바이스 의 다른 층(214)의 두께를 줄일 수 있다(상대 첨가제(210)의 없는 경우에 비해). 예를 들어, 두께는 약 100nm 보다 적고, 약 75nm보다 크지 않고, 약 50nm 보다 크지 않고, 약 40nm보다 크지 않고, 약 30nm 보다 크지 않고, 약 20nm 보다 크지 않고, 약 10m보다 크지 않고, 약 5nm 또는 더 적게까지 줄어들 수 있다. 추가적으로, 상기 표면 임베이드된 첨가제(244)의 존재는 ITO를 스퍼터링 대신에 저온에서 처리하는 액상 도포를 가능하게 한다. 첨가제(244)는 고온 처리 없이 액상 도포된 ITO에 의해 나타난 감소된 전도성을 완화시킬 수 있어, 결과적으로, 비교적으로 낮은 전도성 ITO 층은 여전히 일함수 매칭을 만족할 수 있다. 또한 첨가제(244)는 패턴(예를 들어, 격자 패턴, 또는 치의 다른 층(250)은 실질적으로 첨가제의 패턴에 매칭되는 패턴(예를 들어, 매칭되는 격자 패턴, 또는 상기 도 1H의 설명에 기재된 매칭되는 임의의 다른 패턴)으로 형성되어 상기 첨가제(244)를 완전히 덥거나, 일부 노출된 채로 남겨둘 수 있다. 한편, 이를 대체하거나 또는 함께, 첨가제(244)의 네트워크가 증착되거나 다른 방식으로 도포되는 규칙적인 도전 격자에 의해 보충될 수 있다.
도 2H는 도 2F와 유사한 도면이고, 첨가제(260)의 적어도 일부는, 호스트 물질(262)의 상부 임베이딩 표면(264)에 인접하여 호스트 물질(262)의 임베이딩 영역(266) 내에 국부적으로 위치하고 호스트 물질(262)의 상부 임베이딩 표면(264) 내에 임베이드되어 있고, 첨가제(272)의 적어도 일부는 호스트 물질(262)의 하부 임베이딩 표면(268)에 인접하여 호스트 물질(262)의 임베이딩 영역(270) 내에 국부적으로 위치하고, 호스트 물질(262)의 하부 임베이딩 표면(268)에 임베이드되어 있다. 상기 첨가제(260, 272)가 호스트 물질(262) 내에 완전히 임베이드된 것으로 도시되었으나, 상기 첨가제(260, 272)의 적어도 일부는 부분적으로 임베이드되고 부분적으로 표면 노출될 수 있다. 실시예에서, 상기 호스트 물질(262)는, 호스트 물질(262)의 내부의 임베이딩 영역(276)에 국부적으로 존재하고 첨가제(260)과 첨가제(272)의 사이에 위치하는 중간첨가제(274)를 임베이드할 수 있다. 도 2H에 도시된 표면 임베이드된 디바이스 컴포넌트는, 첨가제 (260, 272)가 한쌍의 전극 역할을 하고, 첨가제(274)가 컬러 또는 광량을 조절하는 기능을 제공하여 스마트 윈도우 등에 이용할 수 있다.
본 발명의 표면 임베이드된 디바이스 콤포넌트의 일 양상은 호스트 물질 내에 수직방향에 따라서, 즉 상기 호스트 물질의 두께를 따라서, 첨가제의 농도 기울기를 제공하는 것이다. 벌크 조합 구성(도 1A에 도시)은, 균일한 농도 분포를 달성하는 것을 방해하는 응집이나 다른 영향이 있음에도 불구하고, 호스트 물질을 통과하여 수직 방향으로 균일한 농도 기울기를 제공하는 것이 목적이다. 종래의 코팅 구성(도 1B에 도시)에서는, 수직 첨가제 농도 기울기가 코팅물질과 기판의 하부 사이에 존재할 수 있으나, 종래의 코팅 방법은, 벌크 조합 구성과 유사하게, 코팅제를 통해서 균일한 수직 첨가제 농도 분포를 제공하는 것을 목적으로 한다. 한면, 상기 표면 임베이드된 디바이스 콤포넌트는 호스트 물질의 임베이딩 영역 내에 첨가제의 국부적인 집중에 따라서 가변적이고 제어가능한 수직의 첨가제 농도 기울기를 제공한다. 임의의 실시예에서, 임베이딩 영역 내에 존재하는 첨가제의 집중 정도는 첨가제의 적어도 많은 비율(중량, 부피, 또는 수밀도 등으로 측정시)이어야 한다. 예를 들어, 포함된 첨가제들의 적어도 약 60%(중량, 부피, 또는 수밀도 등으로 측정시) 정도이거나, 포함된 첨가제들의 적어도 약 70%(중량, 부피, 또는 수밀도 등으로 측정시) 정도이거나, 포함된 첨가제들의 적어도 약 80%(중량, 부피, 또는 수밀도 등으로 측정시) 정도이거나, 포함된 첨가제들의 적어도 약 90%(중량, 부피, 또는 수밀도 등으로 측정시) 정도이거나, 포함된 첨가제들의 적어도 약 95%(중량, 부피, 또는 수밀도 등으로 측정시) 정도일 수 있다. 예를 들어, 실질적으로 첨가제의 전부는 임베이딩 영역 내에 국부적으로 집중될 수 있고, 따라서, 호스트 물질의 나머지 부분은 실질적으로 첨가제가 없는 영역이다. 임의의 애플리케이션 및 임의의 디바이스 콤포넌트에서는, 벌크 조합 구성 또는 종래의 코팅 구성이 임베이딩 영역 내에 첨가제가 국부적으로 위치하는 것과 함께 혹은 대신하여 적용될 수 있다.
일반적으로 첨가제는 나노 크기 첨가제, 마이크론 크기 첨가제, 서브 나노 크기 첨가제 등의 형태로 될 수 있는, 전기 전도성 물질, 반도체, 인광체, 멀티크로믹 물질(multichromic material), 다른 종류의 물질 또는 이들의 조합을 포함한다. 또한, 첨가제는 콜로이드 및 원자나 분자종류로 용해되어 있는 원자 또는 분자종의 형태일 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 첨가제의 단면 수치(또는 복수의 첨가제의 평균적인 단면 수치)는 약 0.1nm에서 약 1nm의 범위이다. 임의의 실시예에서, 상기 단면 수치(또는 평균적인 단면 수치)는 약 1nm에서 약 100nm, 약 1nm에서 20nm, 약 20nm에서 약 100nm, 약 1nm에서 약 50, 약 100nm에서 약 1 , 약 1nm에서 약 100 또는 약 500nm에서 50의 범위이다. 몇몇 실시예에서는, 실질적으로 모든 첨가제는 약 0.1nm에서 약 1mm 또는 약 0.1nm에서 약 100 범위의 단면 수치를 가진다.
임의의 경우에는 첨가제가 전기 전도성 물질, 반도체, 또는 이들의 조합을 포함하여 전기 전도성을 가지는 것이 바람직하다. 전기 전도성 물질의 예시로는 금속(예를 들면, 은, 구리 및 금), 금속 합금, 은 나노와이어, 구리 나노와이어, 금 나노와이어, 탄소 기반의 조성물(예를 들어, 탄소 나노 튜브, 그래핀 및 벌키볼), 금속 산화물 및 선택적으로 도핑(예를 들어, ITO, ZnO(i), ZnO:Al, ZnO:B, SnO2:F, Cd2SnO4, CdS, ZnS, 및 다른 도핑된 금속 산화물)된 칼코게나이드(chalcogenides), 전기적 도전성 폴리머, 및 이들의 임의의 조합이 될 수 있다. 반도체 재료의 예시로는 도전성 폴리머, 그룹 IVB 요소(예를 들어, 탄소(C), 실리콘(Si) 및 게르마늄(Ge)), 그룹 IVB-IVB의 이원 합금(예를 들어, 탄화 규소(SiC) 및 실리콘 게르마늄(SiGe), 그룹 IIB-VIB의 이원 합금 (예를 들어, 카드뮴 셀렌(CdSe), 카드뮴 황화물(CdS), 카드뮴 텔 루리드(CdTe), 아연 산화물(ZnO), 아연 셀렌(ZnSe), 아연 텔루라이드(ZnTe) 및 아연 황화물(ZnS)), 그룹 IIB-VIB의 삼원 합금(예를 들어, 카드뮴 아연 텔루라이드(CdZnTe), 수은 카드뮴 텔루라이드(HgCdTe), 수은 아연 텔루라이드(HgZnTe), 및 수은 아연 셀렌(HgZnSe)), 그룹 IIIB-VB의 이원 합금(예를 들면, 알루미늄 안티몬화물(AlSb), 알루미늄 비화물(AlAs), 알루미늄 질화물(AlN), 알루미늄 인화물(AlP), 붕소 질화물(BN), 붕소 인화물(BP), 붕소 비화물(BAs), 갈륨 안티몬화물(GaSb), 갈륨 비화물(GaAs), 갈륨 질화물(GaN), 갈륨 인화물(GaP), 인듐 안티몬화물(InSb), 인듐 비화물(InAs), 인듐 질화물(InN) 및 인듐 인화물(InP)), 그룹 IIIB-VB의 삼원 합금 (예를 들면, 알루미늄 갈륨 비화물 (AlGaAs 또는 AlxGa1 -xAs), 인듐 갈륨 비화물(InGaAs 또는 InxGa1 - xAs), 인듐 갈륨 인화물(InGaP), 알루미늄 인듐 비화물(AlInAs),알루미늄 인듐 안티몬화물(AlInSb),갈륨 비화물 질화물(GaAsN),갈륨 비화물 인화물(GaAsP),알루미늄 갈륨 질화물(AlGaN),알루미늄 갈륨 인화물(AlGaP),인듐 갈륨 질화물(InGaN),인듐 비화물 안티몬화물(InAsSb), 및 인듐 갈륨 안티몬화물(InGaSb)), 그룹 IIIB-VB의 사원 합금(예를 들면, 알루미늄 갈륨 인듐 인화물 (AlGaInP), 알루미늄 갈륨 비화물 인화물(AlGaAsP), 인듐 갈륨 비화물 인화물(InGaAsP), 알루미늄 인듐 비화물 인화물 (AlInAsP), 알루미늄 갈륨 비화물 나이트라이드 (AlGaAsN), 인듐 갈륨 비화물 나이트라이드(InGaAsN), 인듐 알루미늄 비화물 나이트라이드(InAlAsN) 및 갈륨 비화물 안티몬화물 나이트라이드(GaAsSbN)), 및 그룹 IIIB-VB의 5원 합금(예를 들어, 갈륨 인듐 나이트라이드 비화물 안티몬화물(GaInNAsSb)과 갈륨 인듐 비화물 안티몬화물 인화물(GaInAsSbP)), 그룹 IB-VIIB의 이원 합금(예를 들어, 염화 구리(CuCl)), 그룹 IVB-VIB의 이원 합금(예를 들어, 납 셀렌(PbSe), 납 황화물(PbS), 납 텔루리드(PbTe), 주석 황화물(SnS) 및 주석 텔루리드(SnTe)), 그룹 IVB-VIB의 삼원 합금(예를 들어, 납 주석 텔루리드(PbSnTe), 탈륨 주석 텔루리드(Tl2SnTe5), 및 탈륨 게르마늄 텔루리드(Tl2GeTe5)), 그룹 VB-VIB의 이원 합금(예를 들어, 비스미스 텔루리드(Bi2Te3)), 그룹 IIB-VB의 이원 합금 (예를 들어, 카드뮴 인화물(Cd3P2), 카드뮴 비화물(Cd3As2), 카드뮴 안티몬화물(Cd3Sb2), 아연 인화물 (Zn3P2), 아연 비화물(Zn3As2), 및 아연 안티몬화물 (Zn3Sb2)), 및 다른 이원, 삼원, 사원, 또는 그룹 IB(또는 그룹 11) 요소, 그룹 IIB (또는 그룹 12) 요소, 그룹 IIIB (또는 그룹 13) 요소, 그룹 IVB (또는 그룹 14) 요소 그룹 VB (또는 그룹 15) 요소, 그룹 VIB (또는 그룹 16) 요소, 그룹 VIIB (또는 그룹 17) 등의 구리 인듐 갈륨 셀렌(또는 CIGS)뿐만 아니라, 이들의 임의의 조합 등의 요소와 같은 더 많은 조합이 될 수 있다.
첨가제는, 예를 들어, 나노 입자, 나노 와이어, 나노 튜브 (예를 들어, 다중벽 나노튜브 ("MWNT"), 단일벽 나노 튜브 ("SWNT"), 이중벽 나노 튜브 ("DWNT", 흑연화 또는 변형된 나 노튜브), 풀러린, 버키볼, 그라펜, 마이크로 입자, 마이크로 와이어, 마이크로 튜브, 코어-셸 나노 입자 또는 마이크로입자, 코어-다중셸 나노 입자 또는 마이크로 입자, 코어-셸 나노 와이어, 및 실질적으로 관형, 입방형, 구형, 또는 피라미드형인 형태를 갖고, 비결정형, 결정형, 사각형, 육각형, 삼각형, 사방정형, 단사정형, 또는 삼사정형, 또는 이들의 어느 조합을 특징으로 하는 다른 첨가제를 포함할 수 있다.
코어-셸 나노 입자 및 코어-셸 나노 와이어의 예는 강자성 코어 (예를 들어, 철, 코발트, 니켈, 망간, 뿐만 아니라 그것들의 산화물 및 하나 이상의 이 요소들로 형성된 합금), 금속, 금속 합금, 금속 산화물, 탄소, 또는 이들의 어느 조합으로 형성된 셸 (예를 들어, 은, 구리, 금, 백금, ZnO, ZnO(i), ZnO:Al, ZnO:B, SnO2:F, Cd2SnO4, CdS, ZnS, TiO2, ITO, 그라펜, 및 적합한 첨가제로서 여기에 나열된 다른 물질)을 갖는 것들을 포함한다. 코어-셸 나노 와이어의 특정 예시는 은 코어 및 은 코어의 산화를 감소시키거나 방지하기 위해 은 코어를 둘러싸는 Au 셸 (또는 백금 셸 또는 또 다른 타입의 셸)을 갖는 것이다. 코어-셸 나노 와이어의 또 다른 예는 은 코어 (또는 또 다른 금속 및 다른 전기적 전도성 물질로 형성된 코어)를 갖는 것이며, 셸 또는 다른 코팅은 다음 중 하나 이상으로 형성된다: (a) 전도성 폴리머, 예를 들어, 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜) (또는 PEDOT) 및 폴리아닐린 (또는 PANI); (b) 전도성 산화물, 칼코게니드, 및 세라믹 (예를 들어, 졸겔적, 화학적 증기 침착, 물리적 증기 침착, 플라스마-향상된 화학적 증기 침착, 또는 화학적 용액 성장에 의해 침착됨), 예를 들어, ITO, ZnO:Al, ZnO:In, SnO:F, SnO:Sb, 및 CdSn; (c) 초박층의 형태인 단열재, 예를 들어, 폴리머, SiO2, BaTiO, 및 TiO2; (d) 금속, 예를 들어, Au, Cu, Ni, Cr, Mo, 및 W의 박층. 나노와이어의 이러한 코팅된 또는 코어-셸 형태는 전기적 전도성을 부여하는 것이 바람직할 수 있지만, 호스트 물질과의 해로운 상호작용, 예를 들어, Ag와 같은 금속의 존재시 에틸렌 비닐 아세테이트 또는 또 다른 폴리머의 잠재적 황화 또는 다른 변색을 방지하거나 감소시킨다.
스펙트럼 시프트 기능성을 부여하는 것이 바람직한 경우, 첨가물은 인광체 또는 또 다른 발광 물질을 포함할 수 있으며, 이것은 에너지 여기에 반응하여 빛을 방출할 수 있다. 현재 태양열 디바이스는 입사 태양광을 유용한 전기 에너지로 효과적으로 전환하는 능력에 대한 기술적인 제약을 받을 수 있다. 하나의 중요한 손실 메카니즘은 전형적으로 입사 태양 스펙트럼 및 광활성층의 흡수 스펙트럼 사이의 부조화로부터 유래한다. 특히, 광활성층의 밴드갭 (bandgap) 에너지보다 더 큰 에너지를 갖는 광자는 과잉 에너지를 갖는 광여기 전하 캐리어의 생산으로 이어질 수 있다. 이러한 과잉에너지는 전형적으로 전기 에너지로 전환되지 않지만, 전형적으로 오히려 열로서 손실된다. 추가로, 이 열은 태양 장치의 온도를 올릴 수 있고 태양 장치의 효율을 감소시킬 수 있다. 이 열중성자화 손실과 함께, 광활성층의 밴드갭 에너지보다 적은 에너지를 가진 광자는 전형적으로 흡수되지 않고, 따라서, 전형적으로 전기 에너지로 전환에 기여하지 않는다. 결과로서, 밴드갭 에너지 주위의 작은 범위의 입사 태양 스펙트럼은 효과적으로 유용한 전기 에너지로 전환될 수 있다. 스펙트럼 시프트 첨가물의 표면 임베딩은 이 스펙트럼 부조화를 해결하고 태양력 전환 효율을 개선하기 위해 입사 태양 스펙트럼의 변화를 허용한다. 인광체는 도파관(wave guide), 재전송, 산란, 반사 및 플라스몬 채널 복사 중 적어도 하나에 대하여 설계될 수 있다.
인광체의 발광은 원자 또는 분자의 들뜬 전자 상태로부터의 완화에 기초하여 일어날 수 있고, 예를 들어, 화학 발광, 전자 발광, 광 발광, 열 발광, 마찰 발광, 및 이들의 조합을 포함할 수 있다. 예를 들어, 광 발광의 경우에, 이것은 형광 발광 및 인 발광을 포함할 수 있고, 발광은 빛 여기, 예를 들어, 태양광의 흡수에 기초할 수 있다. 인광체는 다운시프트 물질, 즉, 에너지 여기에 비해 낮은 에너지 (또는 더 높은 파장)에서 빛을 방출하는 것들, 및 업시프트 물질, 즉, 에너지 여기에 비해 높은 에너지 (또는 더 짧은 파장)에서 빛을 방출하는 것들을 포함한다. 바람직한 다운시프트 인광체는 에너지의 특정 범위를 통해 광자를 흡수하고 Eg가 광활성층의 밴드갭 에너지를 나타내는 경우, 대략의 Eg보다 약간 더 큰 에너지를 갖는 광자를 방출하는 것들을 포함한다. 특정 적용에서, 다수의 광자 발생은 더 높은 태양력 전환 효율을 생산할 수 있고, 일반적으로, ni 및 nj가 정수이고, nj > ni인 경우, ni 광자의 nj 광자로의 전환을 수반할 수 있다. 예를 들어, 양자 분할 물질은 하나의 더 짧은 파장 광자를 흡수하고 둘 이상의 더 긴 파장 광자를 방출함으로써 다운시프트를 나타내지만, 하향 전환 물질은 하나의 더 짧은 파장 광자를 흡수하고 하나의 더 긴 파장 광자를 방출함으로써 다운시프트를 나타낼 수 있다. 또 다른 예와 같이, 상향 전환 물질은 더 높은 에너지에서 두 개의 광자가 흡수되고 하나의 광자가 방출되는 과정에 의한 업시프트를 나타낼 수 있다.
적합한 인광체는 상대적으로 높은 양자 효율을 갖는 광 발광을 나타내는 것들을 포함하며, 이것은 배출 광자의 수와 유입 광자의 수의 비율을 나타낼 수 있다. 인광체의 양자 효율 (또는 양자 수율)은 그것의 "내부" 양자 효율을 특징으로 하며, 이것은 인광체에 의해 방출된 광자의 수와 인광체에 의해 흡수된 광자의 수의 비율을 나타낼 수 있다. 바람직한 인광체는 적어도 약 10%, 예를 들어, 적어도 약 20%, 적어도 약 30%, 적어도 약 40%, 적어도 약 50%, 적어도 약 60%, 적어도 약 70%, 또는 적어도 약 80%, 및 최대 약 90%, 최대 약 95% 이상인 높은 내부 양자 효율을 갖는 광 발광을 나타낼 수 있다. 양자 효율은 또한 광활성 물질의 특징, 즉, 광활성 물질에 의해 생산된 전하 캐리어의 수와 광활성 물질에 입사하거나, 이에 의해 흡수되는 광자의 수의 비율을 나타낼 수 있다. 바람직한 인광체는 광활성 물질이 낮은 양자 효율 (예를 들어, 약 50% 미만)을 갖는 파장의 범위를 흡수하고 광활성 물질이 높은 양자 효율 (예를 들어, 적어도 약 50%, 예를 들어, 적어도 약 80%)을 갖는 파장의 또 다른 범위를 방출한다. 실리콘의 경우에, 예를 들어, 바람직한 인광체는 약 300 nm 내지 약 450 nm에서 광역 흡수하고 약 600 nm 내지 약 800 nm에서 방출하는 것들을 포함한다.
인광체는 나노입자 (예를 들어, 양자점 및 나노크리스탈), 유용성 분자종, 나노-크기 또는 마이크로-크기 입자의 현탁액 (예를 들어, 결정형 입자 또는 비결정형 입자), 또는 이들의 조합으로서 포함될 수 있다. 인광체는 금속-유기 화합물 (예를 들어, 유기성 란탄니드 복합체), 유기금속 화합물 (예를 들어, 인광체성 유기금속 이리듐 복합체, 예를 들어, bpy가 비피리딘을 의미하는 경우, Ir(bpy)3, 및 유사한 구조의 Os 및 Pt 복합체), 반도체 나노크리스탈 또는 양자점, 유기 분자 (예를 들어, 유기 염료), 및 무기 크리스탈 또는 다른 물질 (예를 들어, 희토류 첨가된 세라믹)로 제공될 수 있다.
도 3은 파장의 기능으로서 해수면에서의 AM1.5-G 태양 스펙트럼을 도시한다. 까맣게된 곡선 아래 영역은 이중 밴드갭 에너지까지 1.12 eV 밴드갭 실리콘 광활성층에 의해 캡쳐된 스펙트럼 범위를 나타내며, 이 지점에서, 입사광은 태양 장치에서 과도하게 열중성자화된 캐리어를 생산할 수 있다. 차트 아래에서 화살표는 하나의 업시프트 인광체 (Er3 +-기반 인광체) 및 하나의 다운시프트 인광체 (Eu3 +-기반 인광체)의 흡수 및 방출 스펙트럼 피크를 나타내고 있다.
여기에 설명된 구체예는 태양 장치에서 인광체의 채택을 지연시키는 다음과 같은 공학적 도전을 해결할 수 있다:
1) 일부 예에서, 인광체는 더 낮은 이상적인 안정성을 가질 수 있다. 산화 (예를 들어, Eu2 + 내지 Eu3 +)는 중조 과정 중에 일어날 수 있다. 인광체는 전형적으로 400℃의 중조 온도에서 안정적이고 융화성이어야 한다.
2) 일부 예에서, 희토류 금속 및 란탄니드에 대한 정제 과정은 비쌀 수 있다. 형광 램프에서, 예를 들어, 희토류 금속은 최종 형광 램프의 비용의 약 20-40%까지 기여할 수 있다.
3) 일부 예에서, 희토류 이온은 낮은 흡수 계수를 가질 수 있다 (예를 들어, 란탄니드 이온의 4f-4f 전이가 금지되거나 약한 경우). 인광체 호스트 물질은 빛의 반사를 최소화하고 그것의 흡수 및 들뜬 캐리어와 결합 효율을 극대화하는 것이 바람직할 수 있다. 2.7 eV보다 더 큰 밴드갭을 갖는 반도체 호스트 물질 (예를 들어, ZnSe 2.7 eV, 6H-SiC 3.0 eV, TiO2 3.0-3.2 eV)는 호스트 물질 전도 대역에서 희토류 이온의 들뜬 수준으로의, 고효율 에너지 전도에 바람직하다. 증감제는 범위 300-500 nm에서 강하게 흡수하고 도너에 효과적으로 전도하는 것이 바람직하다.
4) 일부 예에서, 호스트 물질 물질로부터의 기생적 흡수는 호스트 물질 물질에 포함된 인광체에 영향을 미치는 손실 메카니즘이며, 이것의 범위는 층 두께 및 호스트 물질 및 발광 화학종 타입에 따라 다르다.
5) 일부 예에서, 인광체는 환경 및 안전성 문제를 나타낼 수 있고, 합성 중에 물 또는 수분과 맞지 않을 수 있고, UV 방사선 하에 분해될 수 있다.
6) 일부 예에서, 높은 Yb3 + 농도에 대한 농도 소강은 최소화되어야 한다. 전하 보정에 의해 클러스터링을 유발하고 Yb3 + 부분속에 걸친 에너지 이동을 통해 도달된 소강 센터를 감소시키는 것은 농도 소강 문제를 개선할 수도 있다.
7) 일부 예에서, 결정-Si의 밴드갭보다 높지만, Yb3 +의 방출 파장 (예를 들어, 980 nm)은 이 파장에서 결정-Si에 의해 약하게 흡수될 수 있고, 더 두꺼운 결정-Si 층으로 이어진다.
8) 일부 예에서, 인광체층의 굴절률, 포착 기술, 및 ARC가 손실을 최소화하기 위해 설계될 수도 있는 경우, 인광체는 태양 전지 위에 있는 투명층에 포함되어야 한다.
9) 일부 예에서, 빛이 상단 탈출 콘 (top escape corn) 내에 또는 인광체층의 측면을 통해 자리하는 경우, 발광 화학종에 의해 흡수되고 재방출된 빛은 반사로 인해 태양 전지로 전달되지 않을 수도 있다.
10) 일부 예에서, 상대적으로 높은 흡수 계수를 나타내지만, 통합 양자 효율에 가까운 유기 염료, 및 쉬운 가공성은 좁은 흡수대, 작은 스토크시프트, 의심스러운 광안정성, 및 중요한 재흡수 손실을 가질 수 있다. 일부 예에서, 희토류 (rare-earth) 이온은 낮은 흡수 계수를 나타낼 수 있고, 비싸고 환경적으로 유해할 수 있다. 양자점은 생산하는 것이 비쌀 수 있고, 흡수 대역 및 방출 대역 사이의 큰 중첩으로 인한 높은 재흡수 손실을 나타낼 수 있고, 저조한 양자 효율을 나타낼 수 있다.
11) 일부 예에서, 무기 크리스탈의 결점 및 표면 상태는 전자 함정 및 비방사 재결합의 중심으로서 역할을 할 수 있다. 표면 여기, 쿨롱 손상, 열 소강, 표면 산화, 및 다른 외부 전자 반응은 발광종을 분해할 수 있다.
하기 표 1은 표면-내장된 장치 구성 요소에 첨가제로서 포함될 수 있는 인광체의 추가적인 예시를 설명한다.
Figure pct00001
Figure pct00002
인광체의 추가적 예시는 Er3 +-기반 다운시프트 인광체; 업시프트 또는 다운시프트인 란탄니드-함유 화합물; 형광 램프에 사용된 다운시프트 인광체 (예를 들어, 약 90% 내지 약 93%의 범위에서 양자 효율을 갖는, 파란색 및 빨간색 방출하는 Eu3+ 이온 및 초록색 방출하는 Tb3 +); CaAl2O4:Yb2 + 및 Yb3 + 동시-활성 발광 물질; NaYF4:Er3+ (약 20% Er3 +); Si 나노크리스탈에 인접한 Er3 + 이온 수용체를 갖는 SiO2 매트릭스에 내장된 Si 나노크리스탈; 형광 염료; 란탄니드 이온; 란탄니드 복합체; 나노안테나; 유기 안테나; Eu3 + 펜안트롤린 (또는 펜) 복합체; [Eu(펜)2]Cl3; Tb3 +비피리딘 (또는 bpy) 복합체; [Tb(bpy)2]Cl3; Ca2BO3Cl:Ce3 +; Tb3 +-기반 인광체; Yb3 +-기반 인광체; Er3 +-Dy3 +; ORMOSIL:Eu3 +; Ag; 레이저 염료; Er; TPD; Y2O3:Eu; Eu3 +; Eu2 +; Cs3Y2Br9:Eu3+-Yb3+; Tb-Yb; Pr-Yb; Er-Yb; 아크릴산염-기반 인광체; PbSe; PbS; Sm3 +; SrF2:Pr3+-Yb3+; ZnS-기반 인광체, ZnS:Mn, BaMgAl10O17:Eu2 + (또는 BAM) 디스플레이 인광체; Cu-활성화된 ZnS; Ag-활성화된 ZnS; 산화물 호스트 물질, 질화물 호스트 물질, 산질화물 호스트 물질, 황화물 호스트 물질, 셸렌화물 호스트 물질, 할로겐화물 호스트 물질, 실리케이트 호스트 물질, 및 희토류 금속 호스트 물질을 갖는 인광체; 공명 에너지 전달 입자; 또는 이들의 어느 조합도 포함한다.
첨가제는 또한, 예를 들어, 전기적 전도 물질, 반도체, 및 인광체의 대신, 또는 이들과 결합하는 작용제, 예를 들어, 메타소재를 포함한다. 메타소재 및 특정 전자기적 특성을 갖는 관련된 인공 합성 구조체는, 예를 들어, 분할 링 공명기, 링 공명기, 클로킹 장치, 나노구조의 반사 방지 층, 고흡광도 층, 완벽한 렌즈, 농축기, 미세농축기, 전자기적 에너지의 포커서, 커플러, 등을 포함할 수 있다. 첨가제는 또한, 예를 들어, 전자기적 방사선, 예를 들어, 적외선 복사, 자외선 복사, 및 X-레이 복사 중 어느 하나 이상을 반사, 흡수, 또는 산란하는 물질을 포함할 수 있다. 이러한 물질은, 예를 들어, Ag, Au, Ge, TiO2, Si, Al2O3, CaF2, ZnS, GaAs, ZnSe, KCl, ITO, tin oxide, ZnO, MgO, CaCO3, 벤조페논, 벤조트리아졸, 장애 아민 광 안정화제, 시아노아크릴레이트, 살리실-타입 화합물, Ni, Pb, Pd, Bi, Ba, BaSO4, 강철, U, Hg, 금속 산화물, 또는 이들의 어느 조합도 포함한다. 첨가제에 대한 물질의 추가적 예시는 PbSO4, SnO2, Ru, As, Te, In, Pt, Se, Cd, S, Sn, Zn, 구리 인듐 디셸리니드 ("CIS"), Cr, Ir, Nd, Y, 세라믹 (예를 들어, 유리), 실리카, 또는 이들의 어느 조합도 포함한다.
첨가제는 또한, 예를 들어, 폴리머-함유 나노튜브, 폴리머-함유 나노입자, 폴리머-함유 나노와이어, 반도체의 나노튜브, 절연 나노튜브, 나노 안테나, 강자성 물질로 형성된 첨가제, 강자성 코어 및 고전도성 셸로 형성된 첨가제, 유기금속 나노튜브, 금속 나노입자 또는 마이크로입자, 압전 물질로 형성된 첨가제, 양자점으로 형성된 첨가제, 도판트를 갖는 첨가제, 시각적 압축 및 포획 구조물, 시각적 렉테나, 나노-크기 플레이크, 나노-동축 구조물, 도파관 구조물, 금속 나노크리스탈, 반도체 나노크리스탈, 뿐만아니라 다중크롬화제, 산화물, 화학크롬화제, 합금, 압크롬화제, 열크롬화제, 광크롬화제, 방사성크롬화제, 전기크롬화제, 메타소재, 질산은, 자기크롬화제, 독소 중화제, 방향족 물질, 촉매, 습윤제, 염, 가스, 액체, 콜로이드, 현탁액, 에멀젼, 가소젤, UV 방지제, 발광제, 항박테리아제, 정전기 방지제, 염화 베헨트리모늄, 콕아미도프로필 베타인, 인산 에스테르, 필에틸렌 글리콜 에스테르, 폴리올, 디노닐나프틸술폰산, 루테늄 금속유기 염료, 산화 티타늄, 스크래치 방지제, 그라펜, 구리 프탈로시아닌, 지문방지제, 흐림방지제, 염색제, 반사 방지제, 적외선 방지제, 고도의 반사제, 시각적 여과제, 착향제, 탈취제, 수지, 윤활제, 가용화제, 안정화제, 계면활성제, 형광발광제, 활성화된 차콜, 착색제, 회로 소자, 절연체, 도체, 전도성 유동체, 자기적 첨가제, 전자적 첨가제, 플라스몬 첨가제, 유전체 첨가제, 공명 첨가제, 발광 분자, 형광 분자, 캐비티, 렌즈, 냉음극, 전극, 나노피라미드, 공명기, 센서, 작동기, 변환기, 트랜지스터, 레이저, 발진기, 광검출기, 광자성 크리스탈, 접합 폴리머, 비선형 요소, 합성물, 다층, 화학적으로 비활성제, 굴절률 변경자, 위상-이동 구조물, 증폭기, 조절기, 스위치, 광볼타 전지, 광-방출 다이오드, 커플러, 차단방지제 및 미끄럼방지제 (예를 들어, 규조토, 활석, 탄산 칼슘, 실리카, 및 실리케이트); 슬립제 및 윤활제 (예를 들어, 지방산 아미드, 에루카미드, 올레아미드, 지방산 에스테르, 금속 스테아레이트, 왁스, 및 아미드 블렌드), 항산화제 (예를 들어, 아민, 페놀 수지, 유기인산 화합물, 티오에스테르, 부틸화된 히드록시톨루엔 (또는 BHT), 및 탈활성화제), 정전기 방지제 (예를 들어, 양이온성 정전기 방지제, 사암모늄염 및 화합물, 포스포늄, 술포늄, 음이온성 카운터정전기, 전기적 전도성 폴리머, 아민, 및 지방산 에스테르), 살생물제 (예를 들어, 10, 10'-옥시비스페녹스아르신 (또는 OBPA), 아민-중성화된 인산염, 아연 2-피리딘티아놀-1-옥시드 (또는 아연-OMADINE), 2-엔-옥틸-4-이소티아졸린-3-원, DCOIT, TRICLOSAN, CAPTAN, 및 FOLPET), 광 안정화제 (예를 들어, 자외선 흡수재, 벤조페논, 벤조트리아졸, 벤조에이트, 살리실레이트, 니켈 유기 복합체, 장애 아민 광 안정화제 (또는 HALS), 및 니켈-함유 화합물), 전기적 전도성 폴리머 (예를 들어, 폴리아닐린, 폴리(아세틸렌), 폴리(피롤), 폴리(티오펜), 폴리(피-페닐렌 술피드), 폴리(피-페닐렌 비닐렌) (또는 PPV), 폴리(3-알킬티오펜), 올리인돌, 폴리피렌, 폴리카르바졸, 폴리아줄렌, 폴리아제핀, 폴리(플루오렌), 폴리나프탈렌, 멜라닌, 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜) (또는 PEDOT), 폴리(스티렌술포네이트) (또는 PSS), PEDOT-PSS, PEDOT-폴리메타크릴산 (또는 PEDOT-PMA), 폴리(3-헥실티오펜) (또는 P3HT), 폴리(3-옥틸티오펜) (또는 P3OT), 폴리(C-61-부티르산-메틸 에스테르) (또는 PCBM), 및 폴리[2-메톡시-5-(2'-에틸-헥실옥시)-1,4-페닐렌 비닐렌] (또는 MEH-PPV)), 적합한 호스트 물질 물질로서 여기에 나열된 어느 물질, 또는 이들의 어느 조합도 포함할 수 있다.
임의의 구현을 위하여, 고 액스팩트비 첨가물은 나노와이어, 나노튜브 및 이들의 조합의 형성에 있어서 바람직하다. 예를 들면, 바람직한 첨가물은 카본 또는 다른 물질로 형성된 나노튜브(예를 들면, MWNTs, SWNTs, 흑연화 MWNTs, 흑연화 SWNTs, 변형된 MWNTs, 변형된 SWNTs, 및 폴리머 함유 나노튜브); 금속, 금속 산화물, 금속 합금 또는 다른 물질로 형성된 나노와이어(예를 들면, 은 나노와이어, 구리 나노와이어, (예를 들면, 알루미늄, 보론, 불소 및 다른 물질에 의해 도핑된 또는 도핑되지 않은) 아연 산화물 나노와이어, (예를 들면, 불소에 의해 도핑된 또는 도핑되지 않은) 주석 산화물 나노와이어, 카드뮴 주석 산화물 나노와이어, ITO 나노와이어, 폴리머 함유 나노와이어, 및 금 나노와이어);를 포함하고, 또한 원통형, 구형, 피라미드형 또는 다른 형상 등 다양한 형상을 갖으며 전기적 전도성 또는 반도체성인 다른 물질을 포함한다. 첨가물의 추가적인 예는 활성 탄소; 그라핀; 카본 블랙; 켓젠(ketjen) 블랙; 및 금속, 금속 산화물, 금속 합금 또는 다른 물질로 형성된 나노파티클(은 나노파티클, 구리 나노파티클, 아연 산화물 나노파티클, ITO 나노파티클 및 금 나노파티클);로 형성된 물질을 포함한다.
일반적으로, 호스트 물질은 다양한 형상과 크기를 가질 수 있고; 투명, 반투명 또는 불투명할 수 있고; 유연하거나 구부러지거나 접을 수 있거나 딱딱할 수 있으며; 전자기적으로 불투명하거나 전자기적으로 투명할 수 있고; 그리고 전기적으로 전도성이거나 반도체성이거나 절연성일 수 있다. 호스트 물질은 층, 필름, 또는 기판으로서 작용할 수 있는 시트의 형태일 수 있고; 또는 기판 또는 또 다른 물질의 상부에 배치된 다중 코팅 또는 코팅의 형태일 수 있다. 적합한 호스트 물질의 예는, 유기 물질, 무기 물질 및 하이브리드 유-무기 물질을 포함한다. 예를 들면, 호스트 물질은, 폴리올레핀, 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA), 이오노머, 폴리비닐 부티랄(PVB), 폴리아크릴레이트, 폴리에스테르, 폴리술폰, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리우레탄, 폴리비닐, 플루오르폴리머, 폴리카보네이트(PC), 폴리술폰, 폴리젖산, 알릴 디글리콜 카보네이트 기재의 폴리머, 니트릴 기재의 폴리머, 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS), 페녹시 기재의 폴리머, 페닐렌 에테르/산화물, 플라스티졸, 오르가노졸, 플라스타치 물질, 폴리아세탈, 아로마틱 폴리아미드, 폴리아미드-이미드, 폴리아릴에테르, 폴리에테르이미드, 폴리아릴술폰, 폴리부티렌, 폴리케톤, 폴리메틸펜텐, 폴리페닐렌, 폴리스티렌, 고 임팩트 폴리스티렌, 스티렌 무수 말레인산 기재의 폴리머, 폴리알릴 디글리콜 카보네이트 모노머 기재의 폴리머, 비스말레이미드 기재의 폴리머, 폴리알릴 프탈레이트, 열가소성 폴리우레탄, 고농도 폴리에틸렌, 저농도 폴리에틸렌, 코폴리에스테르(예를 들면, 상표 "트리탄"으로 입수가능한), 폴리비닐 클로라이드(PVC), 아크릴 기재의 폴리머, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 글리콜(PETG), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 에폭시, 에폭시 함유 수지, 멜라민 기재의 폴리머, 실리콘 및 기타 실리콘 함유 폴리머 (예를 들면, 폴리실란 및 폴리실세스퀴옥산), 아세테이트 기재의 폴리머, 폴리(프로필렌 푸마르산염), 폴리(비닐리덴 플로라이드-트리플루오르에틸렌), 폴리-3-하이드록시부티레이트 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리카프로락톤, 폴리글리콜산(PGA), 폴리글리콜라이드, 폴리젖산(PLA), 폴리락티드 산 플라스틱, 폴리페닐렌 비닐렌, 전기 전도성 폴리머(예를 들면, 폴리아닐린, 폴리(아세틸렌), 폴리(피롤), 폴리(티오펜), 폴리(p-페닐렌 설파이드), 폴리(p-페닐렌 비닐렌)(PPV), 폴리(3-알킬티오펜), 올리인돌, 폴리피렌, 폴리카바졸, 폴리아줄렌, 폴리아제핀, 폴리(플루오렌), 폴리나프탈렌, 멜라닌, 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)(PEDOT), 폴리(스티렌술포네이트)(PSS), PEDOT-PSS, PEDOT-폴리메타아크릴산(PEDOT-PMA), 폴리(3-헥시티오펜)(P3HT), 폴리(3-옥틸티오펜)(P3OT), 폴리(C-61-부티르산-메틸 에스테르)(PCBM), 및 폴리[2-메톡시-5-(2'-에틸-헥실옥시)-1,4-페닐렌 비닐렌](MEH-PPV), 폴리올레핀, 액정 폴리머, 폴리우레탄, 폴리에스테르, 코폴리에스테르, 폴리(메틸 메크아크릴레이트) 코폴리머, 테트라플루오르에틸렌 기재의 폴리머, 술포네이트 테트라플루오르에틸렌 코폴리머, 이오노머, 플로린네이트 이오노머, 폴리머 전해액 멤브레인에 대응하거나 이에 포함된 폴리머, 에탄술포닐 플로라이드 기재의 폴리머, 2-[1-[디플루오르-[(트리플루오르에테닐)옥시]메틸]-1,2,2,2-테트라플루오르에톡시]-1,1,2,2-테트라플루오르-(테트라플루오르 에틸렌, 테트라플루오르에티렌-퍼플루오르-3,6-디옥사-4-메틸-7-옥텐술폰산 코폴리머를 갖는) 기재의 폴리머, 폴리프로필렌, 폴리부텐, 폴리이소부텐, 폴리이소프렌, 폴리스티렌, 폴리젖산, 폴리글리콜라이드, 폴리글리코산, 폴리카프로락톤, 비닐리덴 플로라이드 기재의 폴리머, 트리플루오르에틸렌 기재의 폴리머, 폴리(비닐리덴 플로라이드-트리플루오르에틸렌), 폴리페닐렌 비닐렌, 코퍼 프타로시아닌 기재의 폴리머, 그라핀, 폴리(프로필렌 푸마르산염), 셀로판, 구리암모늄 기재의 폴리머, 레이온 및 바이오 폴리머(예를 들면, 셀룰로오즈 아세테이트(CA), 셀룰로오즈 아세테이트 부티레이트(CAB), 셀룰로오즈 아세테이트 프로피오네이트(CAP), 셀룰로오즈 프로피오네이트(CP), 우레아 기재의 폴리머, 니무, 콜라겐, 케라틴, 엘라스틴, 니트로셀룰로오즈, 플라스타치, 셀룰로이드, 밤부, 바이오 유도된 폴리에틸렌, 카보디이미드, 카틸리지, 셀룰로오즈 니트레이트, 셀룰로오즈, 치틴, 치토산, 연결 조직, 코퍼 프탈로시아닌, 코튼 셀룰로오즈, 엘라스틴, 글리코즈아미노글리칸, 리넨, 히알루론산, 니트로셀룰로오즈, 페이퍼, 파치먼트, 플라스타치, 스타치, 스타치 기재의 플라스틱, 비닐리덴 플로라이드 및 비스코스) 또는 임의의 모노머, 코폴리머, 블렌드, 또는 이들의 조합으로부터 선택된 것과 같은, 열가소성 폴리머, 열경화성 폴리머, 엘라스토머, 또는 코폴리머 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 적합한 호스트 물질의 추가적인 예는 세라믹(예를 들면, SiO2 기재의 글라스; SiOX 기재의 글라스; TiOX 기재의 글라스; SiOX 기재의 글라스와 유사한 다른 티타늄, 세륨, 마그네슘; 스핀-온 글라스; 졸-젤 공정, 실란 전구체, 실록산 전구체, 실리케이트 전구체, 테트라에틸 오르도실리케이트, 실란, 실록산, 포스포실리케이트, 스핀-온 글라스, 실리케이트, 소듐 실리케이트, 포타슘 실리케이트, 글라스 전구체, 세라믹 전구체, 실세스퀴옥산, 메탈아실실세스퀴옥산, 폴리레드랄 올리고머릭 실세스퀴옥산, 할로실란, 폴리이미드, PMMA 포토레시스트, 졸-젤, 실리콘-옥시겐 하이드라이드, 실리콘, 스탄옥산, 실라티안, 실라잔, 폴리실라잔, 메탈로센, 티타노센 디클로라이드, 바나도센 디클로라이드으로부터 형성된 글라서; 및 다른 타입의 글라스), 세라믹 전구체, 폴리머-세라믹 합성물, 폴리머-나무 합성물, 폴리머-카본 합성물(예를 들면, 켓젠 블랙, 활성 카본, 카본 블랙, 그라핀, 및 카본의 다른 형태), 폴리머-금속 합성물, 폴리머-산화물, 또는 이들의 조합을 포함한다.
호스트 물질은 예를 들면 n-도핑되거나 p-도핑되거나 또는 도핑되지 않을 수 있다. 임베이드된 첨가물은 예를 들면 n-도핑되거나 p-도핑되거나 또는 도핑되지 않을 수 있다. 만약 호스트 물질이 전기 전도성 또는 반도체성이라면, n-도핑되거나 p-도핑되거나 또는 모두 도핑된 첨가물은 태양열 디바이스, 및 다른 타입의 전자 및 광전자 디바이스에 대해 p-n 접합을 형성하는데 사용될 수 있다.
도 1A의 구성과 본 명세서에서 기술된 표면-임베이드된 디바이스 콤포넌트(예를 들면, 도 1D 내지 1I 및 도 2A 내지 2H) 사이의 적어도 하나의 차이는, 벌크 혼합의 특성, 즉, 도 1A의 디바이스층(104)은 디바이스층(104) 전체에 무작위적으로 그리고 상대적으로 균일하게 분포되어 있는 첨가물(102)을 갖는다는 것이다. 반대로, 본 명세서에서 기술된 표면-임베이드된 디바이스 콤포넌트에서는, 첨가물은 향상된 전기 전도성을 위한 첨가물 사이의 접합 형성의 증가된 발생과 첨가물의 감소된 위상적 무질서함을 야기시키면서, 호스트 물질의 "평면" 또는 "평면 같은" 임베이드된 영역에 대부분 갇혀 있을 수 있다. 비록, 임베이드된 영역이 때때로 "평면"으로서 언급될지라도, 첨가물 그 자체가 전형적으로 3차원이기 때문에 이러한 임베이드된 영역은 전형적으로 엄격하게 2차원이 아니라는 것을 이해할 것이다. 오히려, "평면"은 호스트 물질의 임의의 영역 내에서 첨가물이 상대적으로 얇게, 평판 같이(또는 층을 이루어) 국부적으로 집중된 상태, 그리고 첨가물이 호스트 물질의 나머지 부분에는 대부분 없는 상태인 상대적인 개념으로 사용될 수 있다. 비록 임베이드된 영역이 도 1F, 2A, 2B와 같이, 첨가물의 특성 치수보다 큰(예를 들면 몇 배 더 큰) 두께를 가질 수 있을지라도, 이러한 임베이드된 영역은 "평면"으로 언급될 수 있음을 또한 이해할 것이다. 임베이드된 영역은 호스트 물질의 일 측에 인접하게, 호스트 물질의 중간에 인접하게, 또는 호스트 물질의 두께 방향을 따라 임의의 위치에 인접하게 위치될 수 있고, 다중 임베이드된 영역은 호스트 물질 내에서 서로 인접하여 위치되거나 서로 이격될 수 있다. 각각의 임베이드된 영역은 하나 이상의 타입의 첨가물을 포함할 수 있고, (동일한 호스트 물질에 위치된) 임베이드된 영역은 다른 타입의 첨가물을 포함할 수 있다. (호스트 물질 전체에 무작위적으로 배치한 것과는 대조적으로) 전기 전도성 첨가물을 호스트 물질의 일 세트의 "평면" 임베이드된 영역에 갇히게 함으로써, 단위 영역당 첨가물의 주어진 양에 대하여 더 높은 전기 전도성이 달성될 수 있다. 임베이드된 영역에 갇히지 않은 첨가물은 생략될 수 있는 첨가물의 초과량을 나타낸다.
(호스트 물질 전체에 무작위적으로 배치한 것과는 대조적으로) 스펙트럼 시프팅 첨가물을 호스트 물질의 일 세트의 "평면" 임베이드된 영역에 갇히게 함으로써, 자체 흡수 또는 퀀칭(quenching)의 경우의 수를 줄여 태양열 디바이스의 단위 영역당 첨가물의 주어진 양에 대하여 더 높은 태양력 전환 효율을 달성할 수 있다. 예를 들면, 발광 종은 호스트 물질의 상부 표면에 인접한 임베이드된 영역에 대부분 갇히기 때문에, 상부 임베이드된 종의 방출 스펙트럼을 재흡수하기 위하여 상부 임베이드된 종 아래에 추가의 종이 존재하지 않는다. 발광 종이 "평면" 임베이드된 영역에 갇히는 것에 기인한, 과감하게 감소된 재흡수는 고 농도 퀀칭의 문제를 효율적으로 처리할 수 있다. 또한, 태양열 디바이스의 봉합재 층과 같은, 태양열 디바이스의 디바이스 층의 상부 표면에 인접하게 임베이드된 다운-시프팅 종은 입사 선광 중 UV 방사선을 가시광선으로 전환시킴으로써 디바이스 층의 폴리머의 UV-저항을 향상시킬 수 있다. 종래의 UV-안정화재 또는 흡수재는 감소된 농도로 제거될 수 있거나, 동일한 농도로 포함될 수 있다.
도 1B의 구성과 본 명세서에서 기술된 표면-임베이드된 구조(예를 들면, 도 1D 내지 1I및 도 2A 내지 2H) 사이의 적어도 하나의 차이는, 종래의 코팅의 특성, 즉, 도 1B의 디바이스층(110)이 디바이스층(112)의 상부에 배치된 디바이스층(110) 전체에 혼합된 첨가물(108)을 갖는다는 것이다. 디바이스층(110) 그 자체와 관련하여, 첨가물(108)이 디바이스층(110) 전체에 무작위적으로 그리고 상대적으로 균일하게 분포되어 있고, 디바이스층(110)은 벌크 혼합의 경우에 대하여 도 1A에 도시된 구성과 유사한 구성을 특징으로 한다. 반대로, 본 명세서에서 기술된 표면-임베이드된 디바이스 콤포넌트에서는, 첨가물은 코팅 전체에 균일하게 위치되어 있지 않고, 첨가물을 디바이스층에 바인딩하는데 요구되는 코팅 또는 다른 2차 물질 없이, 오히려 디바이스층의 "평면" 또는 "평면 같은" 임베이드된 영역에 대부분 갇혀 있을 수 있다. 반면, (예를 들면, 도 1G 및 및 2G에 도시된 바와 같은) 다른 표면-임베이드된 구조에서는, 첨가물은 코팅 전체에 균일하게 위치된다기보다 코팅의 "평면" 또는 "평면 같은" 임베이드된 영역에 대부분 갇힐 수 있다. 전기 전도성 첨가물을 "평면" 또는 "평면 같은" 임베이드된 영역에 갇히게 하는 것은, 향상된 전기 전도성을 위한 첨가물 사이의 접합 형성의 증가된 발생과 첨가물의 감소된 위상학적 무질서함을 야기한다. 또한, 스펙트럼 시프팅 첨가물을 "평면" 또는 "평면 같은" 임베이드된 영역에 갇히게 하는 것은 감소된 자체흡수와 증가된 UV-저항을 허용한다.
또한, 디바이스층(110)의 상부 상의 노출 물질은 스카치 테이프, 접착력 또는 연마력, 또는 다른 힘으로 용이하게 제거될 수 있기 때문에 손상에 예민할 수 있고, 표면으로부터 떨어져 이동하는 경향을 갖고 있을 수 있다. 첨가물(108)을 함유하는 디바이스층(110)은 또한 얇은 조각으로 갈라지거나, 금이 가거나, 벗겨지거나, 거품이 일거나, 또는 다른 변형에 처해질 수 있는 데, 이는 본 명세서에서 기술된 표면-임베이드된 디바이스 콤포넌트에 의해 극복될 수 있고, 상기 표면-임베이드된 디바이스 콤포넌트에는 바인딩의 목적을 위해 요구되는 코팅 또는 다른 2차 물질 없이 첨가물이 디바이스층에 직접적으로 임베이드되어 있다. 예를 들면, 폴리이미드 층 상에 전자 디바이스를 제조하는 동안 부딛히게 될 잠재적 문제는 인접 층들의 접착이다. 벗겨짐 또는 박리는 폴리이미드 층 상에 배치된 다른 층 또는 박막에 대하여 발생할 수 있다. 본 명세서에서 기술된 표면-임베이드된 디바이스 콤포넌트는 폴리이미드 층 상에 제조된 디바이스의 향상된 기계적 내구성 및 건장함을 제공한다. 표면-임베이드된의 장점은 폴리이미드 기판뿐만 아니라 다른 폴리머 또는 폴리머 복합 기판에 적용할 수 있다. 활성 또는 기능성 첨가물을 (폴리이미드 층의 상부 상의 필름으로써 배치하기보다는) 폴리이미드 층으로 직접적이고 내구적으로 임베이드함으로써, 본 실시예는 박막의 폴리이미드로의 접착의 불량을 극복하고, 디바이스 성능에 해로울 수 있고 비용을 상승시키는 접착을 촉진하는 티-코트, 프리머, 또는 다른 2차 또는 직접적인 층의 사용을 배제한다. 도 1B를 참조하면, 첨가물(108)의 일부가 디바이스층(10)의 표면으로부터 뻗어있는 첨가물(108)의 위상학적 무질서함은 거칠함을 초래하고, 전기적 쇼트를 야기하고, 인접 디바이스 층과의 밀접한 접촉을 방해할 수 있다. 이것은 내구적이고 부드러운 표면이 특징인 본 명세서에서 기술된 표면-임베이드된 디바이스 콤포넌트와는 상반된 것이다. (예를 들면, 도 1E 및 1F에 도시된 바와 같이) 첨가물이 호스트 물질 내부로 실질적으로 또는 충분히 임베이드된 경우, 결과적 표면-임베이드된 구조의 임베이드된 표면은 상당히 평탄하다 (예를 들면, 임베이드된 첨가물이 없을 때 호스트 물질의 평탄화 또는 거칠기와 실질적으로 비교될 수 있는 평탄화 또는 거칠기를 갖는 것)(노출된 첨가물에 의해 점유된 임베이드된 표면의 표면 영역이 없거나, 노출된 첨가물에 의해 점유된 임베이드된 표면의 표면 영역의 약 1%보다, 약 5%보다, 약 10%보다, 약 25%보다, 또는 약 50%보다 크지 않은 상태(예를 들면, 임베이드된 표면의 상면도 또는 임베이드된 표면의 다른 2차원 도를 보고, 노출된 첨가물로부터 발생되는 표면 영역 커버리지의 퍼센트를 결정함으로써 측정된 것)).
도 1C의 구성과 본 명세서에 기술된 표면-임베이드된 구조(예를 들면, 도 1D 내지 1I및 도 2A 내지 2H) 사이의 적어도 하나의 차이는, 표면 배치의 특성, 즉 첨가물(116)이 디바이스층(118)으로 임베이드됨 없이 첨가물(116)이 디바이스층(118)의 상부에 배치된다는 것이다. 도 1C의 표면-배치 구조(114)는, 디바이스층(118)의 상부 상의 배치 물질이 스카치 테이프, 접착력 또는 연마력, 또는 다른 힘으로 용이하게 제거될 수 있고, 표면으로부터 떨어져 이동하는 경향을 갖고 있을 수 있기 때문에 손상에 예민할 수 있다. 또한, 표면-배치 구조(114)의 표면은 상당히 다공성이고 (예를 들면, 표면-배치 첨가물(116) 사이의 갭, 첨가물 위에 첨가물을 쌓음, 또는 둘 다로부터 발생), 이는 표면-배치 첨가물(116)의 상부에 코팅된 또는 그렇지 않으면 적용된 다른 물질의 적절한 침투를 달성하는 데 문제를 생성시킬 수 있고, 그 결과 공극 또는 다른 계면 결함을 초래한다. 또한, 표면-배치 구조(114)의 표면은 상당히 거칠 수 있는 데, 이는 인접 디바이스 층과의 밀접한 접촉을 방해하고 전기적 쇼트를 야기할 수 있다. 이것은 내구적이고, 상대적으로 비-다공성이며 평탄한 표면이 특징인 본 명세서에서 기술된 표면-임베이드된 디바이스 콤포넌트와는 상반된 것이다. (예를 들면, 도 1E 및 1F에 도시된 바와 같이) 첨가물이 호스트 물질 내부로 실질적으로 또는 충분히 임베이드된 경우, 결과적 표면-임베이드된 구조의 임베이드된 표면은 상당히 평탄하다 (예를 들면, 임베이드된 첨가물이 없을 때 호스트 물질의 평탄화 또는 거칠기와 실질적으로 비교될 수 있는 평탄화 또는 거칠기를 갖는 것)(노출된 첨가물에 의해 점유된 임베이드된 표면의 표면 영역이 없거나, 노출된 첨가물에 의해 점유된 임베이드된 표면의 표면 영역의 약 1%보다, 약 5%보다, 약 10%보다, 약 25%보다, 또는 약 50%보다 크지 않은 상태(예를 들면, 임베이드된 표면의 상면도 또는 임베이드된 표면의 다른 2차원도를 보고, 노출된 첨가물로부터 발생되는 표면 영역 커버리지의 퍼센트를 결정함으로써 측정된 것)). 또한, 표면-배치 구조(114)는 본 명세서에서 기술된 표면-임베이드된 디바이스 콤포넌트보다 더 높은 시트 저항성 또는 더 낮은 전도성을 가질 수 있다.
몇몇 실시예에서, 표면-임베이드된 디바이스 콤포넌트는 임베이드된 영역으로 약 10 체적%(또는 그 미만(약 0.1 체적%와 같은))에서 약 100 체적%까지 호스트 물질 내에 임베이드된된 첨가물을 가질 수 있고, 약 0.1%(또는 그 미만) 표면 영역 커버리지 내지 약 99.9%(또는 그 이상) 표면 영역 커버리지와 같이, 표면 영역 커버리지를 변화시키는 노출된 첨가물을 가질 수 있다. 예를 들면, 첨가물의 전체 체적에 대한 임베이드된 영역 아래에 임베이드된 첨가물의 체적에 대하여, 적어도 하나의 첨가물은 약 10% 내지 약 50%, 또는 약 50% 내지 약 100%와 같은, 약 10% 내지 약 100%의 범위로 임베이드된 체적 퍼센티지(또는 첨가물의 모집단은 평균 임베이드된 체적 퍼센티지를 가질 수 있다)를 가질 수 있다.
몇몇 실시예에서, 사용된 첨가물이 호스트 물질의 전체 두께보다 작은 두께를 가진 임베이드된 영역에 대부분 갇히게 되는 상태에서, 표면-임베이드된 디바이스 콤포넌트는 첨가물의 특성 치수보다 큰 두께를 갖는 임베이드된 영역을 가질 수 있다(예를 들면, 나노와이어의 경우, 개별 나노와이어의 직경 또는 나노와이어를 가로지르는 평균 직경 보다 크다). 예를 들면, 임베이드된 영역의 두께는 호스트 물질의 전체 두께의 약 80%보다 크지 않을 수 있는 데, 예를 들면, 약 50%, 약 40%, 약 30%, 약 20%, 약 10%, 또는 약 5%보다 크지 않을 수 있다.
몇몇 실시예에서, 첨가물은 사용된 첨가물의 특성 치수에 대한 상대적인 정도를 변화시킴으로써 호스트 물질 내로 임베이드될 수 있다 (예를 들면, 나노와이어의 경우, 개별 나노와이어의 직경 또는 나노와이어를 가로지르는 평균 직경에 상대적). 예를 들면, 임베이드된 표면 아래에 있는 첨가물 상의 가장 먼 임베이드된 포인트의 거리에 대하여, 적어도 하나의 첨가물은 특성 치수의 약 100% 보다 크게 임베이드될 수 있고, 약 100% 보다 크지 않게 임베이드될 수 있다(예를 들면, 특성 치수의 적어도 약 5% 또는 약 10%, 및 약 80%까지, 약 50%까지, 또는 약 25% 까지). 또 다른 예로써, 첨가물의 모집단은 평균 특성 치수의 약 100%보다 크게 임베이드될 수 있고, 약 100% 보다 크지 않게 임베이드될 수 있다(예를 들면, 특성 치수의 적어도 약 5% 또는 약 10%, 및 약 80%까지, 약 50%까지, 또는 약 25% 까지). 이해한 바와 같이, 첨가물이 호스트 물질에 임베이드된 정도는 임베이드된 표면을 가로지르는 높이의 변화의 정도로써 측정될 때와 같이 임베이드된 표면의 거칠기에 영향을 줄 수 있다(예를 들면, 평균 높이에 대한 표준 편차). 예를 들면, 도 1D와 1C를 비교하면, 도 1D의 표면-임베이드된 구조(120)의 거칠기는 부분적으로 임베이드된 첨가물(130)의 특성 치수보다 작고, 반면, 도 1C의 표면-배치 구조(114)의 거칠기는 표면적으로 배치된 첨가물의 적어도 특성 치수이며, 특성 치수의 약 2배(또는 그 이상)일 수 있다(예를 들면, 첨가물(116)의 상부에 첨가물(116)을 쌓은 결과).
몇몇 실시예에서, 적어도 하나의 첨가물은 호스트 물질의 임베이드된 표면으로부터 약 0.1nm 내지 약 1cm (예를 들면, 약 1nm 내지 약 50nm, 약 50nm 내지 100nm, 또는 약 100 nm 내지 100 마이크론) 뻗어나올 수 있다. 다른 실시예에서, 첨가물의 모집단은 평균 호스트 물질의 임베이드된 표면으로부터 약 0.1nm 내지 약 1cm (예를 들면, 약 1nm 내지 약 50nm, 약 50nm 내지 100nm, 또는 약 100 nm 내지 100 마이크론) 뻗어나올 수 있다. 다른 실시예에서, 호스트 물질의 표면 영역(예를 들면, 임베이드된 표면의 영역)의 실질적인 전부는 첨가물에 의해 점유된다. 다른 실시예에서, 표면 영역의 약 100%까지 또는 약 75%까지 첨가물에 의해 점유된다(예를 들면, 표면 영역의 약 50%까지, 약 25%까지, 약 10%까지, 약 5%까지, 약 3%까지 또는 약 1%까지 첨가물에 의해 점유된다). 첨가물은 호스트 물질의 임베이드된 표면으로부터 뻗어나올 필요가 없고, 임베이드된 표면 아래 전체에 위치될 수 있다. 표면-임베이드된 구조에 대하여 첨가물의 임베이드된 정도와 표면 커버리지는 특별 디바이스 콤포넌트 또는 적용에 따라 선택될 수 있다. 예를 들면, 표면-임베이드된 첨가물의 스펙트럼 시프팅에 기초하여 동작하는 디바이스 콤포넌트는 첨가물의 임베이드의 더 깊은 정도와 더 낮은 표면 커버리지를 특정할 수 있고, 반면, 표면을 통해 또는 표면을 가로지르는 전류의 흐름에 기초하여 동작하는 디바이스 콤포넌트는 첨가물의 임베이드의 더 낮은 정도와 더 높은 표면 커버리지를 특정할 수 있다.
일부 구체예에서, 나노와이어가 첨가제로서 사용된다면, 도전성에 영향을 미칠 수 있는 특징 및 다른 바람직한 특징들은, 예를 들어 나노와이어 밀도 또는 로딩 수준, 표면적 커버리지, 나노와이어 길이, 나노와이어 직경, 나노와이어의 균일성, 재료 종류, 및 순도를 포함한다. 일부 구체예에서는 접합부 저항이 적고 벌크 저항도 적은 나노와이어가 선호될 수 있다. 높은 투명도를 유지하면서 더 높은 도전성을 획득하려면 직경이 더 얇고 길이가 더 긴 나노와이어가 사용될 수 있고(예를 들어, 애스펙트 비가 비교적 크면 나노와이어 접합부 형성이 용이하며, 약 50 내지 약 2,000, 예를 들어 약 50 내지 약 1,000, 또는 약 100 내지 약 800의 범위로 사용된다), 금속성 나노와이어, 예를 들어 Ag, Cu 및 Au 나노와이어가 사용될 수 있다. 또한, 나노와이어의 특징은, 예를 들어 태양광 디바이스의 역반사디바이스로서 기능하는 디바이스 층 내에 통합되었을 때, 광 산란을 제공하도록 선택되거나 조정될 수 있다. 나노와이어를 첨가제로서 사용하여 Ag 나노와이어 네트워크와 같은 나노와이어 네트워크를 형성하는 것이 일부 구체예에서 바람직할 수 있다. 다른 금속성 나노와이어들, 비금속성 나노와이어들, 예를 들어 ZnO, ZnO(i), ZnO:Al, ZnO:B, Sn02:F, Cd2Sn04, CdS, ZnS, Ti02, ITO, 및 다른 산화물 나노와이어들도 사용될 수 있다. 가시 광학 스펙트럼 에너지(예를 들어, < 1.8eV 및 > 3.1eV) 바깥쪽의 밴드갭이나 대략 이 범위 근처의 밴드갭을 가진 반도체로 이루어진 첨가제를 사용하여 광학적 투명도가 높은 디바이스 층을 만들 수 있는데, 전형적으로 가시광이 이 밴드갭 에너지에 의해서 또는 계면 트랩에 의해서 흡수되지 않을 것이기 때문이다. 이동된 페르미 레벨과 Moss-Burstein 효과를 통한 밴드갭 엣지를 고려하여 다양한 도판트를 사용해서 이들 상술된 반도체의 전도성을 조율할 수 있다. 나노와이어는 치수(예를 들어, 직경 및 길이)에 있어서 상당히 균일하거나 단분산성일 수 있는데, 예를 들어 약 5%(예를 들어, 평균 직경 또는 길이에 대한 표준편차) 이내에서 동일하거나, 약 10% 이내에서 동일하거나, 또는 약 20% 이내에서 동일하다. 순도는, 예를 들어 적어도 약 50%, 적어도 약 75%, 적어도 약 85%, 적어도 약 90%, 적어도 약 95%, 적어도 약 99%, 적어도 약 99.9%, 또는 적어도 약 99.99%일 수 있다. 나노와이어의 표면적 커버리지는, 예를 들어 최대 약 100%, 약 100% 미만, 최대 약 75%, 최대 약 50%, 최대 약 25%, 최대 약 10%, 최대 약 5%, 최대 약 3%, 또는 최대 약 1%일 수 있다. 특정 구체예에서는 Ag 나노와이어가 특히 바람직할 수 있는데, 산화의 결과로서 Ag 나노와이어의 표면에 형성할 수 있는(또는 형성될 수 있는) 산화은이 도전성이기 때문이다. 또한, 코어-쉘 나노와이어(예를 들어, 은 코어에 Au 또는 백금 쉘)도 접합부 저항을 감소시킬 수 있다.
일부 구체예에서, 나노튜브가 첨가제로서 사용된다면(탄소로, 금속으로, 금속 합금으로, 금속 산화물로, 또는 다른 재료로 형성되든), 도전성에 영향을 미칠 수 있는 특징 및 다른 바람직한 특징들은, 예를 들어 나노튜브 밀도 또는 로딩 수준, 표면적 커버리지, 나노튜브 길이, 나노튜브 내경, 나노튜브 외경, 단일벽 나노튜브가 사용되는지 다중벽 나노튜브가 사용되는지의 여부, 나노튜브의 균일성, 재료 종류, 및 순도를 포함한다. 일부 구체예에서는 접합부 저항이 적은 나노튜브가 선호될 수 있다. 디스플레이와 같은 특정 디바이스에서 산란을 감소시키기 위해 탄소 나노튜브와 같은 나노튜브를 사용하여 나노튜브 네트워크를 형성할 수 있다. 또는 달리, 또는 조합해서, 직경이 작은 나노와이어를 사용하여 나노튜브를 사용한 것에 비해 산란을 비슷하게 감소시킬 수 있다. 또한, 나노튜브어의 특징은, 예를 들어 태양광 디바이스의 역반사디바이스로서 기능하는 디바이스 층 내에 통합되었을 때, 광 산란을 제공하도록 선택되거나 조정될 수 있다. 나노튜브는 치수(예를 들어, 외경, 내경 및 길이)에 있어서 상당히 균일하거나 단분산성일 수 있는데, 예를 들어 약 5%(예를 들어, 평균 외경/내경 또는 길이에 대한 표준편차) 이내에서 동일하거나, 약 10% 이내에서 동일하거나, 약 15% 이내에서 동일하거나, 또는 약 20% 이내에서 동일하다. 순도는, 예를 들어 적어도 약 50%, 적어도 약 75%, 적어도 약 85%, 적어도 약 90%, 적어도 약 95%, 적어도 약 99%, 적어도 약 99.9%, 또는 적어도 약 99.99%일 수 있다. 나노와이어의 표면적 커버리지는, 예를 들어 최대 약 100%, 약 100% 미만, 최대 약 75%, 최대 약 50%, 최대 약 25%, 최대 약 10%, 최대 약 5%, 최대 약 3%, 또는 최대 약 1%일 수 있다.
주어진 디바이스 콤포넌트 또는 용도에 따라서 첨가제 종류의 수가 변할 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 예를 들어, Ag 나노와이어, Cu 나노와이어, 및 Au 나노와이어 중 어느 것, 또는 조합이 ITO 나노입자와 함께 사용될 수 있으며, 이로써 높은 광학적 투명도와 높은 도전성이 얻어진다. 유사한 조합은, 예를 들어 Ag 나노와이어, Cu 나노와이어 및 Au 나노와이어 중 어느 것, 또는 조합을 ITO 나노와이어, ZnO 나노와이어, ZnO 나노입자, Ag 나노입자, Au 나노입자, SWNTs, MWNTs, 풀러렌계 재료(예를 들어, 탄소 나노튜브 및 버키볼), ITO 나노입자 및 인광체 중 어느 하나 이상과 함께 사용하는 것을 포함한다. ITO 나노입자나 나노와이어의 사용은, 예를 들어 태양광 디바이스에서 일 함수를 조정하거나, 또는 다른 첨가제에 의해서 제공되는 전도성 경로 대신에 또는 조합하여 전류의 흐름에 전도성 경로를 제공할 수 있는 버퍼 층으로 기능함으로써, 추가의 기능성을 제공할 수 있다. 실제로 많은 수의 상이한 종류의 첨가제들이 호스트 물질에 임베이드될 수 있다.
일부 구체예에서, 첨가제는 처음에는 분리된 물체로서 제공된다. 호스트 물질에 임베이드되면 호스트 물질이 첨가제를 감싸거나 둘러싸서, 첨가제들이 "평면" 또는 "평면 같은" 임베이드 영역 내에 정렬되거나 아니면 배열되게 된다. 나노와이어, 나노튜브, 마이크로와이어, 마이크로튜브 또는 다른 첨가제 등, 첨가제의 애스펙트 비가 1을 초과하는 경우의 일부 구체예에서, 첨가제들은 이들의 길이방향 또는 세로방향 축들이 수평면, 또는 임베이드면의 평면에 대응하거나 평행인 다른 면에 대해 일정 범위의 각도 내에 상당히 국한된 상태로 정렬된다. 예를 들어, 첨가제들은 이들의 길이방향 또는 평균적으로 가장 긴 치수의 축들이 수평면에 대해 약 -45°내지 약 +45°의 범위, 예를 들어 -35°내지 약 +35°, 약 -25°내지 약 +25°, 약 -15°내지 약 +15°, 약 -5°내지 약 +5°, 또는 약 -1°내지 약 +1°의 범위에 국한되도록 정렬될 수 있다. 이 예에서, 첨가제들의 길이방향 또는 세로방향 축들은 거의 또는 실질적으로 전혀 수평면에 대해 약 -45°내지 약 +45°의 범위를 벗어나서 배향되지 않는다. 일부 구체예에서는 임베이드 영역 안에서 이웃한 첨가제들이 서로 접촉할 수 있다. 이러한 접촉은 원하는 투명도에 맞는 비교적 적은 표면적 커버리지를 유지하면서 애스펙트 비가 긴 첨가제를 사용하여 개선될 수 있다. 일부 구체예에서, 나노와이어, 나노입자, 마이크로와이어 및 마이크로입자와 같은 첨가제들 간 접촉은 소결이나 아닐링을 통해서 증가될 수 있으며, 예를 들어 약 50℃, 약 125℃, 약 150℃, 약 175℃, 또는 약 200℃, 또는 약 50℃ 내지 약 125℃, 약 100℃ 내지 약 125℃, 약 125℃ 내지 약 150℃, 약 150℃ 내지 약 175℃, 또는 약 175℃ 내지 약 200℃ 범위의 온도에서의 저온 소결, 플래시 소결, 첨가제 위에 증착물을 성장시켜 첨가제들을 함께 융합시키는 레독스 반응을 사용한 소결, 또는 이들의 어떤 조합이 사용될 수 있다. 예를 들어, Ag 또는 Au 첨가제의 경우, Ag 이온 또는 Au 이온들이 첨가제 위에 부착되어 첨가제들이 이웃한 첨가제들과 함께 융합될 수 있다. 약 200℃ 또는 그 이상의 온도에서의 고온 소결도 고려된다. 또한, 특정 적용 및 디바이스에서는 접촉이 거의 또는 전혀 필요하지 않은데, 이 경우에는 실제 접촉이 없어도 전하 터널링이나 호핑이 충분한 도전성을 제공하거나, 또는 호스트 물질 또는 호스트 물질 위의 코팅 자체가 도전성일 수 있다. 이러한 적용 및 디바이스는 최대 약 106Ω/sq 이상의 시트 저항에서 작동할 수 있다. 개별 첨가제는 전자 캐리어를 위해 전기 및 양자 장벽에 의해 분리될 수 있다.
다음에 도 1A 내지 도 1C에 예시된 구성형태에 비해서 본원에 설명된 표면-임베이드 디바이스 콤포넌트의 추가적 장점을 제공한다. 도 1A의 구성형태와 달리, 원하는 특징을 획득하기 위해서 호스트 물질의 전체 벌크에 전체적으로 첨가제들의 균일한 분포가 필요하지 않다. 실제로, 적어도 일부 구체예에서는 첨가제들이 호스트 물질의 "평면" 또는 "평면 같은" 임베이드 영역에 상당히 국한되는 것이 선호된다. 실제로, 첨가제들의 비균일한 혼합 및 집괴화와 응집으로 인해서 도 1A에 묘사된 대로 균일한 분포를 실제로 획득하는 것은 어려울 수 있다. 도 1B의 구성형태와 달리, 첨가제들은 호스트 물질의 코팅 전체에 혼합되거나 호스트 물질 위에 도포되는 것보다는 호스트 물질에 임베이드될 수 있다. 이러한 방식으로 첨가제를 임베이드하는 과정에서 결과의 표면-임베이드 디바이스 콤포넌트는 더 높은 내구성, 더 우수한 접합성, 및 뛰어난 기계적 완전성을 가질 수 있다. 또한, 벌크 통합과 관련된 문제와 유사하게, 종래의 코팅은 비균일한 혼합 및 집괴화가 쉽게 일어날 수 있는데, 이것은 본원에 설명된 표면-임베이드 디바이스 콤포넌트에 의해 방지되거나 감소될 수 있다. 임베이드 영역 내에 첨가제 분포의 높은 균일성을 제공함으로써, 개시된 구체예는 디바이스 전체에서 개선된 신뢰성을 허용하는 것은 물론, 분리된 코팅이나 벌크 통합과 비교하여 표면 임베이드으로 인해서 복합 층들의 두께가 더 얇아진다. 임베이드 영역 내의 이런 높은 균일성은 이후 개시되는 표면 임베이드 방법으로 인해서 적어도 일부 획득되며, 이 방법은 임베이드 표면에 첨가제를 임베이드할 수 있고, 계속해서 첨가제 이동이나 집괴화를 감소시키거나 방지할 수 있다. 또한, 종래의 코팅에서 z-방향으로 첨가제들이 위상학적으로 무질서해지는 것은 특히 나노미터 및 마이크론 수준에서 거칠기를 가져올 수 있다. 반면에, 예를 들어 첨가제들의 임베이드과 호스트 물질 내에서 첨가제들의 정렬로 인해, 표면-임베이드 디바이스 콤포넌트는 종래의 코팅과 비교하여 감소된 거칠기를 가질 수 있으며, 이것은 디바이스 고장(예를 들어, 디바이스의 나노와이어 침투로 인한 션트)의 사례를 방지하거나 줄일 수 있는 기능을 한다. 도 1C의 구성형태와 달리, 첨가제들은 표면 상부에 표면적으로 부착되는 것보다는 호스트 물질에 부분적으로 또는 완전히 임베이드되며, 그 결과 표면적으로 부착된 첨가제와 비교하여 거칠기가 감소하고, 내구성과 전도성이 더 높아진다. 일부 구체예에서, 나노와이어를 임베이드할 때, 호스트 물질의 고분자 사슬들이 나노와이어들을 함께 고정할 수 있으며, 이들을 더 가깝게 당겨서 전도성을 증가시킨다. 또한, 디바이스 층을 가열하면 폴리머 사슬이 나노와이어들을 함께 더욱 가깝게 이동시킬 수 있다.
표면-임베이드 디바이스 콤포넌트는 매우 내구성일 수 있다. 일부 구체예에서 이러한 내구성은 강성 및 견고성과 조합되고, 다른 구체예에서 이러한 내구성은 다른 물리적 작용 중에서도 플렉싱, 롤링, 벤딩 및 폴딩 능력과 조합되며, 이때 투과율은 예를 들어 약 50% 이하, 약 20% 이하, 약 15% 이하, 약 10% 이하, 약 5% 이하, 약 3% 이하 감소하거나, 또는 실질적으로 전혀 감소가 없고, 저항은 약 50% 이하, 약 20% 이하, 약 15% 이하, 약 10% 이하, 약 5% 이하, 약 3% 이하 증가하거나, 또는 실질적으로 전혀 증가가 없고, 양자 효율은 약 50% 이하, 약 20% 이하, 약 15% 이하, 약 10% 이하, 약 5% 이하, 약 3% 이하 감소하거나, 또는 실질적으로 전혀 감소가 없다. 일부 구체예에서, 표면-임베이드 디바이스 콤포넌트는 종래 코팅의 내구성 문제에 대해 상당한 면역력을 나타내고, 코팅 산업계에서 사용되는 표준 스카치 테이프 테스트를 통과할 수 있으며, 관찰된 투과율에 실질적으로 전혀 감소가 없거나, 또는 약 5% 이하 감소, 약 10% 이하 감소, 약 15% 이하 감소, 또는 약 50% 이하 감소하고, 관찰된 저항에 실질적으로 전혀 증가가 없거나, 또는 약 5% 이하 증가, 약 10% 이하 증가, 약 15% 이하 증가, 또는 약 50% 이하 증가하고, 관찰된 양자 효율에 실질적으로 전혀 감소가 없거나, 또는 약 5% 이하 감소, 약 10% 이하 감소, 약 15% 이하 감소, 또는 약 50% 이하 감소한다. 일부 구체예에서, 표면-임베이드 디바이스 콤포넌트는 또한 러빙, 스크래칭, 플렉싱, 물리적 마모, 열 순환, 화학적 노출, 및 습도 순환을 통과할 수 있으며, 이때 관찰된 투과율 또는 양자 효율에 실질적으로 전혀 감소가 없거나, 또는 약 50% 이하 감소, 약 20% 이하 감소, 약 15% 이하 감소, 약 10% 이하 감소, 약 5% 이하 감소, 또는 약 3% 이하 감소하고, 관찰된 저항에 실질적으로 전혀 증가가 없거나, 또는 약 50% 이하 증가, 약 20% 이하 증가, 약 15% 이하 증가, 약 10% 이하 증가, 약 5% 이하 증가, 또는 약 3% 증가한다. 이런 증진된 내구성은 호스트 물질 내에 첨가제들을 임베이드하여 첨가제들이 호스트 물질의 분자 사슬 또는 다른 성분들에 의해서 물리적으로 또는 화학적으로 호스트 물질 안에 고정되도록 한 결과일 수 있다. 일부 경우, 전도성을 증가시키기 위한 플렉싱 또는 프레싱이 관찰될 수 있다.
표면-임베이드 디바이스 콤포넌트의 일부 구체예의 다른 장점은 더 적은 양의 첨가제를 사용하여 전기 삼투압 임계값이 획득될 수 있다는 점이다. 다른 식으로 말하면 첨가제 재료를 적게 사용하여 도전성이 획득될 수 있어서, 첨가제 재료와 관련된 비용이 절약되고, 투명도가 증가한다는 점이다. 이해되는 바와 같이, 전형적으로 충분한 양의 첨가제가 존재할 때 전기 삼투압 임계값에 도달하게 되며, 이것은 한 첨가제에서 다른 첨가제로 전기 전하의 삼투압을 허용하고, 이로써 첨가제들의 네트워크의 적어도 일부를 가로질러 전도성 경로를 제공한다. 일부 구체예에서, 전기 삼투압 임계값은 도 4의 도해에 예시된 첨가제 로딩 수준에 따른 저항의 로그함수 곡선에서 기울기의 변화를 통해서 관찰될 수 있다. 첨가제들이 "평면" 또는 "평면 같은" 임베이드 영역에 상당히 국한되므로 더 적은 양의 첨가제 재료가 사용될 수 있고, 이로써 도 1a 내지 도 1c의 구성형태와 비교하여 위상학적 무질서가 크게 줄어들며, 첨가제 간(예를 들어, 나노와이어 간 또는 나노튜브 간) 접합부 형성 확률이 더 높아진다. 다시 말하면, 호스트 물질의 두께 전체에 분산되는 것과는 반대로, 첨가제들이 호스트 물질에서 얇은 임베이드 영역에 국한되기 때문에, 첨가제들이 상호연결되어 접합부를 형성할 확률이 크게 증가될 수 있다. 일부 구체예에서, 전기 삼투압 임계값은 은 나노와이어와 같은 특정 첨가제에 대해 약 0.001μg/㎠ 내지 약 100μg/㎠(그 이상), 예를 들어 약 0.01μg/㎠ 내지 약 100μg/㎠, 약 10μg/㎠ 내지 약 100μg/㎠, 0.01μg/㎠ 내지 약 0.4μg/㎠, 약 0.5μg/㎠ 내지 약 5μg/㎠, 또는 약 0.8μg/㎠ 내지 약 3μg/㎠ 범위의 첨가제 로딩 수준에서 획득될 수 있다. 이들 로딩 수준은 치수, 재료 종류, 공간적 분산, 및 첨가제의 다른 특징들에 따라서 변할 수 있다.
이에 더하여, 더 적은 양의 첨가제를 사용하여(예를 들어, 임베이드 영역의 두께에 의해 증명된 대로) 네트워크-벌크 전이를 달성할 수 있는데, 이것은 산재한 2차원 전도성 네크워크의 유효 재료 특성을 나타내는 것으로부터 3차원 전도성 벌크 재료의 유효 특성을 나타내는 것으로 얇은 층이 전이한 것을 나타내는 변수이다. "평면" 또는 "평면 같은" 임베이드 영역에 첨가제들(예를 들어, Ag 나노와이어, Cu 나노와이어, 다중벽 탄소 나노튜브("MWCNTs"), 단일벽 탄소 나노튜브("SWCNTs"), 또는 이들의 어떤 조합)을 국한시킴으로써 태양광 플럭스-가중 투과율의 특정 수준에서 더 낮은 시트 저항이 얻어질 수 있다. 또한, 일부 구체예에서, 첨가제가 혼합되는 다른 2차 재료나 분리된 코팅과 관련된 계면 결함의 감소 또는 제거로 인해서 표면-임베이드 디바이스 콤포넌트에 의해 캐리어 재조합이 감소될 수 있다.
이들 장점을 더 설명하기 위해서, 첨가제들의 네트워크가 위상학적 무질서에 의해서 그리고 접촉 저항에 의해서 특정될 수 있다. 위상학적으로 첨가제들의 임계 밀도 위와 첨가제-첨가제(예를 들어, 나노와이어-나노와이어, 나노튜브-나노튜브, 또는 나노튜브-나노와이어) 접합부들의 임계 밀도 위에서는 전기 전류가 소스로부터 드레인까지 쉽게 흐를 수 있다. 첨가제들의 "평면" 또는 "평면 같은" 네트워크는 두께가 감소되는 네트워크-벌크 전이에 도달할 수 있으며, 이것은 첨가제들의 특징적인 치수와 관련되어 표시된다(예를 들어, 나노와이어의 경우, 개별 나노와이어의 직경 또는 나노와이어 전체의 평균 직경에 대해). 예를 들어, 임베이드 영역은 특징적인 치수의 최대 약 5배(또는 그 이상)의 두께를 가질 수 있는데, 예를 들어 특징적인 치수의 최대 약 4배, 최대 약 3배, 또는 최대 약 2배, 및 특징적인 치수의 약 0.05 또는 약 0.1배일 수 있으며, 이것은 광학적 투명도와 도전성은 증가하면서 디바이스가 더 얇아질 수 있도록 한다. 따라서, 본원에 설명된 표면-임베이드 디바이스 콤포넌트는, 일부 구체예에서, 최대 약 n x d(nm 단위)의 두께를 가진 임베이드 영역을 제공하고, 이 안에 d(nm 단위)의 특징적인 치수를 가진 첨가제들이 국소화되며, 이때 n = 2, 3, 4, 5 또는 그 이상이다.
표면-임베이드 디바이스 콤포넌트의 일부 구체예의 또 다른 장점은 주어진 수준의 도전성에서 이 구성요소가 더 높은 투명도를 제공할 수 있다는 점이다. 이것은 주어진 로딩 수준의 첨가제들에서 첨가제-첨가제 접합부가 효과적으로 형성된다는 면에서 적은 첨가제 재료를 사용하여 해당 수준의 도전성을 획득할 수 있기 때문이다. 이해되는 바와 같이, 얇은 전도성 재료(예를 들어, 필름 형태의)의 투과율은 그것의 시트 저항 R과 광학 파장의 함수로서 표시될 수 있는데, 이것은 박막에 대해서 다음의 근사 관계식으로 주어진다:
Figure pct00003
(1)
상기 식에서 σOp 및 σDC는 각각 재료의 광학 전도성 및 DC 전도성이다. 일부 구체예에서, 가요성 투명 기판에 표면-임베이드된 Ag 나노와이어 네트워크는 약 3.2Ω/sq 또는 약 0.2Ω/sq 정도로 낮거나 또는 심지어 더 낮은 시트 저항을 가질 수 있다. 다른 구체예에서, 태양광 디바이스에 적합한 투명한 표면-임베이드된 디바이스 콤포넌트는 태양광 플럭스-가중 투과율 Tsolar의 경우 최대 약 85%(또는 그 이상)와 약 20Ω/sq(또는 그 이하) 정도로 낮은 시트 저항에 도달할 수 있다. 또 다른 구체예에서, ≥ 85%(예를 들어, 적어도 약 85%, 적어도 약 90%, 또는 적어도 약 95%, 및 최대 약 97%, 98% 또는 그 이상)의 태양광 플럭스-가중 투과율에서 ≤ 10Ω/sq의 시트 저항이 표면-임베이드 구조에서 얻어질 수 있다. 투과율이 다른 범위의 광학 파장과 관련하여 측정될 수 있다는 것이 이해될 것이며, 예를 들어 550nm의 주어진 파장에서의 투과율, 사람의 시각 또는 광도-가중 투과율(예를 들어, 약 350nm 내지 약 700nm), 태양광 플럭스-가중 투과율, 적외선 범위 내의 주어진 파장 또는 파장 범위에서의 투과율, 및 자외선 범위 내의 주어진 파장 또는 파장 범위에서의 투과율이 측정될 수 있다. 또한, 투과율이 기판(존재할 경우)과 관련하여 측정될 수 있거나(예를 들어, 첨가제가 표면-임베이드된 호스트 물질 밑에 있는 기저 기판을 생각하고), 또는 공기와 관련하여 측정될 수 있다는 것이 이해될 것이다(예를 들어, 기저 기판을 생각하지 않고). 본원에 달리 명시되지 않는다면, 투과율 값은 기판(존재할 경우)과 관련하여 지정되며, 공기와 관련하여 측정되었을 때의 유사한 투과율 값(다소 더 높은 값이지만)도 고려된다. 일부 구체예에서, 표면-임베이드 구조의 DC 대 광학 전도성 비는 적어도 약 100, 적어도 약 115, 적어도 약 300, 적어도 약 400, 또는 적어도 약 500, 및 최대 약 600, 최대 약 800, 또는 그 이상일 수 있다.
특정한 표면-임베이드 디바이스 콤포넌트는 약 1 nm 내지 약 100nm, 약 10nm 내지 약 80nm, 약 20nm 내지 약 80nm, 또는 약 40nm 내지 약 60nm 범위의 평균 직경, 및 약 50nm 내지 약 1,000μm, 약 50nm 내지 약 500μm, 약 100nm 내지 약 100μm, 약 500nm 내지 50μm, 약 5μm 내지 약 50μm, 약 20μm 내지 약 150μm, 약 5μm 내지 약 35μm, 약 25μm 내지 약 80μm, 약 25μm 내지 약 50μm, 또는 약 25μm 내지 약 40μm 범위의 평균 길이의 Ag 나노와이어를 첨가제로서 포함할 수 있다. 임베이드 영역의 상부는 호스트 물질의 임베이드 표면 상부에서 약 0.0001nm 내지 약 100μm 밑에 위치될 수 있으며, 예를 들어 임베이드 표면에서 약 0.01nm 내지 100μm 밑에, 임베이드 표면에서 약 0.1nm 내지 약 100μm 밑에, 임베이드 표면에서 약 0.1nm 내지 약 5μm 밑에, 임베이드 표면에서 약 0.1nm 내지 약 3μm 밑에, 임베이드 표면에서 약 0.1nm 내지 약 1μm 밑에, 또는 임베이드 표면에서 약 0.1nm 내지 약 500nm 밑에 위치될 수 있다. 호스트 물질에 임베이드된 나노와이어는 약 0부피%에서 최대 약 90부피%, 최대 약 95부피%, 또는 최대 약 99부피%까지 임베이드 표면으로부터 돌출할 수 있다. 예를 들어, 나노와이어의 총 부피에 대해 임베이드 표면 위로 노출된 나노와이어의 부피와 관련하여, 적어도 1개의 나노와이어는 최대 약 1%, 최대 약 5%, 최대 약 20%, 최대 약 50%, 또는 최대 약 75% 또는 약 95%의 노출 부피 퍼센트를 가질 수 있다(또는 나노와이어들의 집단이 평균 노출 부피 퍼센트를 가질 수 있다). 약 85% 이상의 투과율에서(예를 들어, 태양광 플럭스-가중 투과율 또는 다른 범위의 광학 파장에서 측정된 것), 시트 저항은 약 500Ω/sq 이하, 약 400Ω/sq 이하, 약 350Ω/sq 이하, 약 300Ω/sq 이하, 약 200Ω/sq 이하, 약 100Ω/sq 이하, 약 75Ω/sq 이하, 약 50Ω/sq 이하, 약 25Ω/sq 이하, 약 15Ω/sq 이하, 약 10Ω/sq 이하, 및 약 1Ω/sq 또는 약 0.1Ω/sq 이하일 수 있다. 약 90% 이상의 투과율에서, 시트 저항은 약 500Ω/sq 이하, 약 400Ω/sq 이하, 약 350Ω/sq 이하, 약 300Ω/sq 이하, 약 200Ω/sq 이하, 약 100Ω/sq 이하, 약 75Ω/sq 이하, 약 50Ω/sq 이하, 약 25Ω/sq 이하, 약 15Ω/sq 이하, 약 10Ω/sq 이하, 및 약 1Ω/sq 이하일 수 있다. 일부 구체예에서, 호스트 물질은 표면-임베이드 나노튜브를 가진 기판에 해당하며, 호스트 물질은 투명하거나 불투명할 수 있고, 가요성이거나 강성일 수 있으며, 예를 들어 고분자, 아이오노머, EVA, TPO, TPU, PVB, PE, PET, PETG, 폴리카보네이트, PVC, PP, 아크릴계 고분자, ABS, 세라믹, 유리, 또는 이들의 어떤 조합으로 이루어질 수 있다. 다른 구체예에서, 기판은 투명하거나 불투명할 수 있고, 가요성이거나 강성일 수 있으며, 예를 들어 고분자, 아이오노머, EVA, TPO, TPU, PVB, PE, PET, PETG, 폴리카보네이트, PVC, PP, 아크릴계 고분자, ABS, 세라믹, 유리, 또는 이들의 어떤 조합으로 이루어질 수 있으며, 이때 기판은 도전성 재료, 절연체, 또는 반도체(예를 들어, 도핑된 산화금속 또는 상기 기재된 도전성 고분자)로 코팅되고, 나노와이어가 코팅에 임베이드된다.
특정한 표면-임베이드 디바이스 콤포넌트는 약 1nm 내지 약 100nm, 약 1nm 내지 약 10nm, 약 10nm 내지 약 50nm, 약 10nm 내지 약 80nm, 약 20nm 내지 약 80nm, 또는 약 40nm 내지 약 60nm 범위의 평균 외경, 및 약 50nm 내지 약 100μm, 약 100nm 내지 약 100μm, 약 500nm to 50μm, 약 5μm 내지 약 50μm, 약 5μm 내지 약 35μm, 약 25μm 내지 약 80μm, 약 25μm 내지 약 50μm, 또는 약 25μm 내지 약 40μm 범위의 평균 길이의 MWCNT와 SWCNT를 둘 다, 또는 어느 하나를 첨가제로서 포함할 수 있다. 임베이드 영역의 상부는 호스트 물질의 임베이드 표면 상부에서 약 0.01nm 내지 약 100μm 밑에 위치될 수 있으며, 예를 들어 임베이드 표면에서 약 0.1nm 내지 100μm 밑에, 임베이드 표면에서 약 0.1 nm 내지 약 5μm 밑에, 임베이드 표면에서 약 0.1nm 내지 약 3μm 밑에, 임베이드 표면에서 약 0.1nm 내지 약 1μm 밑에, 또는 임베이드 표면에서 약 0.1nm 내지 약 500nm 밑에 위치될 수 있다. 호스트 물질에 임베이드된 나노튜브는 약 0부피%에서 최대 약 90부피%, 최대 약 95부피%, 또는 최대 약 99부피%까지 임베이드 표면으로부터 돌출할 수 있다. 예를 들어, 나노튜브의 총 부피에 대해 임베이드 표면 위로 노출된 나노튜브의 부피와 관련하여(예를 들어, 나노튜브의 외경과 관련하여 정의된다), 적어도 1개의 나노튜브는 최대 약 1%, 최대 약 5%, 최대 약 20%, 최대 약 50%, 또는 최대 약 75% 또는 약 95%의 노출 부피 퍼센트를 가질 수 있다(또는 나노튜브들의 집단이 평균 노출 부피 퍼센트를 가질 수 있다). 약 85% 이상의 투과율에서(예를 들어, 태양광 플럭스-가중 투과율 또는 다른 범위의 광학 파장에서 측정된 것), 시트 저항은 약 500Ω/sq 이하, 약 400Ω/sq 이하, 약 350Ω/sq 이하, 약 300Ω/sq 이하, 약 200Ω/sq 이하, 약 100Ω/sq 이하, 약 75Ω/sq 이하, 약 50Ω/sq 이하, 약 25Ω/sq 이하, 약 15Ω/sq 이하, 약 10Ω/sq 이하, 및 약 1Ω/sq 이하일 수 있다. 약 90% 이상의 투과율에서, 시트 저항은 약 500Ω/sq 이하, 약 400Ω/sq 이하, 약 350Ω/sq 이하, 약 300Ω/sq 이하, 약 200Ω/sq 이하, 약 100Ω/sq 이하, 약 75Ω/sq 이하, 약 50Ω/sq 이하, 약 25Ω/sq 이하, 약 15Ω/sq 이하, 약 10Ω/sq 이하, 및 약 1Ω/sq 또는 약 0.1Ω/sq 또는 그 이하일 수 있다. 일부 구체예에서, 호스트 물질은 표면-임베이드 나노튜브를 가진 기판에 해당하며, 호스트 물질은 투명하거나 불투명할 수 있고, 가요성이거나 강성일 수 있으며, 예를 들어 고분자, 아이오노머, EVA, TPO, TPU, PVB, PE, PET, PETG, 폴리카보네이트, PVC, PP, PMMA, 유리, 폴리이미드, 에폭시, 아크릴계 고분자, ABS, 세라믹, 유리, 또는 이들의 어떤 조합으로 이루어질 수 있다. 다른 구체예에서, 기판은 투명하거나 불투명할 수 있고, 가요성이거나 강성일 수 있으며, 예를 들어 고분자, 아이오노머, EVA, TPO, TPU, PVB, PE, PET, PETG, 폴리카보네이트, PVC, PP, 아크릴계 고분자, ABS, 세라믹, 유리, 또는 이들의 어떤 조합으로 이루어질 수 있으며, 이때 기판은 도전성 재료, 절연체, 또는 반도체(예를 들어, 도핑된 산화금속 또는 상기 기재된 도전성 고분자)로 코팅되고, 나노튜브가 코팅에 임베이드된다.
표면-임베이드 디바이스 콤포넌트에서 얻어진 데이터는 놀라운 발견을 드러낸다. 예를 들어, 호스트 물질(이것은 절연체이다)가 첨가제의 전도 능력을 억제한다고 예측되었으므로 표면 상부에 표면적으로 부착된 첨가제가 호스트 물질에 물리적으로 임베이드된 첨가제보다 더 큰 도전성을 제공할 수 있다는 것은 이미 예측되었다. 그러나, 표면-임베이드 구조에서 개선된 도전성이 놀랍게도 관찰되었는데, 이는 호스트 물질 내에 첨가제들을 임베이드함으로써 부여된 유리한 접합부 형성 및 네트워크-벌크 전이에 대한 개념을 뒷받침한다.
표면 임베디드 첨가제를 포함한 디바이스
본 명세서에 서술된 표면 임베디드 디바이스 콤포넌트는 태양열 디바이스, 태양광 유리, 저 철 유리(low iron glass), 스마트 윈도우, 디스플레이, 유기발광 다이오드(또는 OLED), 건축용 유리(architectural glass), 항공기 바람막이, 일렉트로크로믹(electrochromic) 디바이스, 멀티크로믹(multichromic) 디바이스는 물론, 다른 전자 및 광전자 디바이스를 포함한 다양한 디바이스에 포함될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 표면 임베디드 디바이스 콤포넌트는 태양열 디바이스 내에 포함될 수 있다. 태양열 디바이스의 작동 중, 태양광은 전자-홀 쌍의 형태의 전하 캐리어를 생성하기 위해 광활성(photoactive) 재료에 의해 흡수된다. 전자는 하나의 전극을 통해 광활성 재료를 빠져나가고, 홀은 다른 전극을 통해 광활성 재료를 빠져나간다. 순 효과는 입사 태양광에 의해 구동되는 태양열 디바이스를 통한 전류의 흐름인데, 이 전류는 사용가능한 작업을 수행하기 위해 외부 부하로 전달될 수 있다. 태양열 디바이스는 단일접합 태양전지, 다중접합 또는 탠덤(tandem) 태양전지, 박막 태양전지, 염료감응(dye-sensitized) 태양전지, 여기자(excitonic) 태양전지, 양자점(quantum dot) 태양전지, 벌크 이질접합(bulk heterojunction) 태양전지를 포함한다. 이러한 태양열 디바이스에 사용되는 광활성 재료는 유기물, 무기물, 합성물, 혼합물, 또는 이들의 조합일 수 있다. 태양전지의 예는 단결정 실리콘; 다결정 실리콘; 마이크로결정 실리콘(microcrystalline silicon); 나노결정 실리콘(nanocrystalline silicon); 비정질 실리콘; 박막 실리콘; 단결정, 다결정, 마이크로결정, 나노결정, 및 박막 형태의 게르마늄, 갈륨 비소, 구리 인듐 갈륨 비소(또는 CIGS), 구리 인듐 비소, 케디움 텔루라이드(cadium telluride)(또는 CdTe), 및 갈륨 인듐 인과 같은 다른 반도체 재료; 폴리머(예컨대, 전기 도전성 또는 반도전성 폴리머); 복연속성 폴리머-풀러렌 합성물(bicontinuous polymer-fullerene composites); 박막 광활성 재료, 및 이들의 조합을 기초로 하는 것을 포함한다.
도 6은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 태양열 디바이스(600)를 도시한다. 태양열 디바이스(600)는 하나의 세트의 광활성 재료로 형성되고 하나의 세트의 전면 디바이스 층과 하나의 세트의 후면 디바이스 층 사이에 배치된 광활성 층(610)을 포함한다. 특정한 경우에, 다양한 층이 전면 시트(유리)로부터 형성되는데, 이러한 경우 이 전면 시트는 슈퍼스트레이트(superstrate)로 서술될 수 있다. 다양한 디바이스 층이 아래에 서술되고 설명되지만, 특정한 이러한 디바이스 층이 다른 실시예에 따라 생략, 결합, 또는 추가 세부분할, 또는 재정렬될 수 있고, 추가적인 디바이스 층이 추가될 수도 있음을 이해해야 한다.
도 6을 참조하면, 전면 디바이스 층은 (1) 유리(또는 다른 세라믹), 불소중합체(fluoropolymer)(e.g., 폴리테트라플루오로에틸렌(또는 PTFE), 폴리비닐리덴 플루오라이드(또는 PVDF), 플루오리네이티드 에틸렌 프로필렌(또는 FEP), 또는 에틸렌 테트라플로로에틸렌(또는 ETFE)), 입사 태양광에 실질적으로 투명한 다른 적합한 재료, 또는 이들의 조합으로 형성된 전면 커버(602); (2) 에틸렌 비닐 아세테이트(또는 EVA)(예컨대, 듀폰트™ 엘백스®), 폴리비닐 부타릴(polyvinyl butaryl)(또는 PVB)(예컨대, 듀폰트™ 부타사이트®), 폴리비닐 알코올(또는 PVA), 실리콘, 폴리실록산, 이오노머(ionomer)(예컨대, 센트리글라스®), 아크릴계 폴리머, 폴리메틸 메타크리레이트(또는 PMMA), TPU, TPO, 다른 적합한 전기 도전성 재료, 또는 이들의 조합으로 형성된 차단(barrier) 필름으로 구현되고, 전면 커버(602)와 인접한 봉합재 층(604); (3) 금속(예컨대, n-타입 Ag, Ag 잉크, 또는 Ag 페이스트), 금속 합금, 다른 적합한 전기 도전성 재료, 또는 이들의 임의의 조합으로 형성되고, 봉합재 층(604)을 통해 뻗어 있고, 봉합재 층(604)에 의해 적어도 부분적으로 덮히는 하나의 세트의 버스 바 또는 금속판(618); (4) 봉합재 층(604)과 인접한 반사방지 코팅(606)(또는 ARC); 및 (5) 도핑된 금속 산화물(예컨대, 인듐 주석 산화물), 입사 태양광에 실질적으로 투명한 다른 적합한 전기 도전성 재료로 형성되고, 반사방지 코팅(606)과 광활성 층(610) 사이에 배치된 전면 전극(608)을 포함한다.
후면 디바이스 층은 실리콘, 폴리이미드(예컨대, 듀폰트® 톤®으로 사용가능한 폴리(4,4'-옥시디페닐렌-피로멜리티미드), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethylene naphthalate)(또는 PEN)(예컨대, 테오넥스®), 폴리에스터(예컨대, 멜리넥스® 에스티 폴리에스터), 유리, 알루미늄, 스테인리스 강, 다른 적합한 기판 재료, 또는 이들의 임의의 조합으로 형성된 기판(614); (2) 금속, 금속 합금, 다른 적합한 전기 도전성 재료, 또는 이들의 임의의 조합으로 형성되고, 광활성 층(610)과 기판(614) 사이에 배치되는 후면 전극(612); (3) 에틸렌 비닐 아세테이트(또는 EVA)(예컨대, 듀폰트™ 엘백스®), 폴리비닐 부타릴(또는 PVB)(예컨대, 듀폰트™ 부타사이트®), 폴리비닐 알코올(또는 PVA), 실리콘, 폴리실록산, 이오노머(예컨대, 센트리글라스®), 아크릴계 폴리머, 폴리메탈 메타크릴레이트(PMMA), TPO, TPU, 다른 적합한 캡슐 재료, 또는 이들의 임의의 조합으로 형성된 차단 필름으로서 구현되고, 기판(614)과 인접한 봉합재 층(616); 및 유리(또는 다른 세라믹), 불소중합체(예컨대, 폴리비닐 플루오라이드(또는 PVF)), 폴리에스터(예컨대, 마이라®, 멜리넥스®, 및 테이진® 테토론®으로 사용가능한, BOPPT(biaxially-oriented polyethylene terephthalate)(또는 PET)), 다른 적합한 재료 또는 이들의 임의의 조합으로 형성된 후면 커버(620)를 포함한다. 전면 및 후면 디바이스 층의 다양한 다른 조합 및 순서도 예상된다. 몇몇 실시예에서, 후면 커버(620)는 하나의 세트의 버스 바 또는 금속판 및 봉합재 층과 같은, 다른 디바이스 층이 위에 배치되는 기판으로서 역할할 수 있다.
일반적으로, 태양열 디바이스(600)의 임의의 하나 이상의 디바이스 층은 도 1D 내지 도 1I 및 도 2A 내지 도 2H에 도시된 것과 같은, 본 명세서에 서술된 표면 임베디드 디바이스로 구현될 수 있다.
봉합재 층(604 및 616)의 목적은 태양열 디바이스(600)에 구조적 지지, 전기 절연, 물리적 절연, 열전도, 및 차단 특성을 제공하기 위한 것이다. 몇몇 실시예에서, 봉합재 층(604 및 616) 중 하나 또는 모두는 전기 전도율, 열전도율, 스펙트럼 시프트, 및 흡수 강화와 같은 추가적인 또는 강화된 기능을 제공하기 위해 표면 임베디드 첨가제를 포함할 수 있다. 또한, 봉합재 층(604 및 616) 중 하나 또는 모두가 열전도율 또는 다른 원하는 기능을 제공하기 위해 첨가제의 벌크 결합(bulk incorporation)을 통한 것과 같은, 다른 적합한 방식으로 추가된 첨가제를 포함할 수 있음이 예상된다.
예를 들어, 태양을 향하는 봉합재 층(604)은 다운 시프팅 인광체(down-shifting phosphor)가 표면 임베이드될 수 있고, 봉합재 층(616)은 업 시프팅 인광체가 표면 임베이드될 수 있고, 이는 입사 방사선 스펙트럼을 적외선 범위에서 가시광 범위로, 그리고 자외선 범위에서 가시광 범위로 조절하는 태양열 디바이스(600)를 야기한다. 가시광 범위를 대신하여, 입사 방사선 스펙트럼은 광활성 층(610)의 밴드갭 에너지와 매칭하는 다른 적합한 파장 범위로 조절될 수 있다.
대안으로서 또는 부가적으로, 봉합재 층(604 및 616) 중 하나 또는 모두는 전기 도전성 첨가제가 표면 임베이드될 수 있다. 이러한 전기 도전성 봉합재 층(604 및 616)은 전면 전극(608) 및 후면 전극(612)과 결합하여 작동할 수 있고, 또는 전면 전극(608) 및 후면 전극(612)을 모두 대체하여, 태양열 디바이스(600)로부터 개별적인 또는 전용 전극이 생략될 수 있다.
(봉합재 층(604 및 616) 또는 태양열 디바이스(600)의 다른 세트의 디바이스 층에 표면 임베이드된) 전기 도전성 첨가제는 광활성 층(610)과 전기적으로 접촉하거나 전기적으로 연결될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 광활성 층(610)은 버퍼(buffer) 층을 포함할 수 있고, 전기 도전성 첨가제는 광활성 층(610)의 버퍼 층과 전기적으로 접촉하거나 전기적으로 연결될 수 있다. (션트 방지(anti-shunting) 층, 또는 션트 저항 층이라고도 불리는) 버퍼층은 대략 500 Ω.㎠ 이하의 션트 저항을 가진 것과 같은, 태양열 디바이스의 션트 저항을 증가시키거나 수정하는 역할을 할 수 있다. 낮은 션트 저항은 종종 물리적 결함(예컨대, 광활성 재료의 누락), 높은 도전율의 영역을 가진 나쁘게 성장된 재료, 또는 이들의 조합으로 인해 발생할 수 있다. 낮은 션트 저항은 종종 큰 암전류를 일으킬 수 있어, 낮은 충전율(fill factor), 및 낮은 개회로 전압을 야기한다. 버퍼층은 원하지 않은 방향으로의 전류의 누수를 방지하기 위한 얇은 절연 또는 저항 층으로 구현될 수 있다. 태양열 디바이스가 조명될 때, 발생되는 결과적인 전압은 낮은 또는 중간 정도의 직렬저항 증가와 함께 버퍼층을 통해 전하 캐리어가 터널링하기에 충분할 수 있다. 버퍼 층의 예는 CIGS 및 CdTe 태양열 디바이스 내의 CdS 층, CIGS 태양열 디바이스 내의 CdS와 ZnO:Al층 사이에 배치된 ZnO(i)층, 및 CdTe 태양열 디바이스 내의 ZnO(i) 또는 Sn02 층을 포함한다. ZnO(i) 층의 다른 목적은 ZnO:Al 층의 증착동안 스퍼터링 손상에 대한 내성을 포함한다. 버퍼 층의 추가적인 예는 표면 캐리어 재결합을 방지하는 실리콘 태양전지 내의 Si02 또는 Si3N4 수동화(passivization) 층을 포함한다. 물리적 결함의 경우, 나노 와이워 형태와 같은 첨가제는 이러한 결함의 가교역할을 할 수 있다. 첨가제는 또한 투명 금속 산화물 층 또는 매칭하는 작동 기능을 제공하는 다른 전기 도전 층과 전기적으로 접촉하거나 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 버퍼층이 광활성 층(610)과 분리된 층으로 구현될 수 있고, 전기 도전성 첨가제가 별개의 버퍼층과 전기적으로 접촉하거나 전기적으로 연결될 수도 있음이 예상된다.
대안으로서 또는 부가적으로, 봉합재 층(604 및 616) 중 하나 또는 모두는 UV-차단을 제공하기 위한 또는 광분해, 열적 열화, 광화학적 열화, 또는 광열적 열화로부터의 보호를 제공하기 위한 첨가제가 표면 임베이드될 수 있다. 380nm 미만의 파장의 광은 히드로과산화물 및 과산화물과 같은 프리 라디칼(free radical)을 발생시킬 수 있는데, 이는 산소의 존재시 폴리머 체인의 가교 또는 분리를 일으킬 수 있다. 작은 분자, 이중 카본-카본 결합, 변색, 황화, 갈화, 투과율 손실, 광열 열화로 인한 가스 발생, 기판으로부터 봉합재 물질의 박리, 태양광 모듈 내의 이웃한 태양전지의 미스매칭(mismatching), 및 시스템 파워 출력의 손실은 프리 라디칼의 발생의 가능한 결과이다. 몇몇 실시예에서, 봉합재 층(604 및 616) 중 하나 또는 모두는 UV 흡수제(예컨대, 시아솔브 UV 531™으로 사용가능한 2-하이드록시-4-n-옥틸옥시벤조페논), UV 광 안정제(예컨대, 티누빈 770으로 사용가능한 벤조페논 및 bis(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리디닐)세바케이트), 산화방지제(예컨대, 나우가드 P로 사용가능한 트리스(모노-노닐페닐)아인산염(phosphite), 또는 이들의 임의의 조합이 표면 임베이드될 수 있다. 봉합재 층(604)의 태양을 향한 또는 상부 면과 인접한 임베이드 영역 내로의, UV 안정제와 같은 첨가제의 국부화는 유해한 UV 방사선이 봉합재 층(604)의 벌크를 통해 투과될 수 있기 전에, 실질적으로 완벽한 UV 안정화를 가능하게 하고, 봉합재 층(604)은 물론 봉합재 층(604) 아래의 디바이스 층에 강화된 UV 안정화를 제공한다. 몇몇 실시예에서, 다운 시프팅 인광체의 표면 임베이드는 방사선을 태양열 디바이스(600)의 다양한 층을 통해 투과하기 전에 자외선 범위에서 가시광 범위로 변환함으로써 이러한 UV 안정화 기능을 제공할 수 있다.
가교 촉진제(예컨대, 유기 과산화물), 개시제, 프리머(primer), 및 봉합재 층(604 및 616)의 가류(curing) 또는 다른 처리를 촉진하기 위한 가류제(예컨대, 루퍼졸 TBEC로 사용가능한 00-t-부틸-0-(2-에틸헥실)모노페록시카보네이트)와 같은 다른 타입의 첨가제가 봉합재 층(604 및 616) 중 하나 또는 모두에 표면 임베이드될 수 있다. 건조제가 향상된 습기 차단 특성을 제공하기 위해 표면 임베이드될 수 있고, 세라믹 또는 다른 타입의 재료가 향상된 산소 차단 특성을 제공하기 위해 표면 임베이드될 수 있다. 또한 전기 도전성 재료 또는 반도체로 형성된 첨가제가 작동 기능을 조절하기 위해, 또는 태양열 디바이스(600)에 걸쳐 열을 더 효과적이고 균일하게 분산시키기 위해 표면 임베이드될 수 있다. 또한, 첨가제는 하나 이상의 스캐터링, 플라스모닉(plasmonic), 및 폴라리토닉(polaritonic) 효과에 의한 것과 같이, 광활성 층(610)에 의해 원하는 파장 범위의 광의 흡수를 유도하기 위해, 광활성 층(610)과 인접하고 광활성 층(610)을 향하는 임베이드 영역 내에 표면 임베이드 및 국부화될 수 있다. 적절한 흡수 유도 첨가제의 예는 Ag 나노입자, 반도체 내에 봉합된 Ag 나노입자(예컨대, 은 코어 및 실리콘 쉘을 가진 코어-쉘 나노입자), 절연체 내에 봉합된 Ag 나노입자(예컨대, 실리콘 코어 및 절연체 쉘을 가진 코어-쉘 나노입자), Ag 나노와이어, 반도체 내에 봉합된 Ag 나노와이어(예컨대, 은 코어 및 실리콘 쉘을 가진 코어-쉘 나노와이어), 절연체 내에 봉합된 Ag 나노와이어(예컨대, 은 코어 및 절연체 쉘)을 가진 코어-쉘 나노와이어), 다른 금속의 나노입자, 다른 금속의 나노와이어, 다공성 나노와이어, 비다공성 재료, 나노기공성 유리(또는 다른 세라믹), 나노기공성 반도체 등을 포함한다.
태양열 디바이스(600)의 다른 디바이스 층은 봉합재 층(604 및 616)을 대신하여 또는 그와 결합하여, 첨가제가 표면 임베이드될 수 있고, 봉합재 층(604 및 616)에 대한 앞선 설명은 이러한 다른 디바이스 층에 대해서도 적용가능하다. 몇몇 실시예에서, 전면 커버(602) 및 후면 커버(620) 중 하나 또는 모두는 전기 전도성, 열 전도성, 스펙트럼 스피트, 및 흡수 강화와 같은 추가적인 또는 강화된 기능을 제공하기 위해 표면 임베이드되는 첨가제를 포함할 수 있다. 예컨대, 전면 커버(602)는 입사 방사선 스펙트럼을 조절하거나 UV 안정화 기능을 제공하기 위한 다운 시프팅 인광체가 표면 임베이드될 수 있다. 다른 예로서, 기판(614)은 전기 도전성 첨가제가 표면 임베이드될 수 있고, 후면 전극(612)과 함께 또는 후면 전극(612)을 대체하여 동작할 수 있다.
표면 임베이드된 첨가제의 추가를 통해, 태양열 디바이스(600)는 Voc × Jsc × FF / PAMI .5로 표현될 수 있는 향상된 태양광 파워 변환 효율로 동작할 수 있는데, 여기서 Voc는 개회로 전압에 대응하고, Jsc는 단락전류에 대응하고, FF는 충전도이고, PAMI .5는 AM 1.5 태양 스펙트럼으로부터의 단위면적단 입사 파워이다. 태양열 디바이스(600)의 하나 이상의 층에 향상된 전기 전도율을 제공함으로써, 태양광 파워 변환 효율은 충진도 및 Jsc를 증가시킴으로써 증가할 수 있다. 태양열 디바이스(600)의 하나 이상의 층에 향상된 투과율을 제공함으로써, 태양광 파워 변환 효율은 Jsc를 증가시킴으로써 증가할 수 있다. 흡수 유도 첨가제의 추가를 통해 향상된 흡수율을 제공함으로써, 태양광 파워 변환 효율은 Jsc를 증가시킴으로써 증가될 수 있다. 그리고, 스펙트럼 시프팅 첨가제의 추가를 통해 태양광 스펙트럼의 강화된 사용율을 제공함으로써, 태양 광 변환 효율은 Jsc를 증가시킴으로써 증가될 수 있다. 다운 시프팅은 CIGS 및 CdTe 태양열 디바이스와 같은, 청색광을 흡수할 수 있는 CdS 버퍼층을 사용하는, 특정한 박막 태양열 디바이스에 유용할 수 있다. 이러한 디바이스에서, 다운 시프팅은 CdS 층이 원치않는 흡수를 하는 것을 방지하거나 줄일 수 있고, 그로인해 직접적으로 Jsc를 증가시킴은 물론, 선트 저항을 증가시킬 수 있는 더 두꺼운 CdS 층을 허용함으로써 충전도 및 Voc를 간접적으로 향상시킨다. 몇몇 실시예에서, 태양광 파워 변환 효율은 적어도 대략 10%, 적어도 대략 12%, 적어도 대략 15%, 적어도 대략 18%, 적어도 대략 20%, 또는 적어도 대략 25%, 및 최대 대략 30%, 최대 대략 40%,또는 최대 대략 50%, 또는 그 이상일 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양열 디바이스(700)를 도시한다. 태양열 디바이스(700)의 특정한 형태는 태양열 디바이스(600)에 대하여 앞서 설명한 것과 유사한 방식으로 구현될 수 있고, 이러한 형태는 아래에 반복할 필요가 없다. 또한, 다양한 디바이스 층이 아래에 서술되고 설명되지만, 특정한 이러한 디바이스 층이 다른 실시예에 따라 생략, 결합, 추가 세부분할, 또는 재정렬될 수 있고 추가적인 디바이스 층이 포함될 수 있음을 이해해야 한다.
도 7에 도시된 바와 같이, 태양열 디바이스(700)는 각각 상이한 밴드갭 에너지, Eg1 및 Eg2를 가진 복수의 광 활성층(708 및 716)을 구비한 다중접합 태양전지이다(여기서, Eg1 > Eg2). 2개의 광활성 층(708)이 도 7에 도시되어 있으나, 3개 이상의 광활성 층이 태양열 디바이스(700)에 포함될 수 있음이 예상된다. 광활성 층(708)은 한 쌍의 전극(706 및 710) 사이에 배치되고, 광활성 층(716)은 한 쌍의 전극(714 및 718) 사이에 배치된다. 도시된 실시예에서, 태양열 디바이스(700)는 복수의 봉합재 층(704, 712, 및 720)을 포함하는데, 봉합재 층(704)은 전면 커버(702)와 전극(706) 사이에 배치되고, 봉합재 층(712)은 전극(710 및 714) 사이에 배치되고, 봉합재 층(720)은 전극(718)과 후면 커버(722) 사이에 배치된다.
일반적으로, 태양열 디바이스(700)의 임의의 하나 이상의 디바이스 층은 도 1D 내지 도 1I 및 도 2A 내지 도 2H에 도시된 것과 같은, 본 명세서에 기재된 표면 임베디드 디바이스 콤포넌트로 구현될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 하나 이상의 봉합재 층(704, 712, 및 720)은 전기 도전성, 열 전도성, 스펙트럼 시프팅, 및 흡수 강화와 같은 기능을 제공하기 위한 표면 임베디드 첨가제를 포함할 수 있다. 또한, 첨가제가 전기 전도성 또는 다른 원하는 기능을 제공하기 위해 첨가제의 벌크 결합을 통한 것과 같은, 다른 적절한 방식으로 추가될 수 있음이 예상된다.
예를 들어, 봉합재 층(704)은 Eg1에 대한 다운 시프팅을 수행하는 인광체가 표면 임베이드될 수 있고, 봉합재 층(712)은 Eg2에 대한 다운 시프팅을 수행하는 다른 인광체가 표면 임베이드될 수 있고, 봉합재 층(720)은 Eg1 또는 Eg2에 대한 업 시프팅을 수행하는 또 다른 인광체가 표면 임베이드될 수 있다. 태양열 디바이스(700)의 동작 동안, 입사 태양 방사선은 광활성 층(708)의 Eg1에 매칭하도록 더 높은 에너지 방사선의 다운 시프팅을 수행하는 봉합재 층(704)에 부딪친다. Eg1 보다 낮은 에너지를 가진 태양 방사선은 광활성 층(708)을 통과하고, 광활성 층(716)의 Eg2에 매칭하도록 더 높은 에너지 방사선의 다운 시프팅을 수행하는 봉합재 층(712)에 부딪친다. Eg2보다 낮은 에너지를 가진 태양 방사선은 광활성 층(716)을 통과하고, Eg1 또는 Eg2에 매칭하도록 업 시프팅을 수행하는 봉합재 층(720)에 부딪친다. 이러한 방식으로 동작함으로써, 태양열 디바이스(700)는 태양 스펙트럼 내의 상이한 에너지 대역이 효율적으로 수집되고 전기로 변환될 수 있게 함으로써, 태양 스펙트럼의 강화된 사용율을 제공한다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양열 디바이스(800)를 도시한다. 태양열 디바이스(800)의 특정한 형태는 태양열 디바이스(600 및 700)에 대하여 앞서 서술한 것과 유사한 방식으로 구현될 수 있으며, 이러한 형태는 아래에 반복할 필요가 없다. 또한, 다양한 디바이스 층이 아래에 서술되고 설명되었으나, 특정한 이러한 디바이스 층은 다른 실시예에 따라 생략, 결합, 추가 세부분할, 또는 재정렬될 수 있고, 추가적인 디바이스 층이 포함될 수도 있음을 이해해야 한다.
도 8에 도시된 바와 같이, 태양열 디바이스(800)는 결정 실리콘 또는 다른 적합한 광활성 재료로 형성된 p-n 접합 디바이스인 광전지(photovoltaic cell)(802)를 포함한다. 태양열 디바이스(800)는 또한 광전지(802)와 인접하고, 광전지(802)에 광학적으로 연결된 도파관 슬랩(slab)과 같이 형성된 발광성 태양광 집광 장치(또는 LSC)(804)를 포함한다. 하나의 광전지(802)가 도 8에 도시되어 있으나, 복수의 광전지가 LSC(804)의 다수의 에지에 포함될 수도 있음이 예상된다. LSC(804)는 전면 커버(806)와 후면 커버(810) 사이에 배치된 봉합재 층(808)(또는 다른 중간층)을 포함한다.
일반적으로, LSC(804)의 임의의 하나 이상의 디바이스 층은 도 1D 내지 도 1I 및 도 2A 내지 도 2H에 도시된 것과 같은, 본 명세서에 서술된 표면 임베디드 디바이스 콤포넌트로 구현될 수 있다. 도시된 실시예에서, 봉합재 층(808)은 하나의 세트의 인광체로 표면 임베이드된다. 몇몇 실시예에서, 인광체는 봉합재 층(808)의 태양을 향하는 또는 상부 면과 인접한 임베이드 영역 내에 표면 임베이드되거나 국부화될 수 있으나, 인광체의 국부화는 다른 실시예에 대해서는 다를 수 있다. 태양열 디바이스(800)의 동작 중, LSC(804)는 표면 임베이드된 인광체를 통해 넓은 범위의 입사 각도에 걸쳐 태양광 스펙트럼을 캡처하고, 인광체는 상이한 파장(또는 상이한 파장 범위)으로 봉합재 층(808) 내에 광을 방출하고, 전반사(total internal reflection)와 결합하여, 봉합재 층(808)의 가장자리를 향해 안내된 광을 집중시킨다. 흡수 및 방출된 광 간의 에너지 차이는 인광체에 의한 자체 흡수의 경우를 줄인다. 이러한 방식으로, LSC(804)는 태양 추적을 필요로 하지 않고 높은 광 집중도를 달성할 수 있다. 결과적인 방출된 광 강도는 대략 5 이상, 적어도 대략 10, 적어도 대략 20, 적어도 대략 30, 최대 대략 40 이상의 팩터 만큼 태양광을 집중시킬 수 있고, 광전지(802)로 보내진 때, LSC(804)는 대략 2 내지 대략 10 (이상)의 범위 내의 팩터만큼 태양 파워 변환 효율을 증가시킬 수 있다.
표면 임베이드는 인광체가 높은 균일도로, 그리고 방출의 자기 소멸(self-quenching) 및 그로 인한 감소된 양자 효율을 이끌 수 있는 뭉침(agglomeration)이 없거나 적게, 폴리머 또는 다른 캡슐 재료의 표면에 제어가능하게 임베이드될 수 있게 한다. 또한, 표면 임베이드는 광 흡수율로 인한 박리 및 비효율 및 다른 손실 문제를 다룬다. 폴리머 또는 다른 캡슐 재료의 표면에 직접적으로 뭍히는 임베이드된 인광체 종은 실질적으로 바로 경계에서 입사 광을 변환할 수 있고, 이는 파장 변환 태양열 디바이스에 대한 높은 효율의 구성을 형성한다.
다른 실시예에서, 본 명세서에 서술된 표면 임베디드 디바이스 콤포넌트는 스마트 윈도우에 통합될 수 있다. 도 9는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 스마트 윈도우(900)를 도시한다. 스마트 윈도우(900)의 특정한 형태는 태양열 디바이스(600, 700 및 800)에 대하여 앞서 서술한 것과 유사한 방식으로 구현될 수 있으며, 이러한 형태는 아래에 반복할 필요가 없다. 또한, 다양한 디바이스 층이 아래에 서술되고 설명되지만, 특정한 이러한 디바이스 층은 다른 실시예에 따라 생략, 결합, 추가 세부분할, 또는 재정렬될 수 있고, 추가적인 디바이스 층이 포함될 수 있음을 이해해야 한다.
도 9에 도시된 바와 같이, 스마트 윈도우(900)는 그 사이에 스마트 윈도우(900)를 통한 광의 통과를 제어하는 봉합재 층(904)(또는 다른 중간층)이 있는, 전면 커버(902) 및 후면 커버(906)를 포함한다. 일반적으로, 스마트 윈도우(900)의 임의의 하나 이상의 디바이스 층은 도 1D 내지 도 1I 및 도 2A 내지 도 2H에 도시된 것과 같은, 본 명세서에 서술된 표면 임베디드 디바이스 콤포넌트로 구현될 수 있다. 도시된 실시예에서, 봉합재 층(904)은 도 2H에 도시된 방식과 같은, 하나의 세트의 첨가제가 표면 임베이드되지만, 이러한 국부화 및 첨가제의 종류는 다른 실시예에 대해서는 가변적일 수 있다. 예를 들어, 봉합재 층(904)은 일렉트로크로믹 첨가제가 표면 임베이드될 수 있다. 전기장이 가해진 때, 일렉트로크로믹 첨가제는 색상 변화 또는 음영 변화를 겪음으로써 반응할 수 있다. 전기장이 없을 때, 일렉트로크로믹 첨가제는 다시 그 최초의 색상 또는 음영으로 되돌아간다. 이러한 방식으로, 스마트 윈도우(900)는 투명 또는 반투명을 나타낼 수 있다. 다른 타입의 멀티크로믹 첨가제가 일렉트로크로믹 첨가제를 대신하여, 또는 그와 결합하여 사용될 수 있다. 대안으로서 또는 부가적으로, 봉합재 층(904)은 전기장을 가할 수 있는 전극으로서 역할하기 위한 전기 도전성 첨가제가 표면 임베이드될 수 있다.
또 다른 실시예에서, 본 명세서에 서술된 표면 임베디드 디바이스 콤포넌트는 평면 패널 디스플레이, 액정 디스플레이("LCD"), 플라즈마 디스플레이, OLED 디스플레이, 전자종이, 양자점 디스플레이, 및 플렉시블 디스플레이와 같은 디스플레이 디바이스에 포함될 수 있다. 도 10은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 LCD(1000)를 도시한다. LCD(1000)의 특정한 형태는 태양열 디바이스(600, 700 및 800), 및 스마트 윈도우(900)에 대하여 앞서 서술한 것과 유사한 방식으로 구현될 수 있으며, 이러한 형태는 아래에 반복할 필요가 없다. 또한, 다양한 디바이스 층이 아래에 서술되고 설명되지만, 특정한 이러한 디바이스 층은 다른 실시예에 따라 생략, 결합, 추가 세부분할, 또는 재정렬될 수 있고, 추가적인 디바이스 층이 포함될 수 있음을 이해해야 한다.
도 10에 도시된 바와 같이, LCD(1000)는 발광 다이오드("LED")-백라이트 LCD이고, LCD 모듈(1004)과 인접하고 광학적으로 연결된 백라이트 모듈(1006)과 인접하고 광학적으로 연결된 하나의 어레이의 LED(또는 다른 광원)(1002)를 포함한다. 백라이트 모듈(1006)은 그 사이에 봉합재 층(1010)(또는 다른 중간 층)이 있는 전면 커버(1008) 및 후면 커버(1012)를 포함한다. 일반적으로, 백라이트 모듈(1006)의 임의의 하나 이상의 디바이스 층은 도 1D 내지 도 1I 및 도 2A 내지 도 2H에 도시된 것과 같은, 본 명세서에 서술된 표면 임베디드 디바이스 콤포넌트로 구현될 수 있다. 도시된 실시예에서, LED(1002)는 청색광과 같은 특정한 색상의 광을 방출하고, 백라이트 모듈(1006)은 청색광을 흡수하고 적색광 및 녹색광과 같은 다른 색상의 광을 방출하는 하나의 세트의 표면 임베디드 인광체를 포함한다. 몇몇 실시예에서, 이 인광체는 LED(1002)를 향하는 봉합재 층(1010)의 가장자리 부근의 임베이드 영역 내에 표면 임베이드되고 국부화될 수 있으나, 이러한 인광체의 국부화는 다른 실시예에 대해서는 변할 수 있다. LED(1002)에 의해 방출된 청색광과 백라이트 모듈(1006) 내의 인광체에 의해 방출되는 적색 및 녹색광의 조합은 "백색" 광으로 나타나고, 이는 백라이트 모듈(1006)에 의해 LCD 모듈(1004)을 향해 보내진다. 인광체와 더불어, 산란체(diffuser)가 LCD 모듈(1004)을 향해 광을 퍼트리거나 산란시키기 위해 봉합재 층(1010) 내에 표면 임베이드되거나, 벌크 결합되거나, 다른 방식으로 포함될 수 있다. 대안으로서 또는 부가적으로, 이러한 산란체는 전면 커버(1008) 및 후면 커버(1012) 중 하나 또는 모두에 표면 임베이드되거나, 벌크 결합되거나, 다른 방식으로 포함될 수 있다. 적절한 산란체의 예는 세라믹(예컨대, 티타니아(titania), 또는 실리카), 금속(예컨대, 은), 또는 다른 적합한 재료로 형성된 나노크기 또는 마이크로미터 크기의 입자를 포함한다.
도 12는 본 발명의 하나의 실시예에 따른, 상이한 타입의 터치 센서 및 디스플레이를 나타내는 다수의 전자 디바이스 아키텍처의 개략도이다. 이러한 개략도에서, (패턴화된 및/또는 패턴화되지 않은) ITO 전극이 하드코트(hardcoat), 필름, 및/또는 유리 상에 배치된다. ITO 전극과 인접한 OCA가 존재하는 모든 경우에, 하드코트, 필름, 및/또는 유리 상에 배치된 (패턴화된 및/또는 패턴화되지 않은) ITO를 사용하는 대신에, 전극이 OCA 내에 표면 임베이드될 수 있다. 도 12의 디바이스의 특정한 형태는 앞서 서술한 것과 유사한 방식으로 구현될 수 있으며, 이러한 형태는 반복될 필요가 없다. 또한, 다양한 디바이스 층이 서술되지만, 특정한 이러한 디바이스 층은 다른 실시예에 따라 생략, 결합, 추가 세부분할, 또는 재정렬될 수 있고, 추가적인 디바이스 층이 포함될 수도 있음을 이해해야 한다.
표면 임베디드 디바이스 콤포넌트의 제조 방법
첨가제가 항구적으로 폭넓게 다양한 호스트 재료 내로 표면 임베이드되어 첨가제를 호스트 재료 내로 견고하게 식설시키는, 확장성이 크고, 신속하고 저비용의 방식으로 표면 임베디드 디바이스 콤포넌트를 형성하는 제조 방법이 여기에 개시된다.
몇 가지 실시예의 제조 방법은 일반적으로 다음의 2가지 카테고리로 분류될 수 있다. (1) 표면 임베디드 첨가제를 구비한 호스트 물질을 얻기 위해 첨가제를 건식 조성물 내로 표면 임베이드하는 것; 및 (2) 표면 임베디드 첨가제를 구비한 호스트 물질을 얻기 위해 첨가제를 건식 조성물 내로 표면 임베이드하는 것. 이와 같은 분류는 제시의 용이함을 위한 것이며, "건식" 및 "습식"은 상대적인 용어로서 고려될 수 있고(예컨대, 건도와 습도의 다양한 정도로 인해), 제조 방법은 완전 "건식"과 완전 "습식" 사이에 걸쳐 연속적으로 적용될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 따라서, 한 가지 카테고리(예컨대, 건식 조성물)에 대해 설명되는 공정 조건 및 재료는 또 다른 카테고리(예컨대, 습식 조성물)에 대해 적용될 수 있으며, 그 역도 성립한다. 또한, 건식 조성물이 건조되거나 다른 방법으로 건식 조성물로 되고, 표면 임베디드 첨가제를 구비한 호스트 재료를 얻기 위한 건식 조성물 내로의 첨가제의 표면 임베이드가 이어지는 것과 같은 2가지 카테고리의 복합 또는 조합이 시도될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 또한, "건식" 및 "습식"이 때때로 수분 함량의 레벨 또는 용매 함량의 레벨을 의미할 수 있지만, "건식" 및 "습식"은 또한 경우에 따라 가교 또는 중합화의 정도와 같은 조성물의 또 다른 특성을 의미할 수도 있다.
유리하게도, 본 제조 방법의 몇몇 실시예는 중간 조건의 온도 및 압력(예컨대, 상온 및 압력 조건) 하에서 수행될 수 있고, 롤대롤 방식으로 구현될 수 있어, 디바이스 제조라인에 통합이 용이하다. 또한, 본 제조 방법의 몇몇 실시예는 폴리머 압출 제조 세팅(setting)에 적용될 수 있다. 예컨대, 간단히 살펴보면, 은 나노와이어(또는 다른 타입의 첨가제)가 임베이드 유체 내에 떠다닐 수 있고, 압출물에 분사될 수 있고, 여기서 임베이드 유체는 압출물 내로의 은 나노와이어의 임베이드를 용이하게 한다. 압출물은, 가열된, 용융된, 연화된(soft) 또는 임베이드 유체의 존재시 은 나노와이어의 임베이드를 허용하는 상태일 수 있다. 결과적인 나노와이어 임베이드된 압출물은 (첨가제가 임베이드되거나 임베이드되지 않은) 다른 압출물과 동시압출을 통해 결합될 수 있는데, 여기서 2 이상의 재료는 압출물들이 냉각전에 라미나(laminar) 구조로 함께 병합 및 용접되도록 2 이상의 구멍을 가진 하나의 다이를 통해 압출된다. 이러한 재료들은 개별적인 압출기로부터 다이로 공급될 수 있다. 동시압출은, 예컨대, 산소, 이산화탄소, 수증기에 대한 투과율; 전기 도전성; 열 전도성; 및 스펙트럼 시프팅 등과 같은, 각각의 또는 상이한 기능을 가진 복수의 층을 포함하는 태양열 디바이스용 봉합재 층의 경우에, 이점을 가진다.
본 발명의 실시예에 따른, 건식 조성물로 표면 임베디드 첨가제를 제조하는 방법을 도시하는 도 5a 및 도 5b를 다시 참조한다.
개략적으로, 도시된 실시예는 폴리머, 세라믹, 세라믹 전구체, 또는 이들의 조합을 포함하는 것과 같은, 건식 조성물 내로 첨가제가 임베이드될 수 있도록 하기 위해 임베이드 유체의 적용을 포함한다. 일반적으로, 임베이드 유체는 용해, 반응, 연화, 용매화, 팽창(swelling), 또는 이들의 임의의 조합과 같은, 건식 조성물의 상태를 가역적으로 변경하는 역할을 하고, 그로 인해 건식 조성물 내로 첨가제의 임베이드가 용이하게 된다. 예컨대, 임베이드 유체는 폴리머에 대한 효과적인 용매로서 역할하도록 특별하게 만들어질 수 있고, 또한 임베이드 유체 내에 첨가제를 부유시키는 것을 돕기 위한 안정제(또는, 분산제)를 포함하도록 변경될 수 있다. 임베이드 액체는 또한 헤이징(hazing), 크레이징(crazing), 블러싱(blushing)과 같은 용매/폴리머 상호작용에 의한 문제점을 줄이거나 제거하도록 특별하게 만들어질 수 있다. 임베이드 유체는 저비용이고, 휘발성 유기화합물("VOC")이 없고, VOC-면제 또는 낮은 VOC이며, 유해대기오염물("HAP")이 없고, 오존파괴물질이 없으며("non-ODS"), 저휘발성 또는 비휘발성이고 저유해성 및 무해성이도록 최적화된 용매 또는 용매 혼합물을 포함할 수 있다. 다른 예로서, 건식 조성물은 겔 또는 반고체 형태의 세라믹, 또는 세라믹 전구체를 포함할 수 있고, 임베이드 유체의 적용은 이러한 겔이 부분적으로 응축되지 않은 올리고머 또는 폴리머 체인 또는 이둘 모두의 신장(elongation)에 의해, 유체로 구멍을 채움으로써 부풀어오르게 할 수 있다. 추가적인 예로서, 건식 조성물은 규산 나트륨, 또는 다른 알카리 금속 규산염과 같은 이온성 폴리머 형태의 세라믹 또는 세라믹 전구체를 포함할 수 있고, 임베이드 액체의 적용은 첨가제의 임베이드를 가능하게 하기 위해 이온성 폴리머의 적어도 일부를 용해시킬 수 있다. 그 다음, 첨가제의 임베이드 후에, 경화 또는 연화된 또는 팽창된 조성물의 상태로의 다른 변화가 뒤따르고, 그 결과 임베이드된 첨가제를 가진 호스트 재료를 야기한다. 예를 들어, 연화된 또는 팽창된 조성물은 연화된 또는 팽창된 조성물을 냉각시킴으로써, 또는 상온에 노출함으로써 경화될 수 있다. 다른 실시예에서, 연화 또는 팽창된 조성물은 임베이드 유체(또는 다른 액체, 또는 존재하는 액체상)의 적어도 일부를 증발시키거나 제거함으로써, 기류를 적용함으로써, 진공을 적용함으로써, 또는 이들을 조합하여 경화된다. 세라믹 전구체의 경우에, 세라믹 전구체가 유리로 변환되도록, 임베이드 후에 가류가 수행된다. 가류는 특정한 애플리케이션에 따라 생략될 수 있다. 특정한 세라믹 전구체(예컨대, 실란)에 따라,더 많거나 적은 열이 완전히 반응된 또는 완전히 형성된 유리로의 다양한 정도의 가류 또는 변환을 달성하기 위해 포함될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 표면 임베이드의 작동 메커니즘은 개념정립을 돕고 표현의 용이함을 위해 단계로 나누어질 수 있다. 그러나, 이러한 단계들은 결합될 수도 있고, 실질적으로 동시에 발생할 수도 있다. 이러한 단계들은 (a) 임베이드 유체가 표면(여기서, 예컨대, 폴리머의 표면)과 상호작용하는 단계, (b) 첨가제가 표면으로 침투하는 단계, 및 (c) 임베이드 유체가 표면에서 제거되는 단계를 포함한다. 이러한 작동 메커니즘은 다른 실시예에 대하여 상이할 수 있음을 이해해야 한다.
단계(a)에서, 임베이드 유체가 표면에 닿은 때, 건식 조성물의 폴리머 체인이 끊어지고, 표면 위 또는 위쪽으로 뻗고, 폴리머 체인을 느슨하게 하는 팽창 및 용매화의 결합으로 인해 더 큰 부피를 차지하게 된다. 팽창된 폴리머 구역(zone)은 건식 조성물의 원래의 표면 위 및 아래로 뻗는다. 이러한 효과는 수 초 이하의 기간에 걸쳐 발생하는데, 이는 전형적인 용매/폴리머 용해 과정이 수 시간 및 수 일의 차원에서 수행되는 점을 감안하면 매우 놀랍게 빠른 것이다. 폴리머의 표면은 고농도의 저분자량 체인 단부 및 부피에 비해 높은 표면 에너지 효율성을 가지고, 이는 표면에서의 팽창율 또는 용화율을 증가시킬 수 있다.
단계 (b)에서 폴리머 표면이 팽창된 후, 임베이드 유체가 표면에 충동할 때의 임베이드 유체와 첨가제의 운동량에 의해(또는 다른 첨가제 또는 임베이드 유체에 대한 속도의 적용에 의해) 그리고 확산/혼합 과정에 의해, 첨가제가 폴리머 체인 사이의 구역 내로 적용된다. 몇몇 실시예에서, 임베이드 유체와 첨가제의 모멘텀없이 임베이드가 달성될 수 있다. 이러한 팽창/분산 과정에 영향을 줄 수 있는 다른 인자는 충격 에너지이다. 첨가제가 표면에 충돌하면, 매우 국한된 영역에서 모멘텀 전달이 표면 내로의 에너지 에너지 입력을 부여할 수 있고, 이는 표면을 가열하여 폴리머의 용해도를 증가시킬 수 있어, 이에 의해 폴리머 내로의 첨가제의 확실한 임베이드, 표면침투, 또는 부분적 침착(sinking)을 용이하게 한다.
단계 (c)에서 임베이드 유체가 기화하거나 다른 방식으로 제거될 때, 폴리머 체인은 서로 첨가제를 둘러싼 형태로 재형성된다. 원래의 표면 위로 및 그것을 넘어 뻗은 푤리머 체인은 첨가제를 포집하고 흡수하며, 표면 내로 첨가제를 끌어들여, 첨가제를 표면 내에 확실하게 또한 항구적으로 임베이드시킨다. 임베이드된 첨가제로 인한 구조적 섭동(perturbation)은 비교적 작을 수 있고, 결과적인 호스트 재료 및 그것에 임베이드된 첨가제는 광 투명도 및 표면 형상을 실질적으로 유지할 수 있다.
도 5a를 참조하면, 건식 조성물(500)은 시트, 필름, 또는 다른 적절한 형태로 제공된다. 건식 조성물(500)은 호스트 재료에 대응할 수 있고, 구체적으로는 폴리머, 세라믹, 또는 이들의 임의의 조합과 같은 적절한 호스트 재료로서 앞서 나열된 임의의 재료를 포함할 수 있다. 또한, 건식 조성물(500)가 건조, 가류, 가교, 중합화, 또는 이들의 임의의 조합과 같은 적절한 공정에 의해 호스트 재료로 변환될 수 있는 호스트 재료 전구체에 대응할 수 있을 것으로 예상된다. 몇몇 실시예에서, 건식 조성물(500)은 고체상은 물론 액체상을 가진 재료를 포함할 수 있고, 적어도 부분적으로 고체이거나 반고체, 겔 등과 같은 고체의 특성을 닮은 특성을 가진 재료를 포함할 수 있다. 그 다음, 도 5a를 참조하면 첨가제(502) 및 임베이드 액체(504)가 건식 조성물(500)에 적용된다. 첨가제(502)는 용해 상태이거나, 다른 방식으로 임베이드 유체(504) 내에 분산될 수 있고, 1단계 임베이드를 통해 건식 조성물(500)에 동시에 적용될 수 있다. 대안으로서, 첨가제(502)는 임베이드 액체(504)가 건식 조성물(500)을 처리하기 전, 중, 또는 후에 건식 조성물(500)에 개별적으로 적용될 수도 있다. 첨가제(502)의 개별적인 적용은 2단계 임베이드가라 할 수 있다. 그 다음, 최종적인 호스트 재료(506)는 호스트 재료(506)의 표면 내로 부분적으로 또는 완전히 임베이드된 적어도 일부의 첨가제(502)를 가진다. 선택으로서, 연화되거나 팽창된 조성물(500)을 호스트 재료(506)로 변환하기 위한 적합한 공정이 수행될 수 있다. 디바이스 조립동안, 임베이드된 첨가제(502)를 가진 호스트 재료(506)는 인접한 디바이스 층에 적층될 수 있고, 또는 다른 방식으로 연결될 수 있고, 또는 인접한 디바이스 층이 그 위에 형성되거나, 적층되거나, 다른 방식으로 적용될 수 있는 기판으로서 역할할 수 있다.
도 5b는 도 5a와 유사한 공정 흐름도이지만, 건식 조성물(508)이 기판(510)의 최상부에 배치되는 코팅 형태로 제공되고 있다. 건식 조성물(508)은 호스트 재료에 대응할 수 있고, 또는 건조, 가류, 가교, 폴리머화, 또는 이들의 임의의 조합과 같은 적절한 공정에 의해 호스트 재료로 변환될 수 있는 호스트 재료 전구체에 대응할 수도 있다. 건식 조성물(508)의 다른 특성은 도 5a를 참조하여 앞서 서술한 것과 유사할 수 있고, 아래에서 반복하지 않는다. 도 5b를 참조하면, 기판(510)은 투명 또는 반투명일 수 있고, 가요성 또는 강성일 수 있으며, 예컨대, 폴리머, 이오노머(ionomer), EVA, PVB, TPO, TPU, PE, PET, PETG, 폴리카보네이트, PVC, PP, 아크릴계 폴리머, ABS, 세라믹, 유리, 또는 이들의 임의의 조합뿐만 아니라 적합한 호스트 재료로서 앞서 열거한 임의의 다른 재료로 이루어질 수 있다. 기판(510)은 디바이스 조립 동안에 추후에 제거되는 일시적인 기판으로 역할할 수도 있고, 또는 디바이스의 하나의 층 또는 다른 콤포넌트로서 최종적인 디바이스 내에 유지될 수도 있다. 그 다음, 첨가제(512) 및 임베이드 유체(514)가 건식 조성물(508)에 적용된다. 첨가제(512)는 용해 상태이거나 또는 다른 방식으로 임베이드 유체(514) 내에 분산될 수 있고, 1단계 임베이드를 통해 건식 조성물(508)에 동시에 적용될 수도 있다. 대안으로서, 첨가제(512)는 임베이드 유체(514)가 건식 조성물(508)을 처리하기 전, 중 또는 후에 건식 조성물(508)에 개별적으로 적용될 수도 있다. 앞서 언급한 바와 같이, 첨가제(512)의 개별적인 적용은 2단계 임베이드가라 할 수 있다. 그 다음, 결과적인 (기판(510)의 최상부 상에 배치된) 호스트 재료(516)는 호스트 재료(516)의 표면 내로 부분적으로 또는 완전히 임베이드된 적어도 일부의 첨가제(512)를 가진다. 선택으로서, 연화되거나 팽창된 조성물(508)을 호스트 재료(516)로 변환하기 위한 적합한 공정이 수행될 수 있다. 디바이스 조립 동안, 임베이드된 첨가제(512)를 가진 호스트 재료(516)는 인접한 디바이스 층에 적층되거나 다른 방식으로 연결될 수 있고, 또는 인접한 디바이스 층이 그 위에 형성되거나, 적층되거나, 다른 방식으로 적용되는 기판으로서 역할할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 첨가제는 임베이드 유체 내에 분산되거나, 또는 개별적인 운반 유체 내에 분산되어 건식 조성물에 개별적으로 적용된다. 분산은 혼합, 초음파 처리, 셰이킹(shaking), 진동, 유동 처리(flowing), 첨가제 포면의 화학적 개질, 유체의 화학적 개질, 유체에 대한 분산제 또는 현탁제의 첨가, 또는 원하는 분산을 달성하기 위한 다른 방식의 첨가제 처리에 의해 달성될 수 있다. 분산을 균일할 수도 있고, 불균일할 수도 있다. 운반 유체는 임베이드 유체(예컨대, 추가적인 임베이드 액체)로서 역할할 수 있고, 또는 임베이드 유체와 유사한 특성을 가질 수 있다. 다른 실시예에서, 운반 유체는 첨가제를 운반 또는 전달하는 전달 매질 역할을 할 수 있지만, 첨가제 및 건식 조성물에 대해서는 실질적으로 비활성이다.
유체(예컨대, 임베이드 유체 및 운반 유체)는 액체, 기체, 또는 초임계 유체를 포함할 수 있다. 상이한 형태의 유체의 조합도 적합할 수 있다. 유체는 하나 이상의 용매를 포함할 수 있다. 예를 들어, 유체는 물, 이온, 이온 함유 용액, 유기 용매(예컨대, 극성 유기 용매; 무극성 유기 용매; 반양성자성 용매; 극성 반양성자성 용매; 또는 극성 양성자성 용매); 무기 용매 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 오일도 적합한 유체로서 고려될 수 있다. 염류, 계면활성제, 분산제, 안정제, 또는 결합제도 유체에 포함될 수 있다.
적합한 유기 용매의 예로서는, 2-메틸테트라하이드로퓨란, 클로로-하이드로카본, 플루오르-하이드로카본, 케톤, 파라핀, 아세탈디하이드, 아세틱산,무수 아세틱산, 아세톤, 아세토니트릴, 알킨, 올레핀, 아닐린, 벤젠, 벤조니트릴, 벤질 알코올, 벤질 에테르, 부타놀, 부타논, 부틸 아세테이트, 부틸 에테르, 부틸 포름산염, 부틸랄디하이드, 부티르산, 부티로니트릴, 카본 디설파이드, 카본 테트라클로라이드, 클로로벤젠, 클로로부탄, 클로로폼, 사이클로 지방족 하이드로카본, 사이클로헥산, 사이클로헥사놀, 사이클로헥사논, 사이클로펜타논, 사이클로펜틸 메틸 에테르, 디아세톤 알코올, 디클로로에탄, 디클로로메탄, 디에틸 카보네이트, 디에틸 에테르, 디에틸렌 글리콜, 디글림, 디-이소프로필아민, 디메토시에탄, 디메틸 폼아미드, 디메틸 설폭사이드, 디메틸아민, 디메틸부탄, 디메틸에테르, 디메틸폼아미드, 디메틸펜탄, 디메틸설폭사이드, 디옥산, 도데카플루오르-1-헤파타놀, 에타놀, 에틸 아세테이트, 에틸 에테르, 에틸 포메이트, 에틸 프로피오네이트, 에틸렌 디클로라이드, 에틸렌 글리콜, 폼아미드, 포름산, 글리세린, 헵탄, 헥사플루오르이소프로패놀, 헥사메틸포스포르아미드, 헥사메틸포스포르, 트리아미드, 헥산, 헥사논, 하이드로젠 페록사이드, 하이포클로라이트, i-부틸 아세테이트, i-부틸 알코올, i-부틸 포름산, i-부틸아민, i-옥탄, i- 프로필 아세테이트, i-프로필 에테르, 이소프로패놀, 이소프로필아민, 케톤 페록사이드, 메타놀 및 칼슘 클로라이드 용액, 메타놀, 메토시타놀, 메틸 아세테이트, 메틸 에틸 케톤 (or MEK), 메틸 포름산, 메틸 n-부틸레이트, 메틸 n-프로필 케톤, 메틸 t-부틸 에테르, 메틸렌 클로라이드, 메틸ene, 메틸헥사ne, 메틸펜탄, mineral oil, m-xylene, n-부타놀, n-디칸, n-헥산, 니트로벤젠, 니트로에탄, 니트로메탄, 니트로프로판, 2-N-메틸-2- 피로리디논, n-프로패놀, 옥타플루오르-1-펜타놀, 옥탄, 펜탄, 펜타논, 페트로룸 에테르, 페놀, 프로패놀, 프로피오날디하이드, 프로피오산, 프로피오니트릴, 프로필 아세테이트, 프로필 에테르, 프로필 포름산, 프로필아민, p-실렌, 피리딘, 피로린딘, t-부타놀, t-부틸 알코올, t-부틸 메틸 에테르, 테트라클로로에탄, 테트라플루오르프로패놀, 테트라하이드로퓨란, 테트라하이드로나프탈렌, 토룰렌, 트리에틸 아민, 트리플루오르 아세트산, 트리플루오르에타놀, 트리플루오르프로패놀, 트리메틸부탄, 트리메틸헥산, 트리메틸펜탄, 밸러로니트릴, 실렌, 실레놀, 또는 이들의 조합이 있다.
적합한 비유기 용매로서는, 물, 암모니아, 소디움 하이드로사이드, 이산화황, 술퍼릴 클로라이드, 술퍼릴 클로라이드 플루라이드, 포스포릴 클로라이드, 인 트리브로마이드, 디니트로젠, 테트로사이드, 안티모니 트리클로라이드, 브로민 펜타플루라이딘 펜타플루라이드, 하이드로젠 플루라이드 또는 이들의 조합이 있다.
적합한 이오 용액으로서는, 콜린 클로라이드, 요소, 말론산, 페놀, 글리세롤, 1-알킬-3-메틸이미다조리움, 1-알킬피리드니움, N-메틸-N-알킬피롤리디니움, 1-부틸-3-메틸이미다조리움 헥사플루오르포스페이트, 암모니움, 콜린, 이미다조리움, 포스포니움, 피라졸리움, 피리디니움, 피로리드니움, 설폰니움, 1-에틸-1-메틸피페리디니움 메틸 카보네이트, 4-에틸-4-메틸모르폴리니움 메틸 카보네이트, 또는 이들의 조합이 있다. 다른 적합한 메틸이미다조리움 용액으로서, l-에틸-3-메틸이미다조리움 아세테이트, 1-부틸-3-메틸이미다조리움 테트라플루오르보레이트, l-n-부틸-3-메틸이미다조리움 테트라플루오르보레이트, 1-부틸-3-메틸이미다조리움 헥사플루오르포스페이트, 1-n-부틸-3-메틸이미다조리움 헥사플루오르포스페이트, 1-부틸-3-메틸이미다조리움 1,1,1-트리플루오르-N-[(트리플루오르메틸)술포닐]메탄술폰아미드, 1-부틸-3-메틸이미다조리움 비스(트리플루오르 메틸술포닐)이미드, 1-부틸-3-메틸이미다조리움 비스[(트리플루오르메틸)술포닐] 아미드, 및 1-부틸-3-메틸이미다조리움 비스[(트리플루오르메틸)술포닐]이미드, 또는 이들의 조합이 있다.
다른 적합한 유체로서는, 할로겐화된 복합체,및 N-에틸-N,N-비스(l-메틸에틸)-1-헵타아미니움 비스[(트리플루오르메틸)술포닐]이미드, 에틸 헵틸-디-(l-메틸에틸)암모니움 1,1,1-트리플루오르-N-[(트리플루오르메틸)술포닐]메탄 술폰아미드, 에틸헵틸-디-(1-메틸 에틸)암모니움 비스(트리플루오르메틸술포닐)이미드, 에틸헵틸-디-(1-메틸에틸)암모니움 비스 [(트리플루오르메틸)술포닐] 아미드, 또는 이들의 조합과 같은 아미드가 있다. 유체는 또한 에틸헵틸-디-(l-메틸에틸)암모니움 비스[(트리플루오르메틸)술포닐]이미드, N5N5N- 트리부틸-1-옥탄아미니움 트리플루오르메탄술포네이트, 트리부틸옥티라모니움 트리플레이트, 트리부틸옥티라모니움 트리플루오르메탄술포네이트, N,N,N-트리부틸-1-헥산아미니움 비스[(트리플루오르메틸)술포닐]이미드, 트리부틸헥실암모니움 1,1,1-트리플루오르-N-[(트리플루오르메틸)술포닐]메탄술폰아미드, 트리부틸헥실암모니움 비스(트리플루오르메틸술포닐)이미드, 트리부틸헥실암모니움 비스[(트리플루오르메틸)술포닐]아미드, 트리부틸헥실암모니움 비스[(트리플루오르메틸)술포닐]이미드, N,N,N-트리부틸-1-헵탄아미니움 비스[(트리플루오르메틸)술포닐]이미드, 트리부틸헵피라모니움 1,1,1-트리플루오르-N-[(트리플루오르 메틸)술포닐]메탄술폰아미드, 트리부틸헵피라모니움 비스(트리플루오르메틸술포닐) 이미드, 트리부틸헵피라모니움 비스[(트리플루오르메틸)술포닐]아미드, 트리부틸헵피라모니움 비스[(트리플루오르메틸)술포닐]이미드, N,N,N-트리부틸-1-옥탄아미니움 비스[(트리플루오르메틸) 술포닐]이미드, 트리부틸옥티라모니움 1,1,1-트리플루오르-N-[(트리플루오르메틸)술포닐] 메탄 술폰아미드, 트리부틸옥티라모니움 비스(트리플루오르메틸술포닐)이미드, 트리부틸옥티라모니움 비스[(트리플루오르메틸)술포닐]아미드, 트리부틸옥티라모니움 비스[(트리플루오르메틸)술포닐]이미드, 1-부틸-3-메틸이미다조리움 트리플루오르아세테이트, 1-메틸-1-프로필피롤리디니움 1,1,1-트리플루오르-N- [(트리플루오르메틸)술포닐]메탄술폰아미드, 1-메틸-1-프로필피롤리디니움 비스(트리플루오르 메틸술포닐)이미드, 1-메틸-1-프로필피롤리디니움 비스 [(트리플루오르메틸)술포닐] 아미드, 1-메틸-1-프로필피롤리디니움 비스[(트리플루오르메틸)술포닐]이미드, 1-부틸-1-메틸 피롤리디니움 1,1,1-트리플루오르-N-[(트리플루오르메틸)술포닐]메탄술폰아미드, 1-부틸-1-메틸피롤리디니움 비스(트리플루오르메틸술포닐)이미드, 1-부틸-1-메틸피롤리디니움 비스 [(트리플루오르메틸)술포닐]아미드, 1-부틸-1-메틸피롤리디니움 비스[(트리플루오르메틸)술포닐] 이미드, 1-부틸피롤리디니움 1,1,1-트리플루오르-N-[(트리플루오르메틸)술포닐]메탄술폰 아미드, 1- 부틸피리디니움 비스(트리플루오르메틸술포닐)이미드, 1-부틸피리디니움 비스[(트리플루오르메틸) 술포닐]아미드, 1-부틸피리디니움 비스[(트리플루오르메틸)술포닐]이미드, 1-부틸-3-메틸 이미다조리움 비스(퍼플루오르에틸술포닐)이미드, 부틸트리메틸암모니움 비스(트리플루오르메틸 술포닐)이미드, 1-옥틸-3-메틸이미다조리움 1,1,1-트리플루오르-N- [(트리플루오르메틸)술포닐] 메탄술폰아미드, 1-옥틸-3 -메틸이미다조리움 비스(트리플루오르메틸술포닐)이미드, 1-옥틸-3 -메틸이미다조리움 비스[(트리플루오르메틸)술포닐]아미드, 1-옥틸-3-메틸이미다조리움 비스[(트리플루오르메틸)술포닐]이미드, l-에틸-3-메틸이미다조리움 테트라플루오르보레이트, N5N5N- 트리메틸-1-헥산아미니움 비스[(트리플루오르메틸)술포닐]이미드, 헥실트리메틸암모니움 1,1,1- 트리플루오르-N-[(트리플루오르메틸)술포닐]메탄술폰아미드, 헥실트리메틸암모니움 비스(트리플루오르메틸술포닐)이미드, 헥실트리메틸암모니움 비스[(트리플루오르메틸)술포닐] 아미드, 헥실트리메틸암모니움 비스[(트리플루오르메틸)술포닐]이미드, N,N,N-트리메틸-l-헵탄아미니움 비스[(트리플루오르메틸)술포닐]이미드, 헵틸트리메틸암모니움 1,1,1-트리플루오르-N-[(트리플루오르메틸)술포닐]메탄술폰아미드, 헵틸트리메틸암모니움 비스(트리플루오르 메틸술포닐)이미드, 헵틸트리메틸암모니움 비스[(트리플루오르메틸)술포닐]아미드, heptyl트리메틸암모니움 비스[(트리플루오르메틸)술포닐]이미드, N,N,N-트리메틸-l-옥탄아미니움 비스[(트리플루오르메틸)술포닐]이미드, 트리메틸옥티라모니움 1,1,1-트리플루오르-N-[(트리플루오르 메틸)술포닐]메탄술폰아미드, 트리메틸옥티라모니움 비스(트리플루오르메틸술포닐) 이미드, 트리메틸옥티라모니움 비스[(트리플루오르메틸)술포닐]아미드, 트리메틸옥티라모니움 비스[(트리플루오르메틸)술포닐]이미드, l-에틸-3-메틸이미다조리움 에틸 술페이트, 또는 이들의 조합이 있다.
첨가제의 표면 임베이딩에 대한 제어는 스웰링-디스퍼전-기화-적용 단계의 적합한 밸런싱을 통해 달성될 수 있다. 이러한 밸런스는 예를 들어, 용매-호스트 물질 인터랙션 파라미터, 첨가제의 크기, 임베이딩 유체의 응답성 및 휘발성에 의해 제어될 수 있다. 보다 구체적으로, 표면 임베이딩을 위한 관련 처리 파라미터는 본 발명의 일부 실시예에 대해 아래에 나열되어 있다.
임베이딩 유체 선택:
- 표면과의 임베이딩 유체 호환성(예를 들어, 힐데브란드 및 한센 가용성 파라미터, 유전 상수, 파티션 계수, pKa 등의 매칭 또는 비교)
- 기화율, 끊는점, 증기압, 임베이딩 유체의 기화의 엔탈피
- 임베이딩 유체의 표면으로의 확산: 열역학 및 카네틱 고려
- 임베이딩 유체의 속도
- 임베이딩 유체의 표면 장력, 위킹, 및 캐필러리 효과
- 아제오트로핑, 미시빌리티, 및 다른 유체와의 다른 상호작용
적용 조건:
- 유체-표면 노출의 지속시간
- 온도
- 습도
- 적용 방법(예를 들어, 스프레이잉, 프린팅, 롤링 코팅, 그레이버 코팅, 슬롯-다이, 컵 코팅, 블레이드 코팅, 에어브러싱, 이멀전, 딥 코팅 등)
- 첨가제의 표면으로의 임팩트/모멘턴/속도 (예를 들어, 내장의 깊이 또는 정도에 영향을 줄 수 있다)
- 호스트 물질과 애플리케이터 사이의 용매에 적용된 전단
- 사후처리 조건 (예를 들어, 가열, 기화, 유체 제거, 에어-드라잉 등)
호스트 물질:
- 표면 에너지
- 거칠기 및 표면적
- 사전 처리(예를 들어, 자외 오조네이션, 베이스 에칭, 클리닝, 용매 프리밍, 가열, 경화, 진공 등)
- 임베이딩 전에 유체 내의 첨가제의 디스퍼전/서스펜션 (예를 들어, 첨가제는 물리적 애지테이션, 화학/캡핑 안정화, 입체 안정화를 통해 용액에 분산된 상태로 남을 수 있거나 본질적으로 용해된 상태로 남을 수 있다)
- 요구되지 않은 효과의 완화 (예를 들어, 헤이징, 크레이징, 블러슁, 호스트 물질의 비가역 파괴, 불균일한 습식, 거칠기 등)
상술된 파라미터의 일부 또는 모두는 변경되거나 선택될 수 있어서 첨가제의 주어진 호스트 물질 내로의 임베이딩의 깊이를 조정할 수 있다. 예를 들어, 호스트 물질의 표면 내로 깊이 보다 큰 정도의 임베이딩은 호스트 물질과 상호작용하는 임베이딩 유체의 용해력을 증가시킴으로써, 임베이딩 유체-기판의 한센 용해도 파라미터를 가깝게 매칭함으로써, 호스트 물질과 접촉하는 임베이딩 유체의 노출 시간을 연장함으로써, 호스트 물질과 접촉하는 임베이딩 유체량을 증가시킴으로써, 시스템의 온도를 상승시킴으로써, 호스트 물질에 미치는 첨가제의 모멘텀을 증가시킴으로써, 호스트 물질 내로의 임베이딩 유체 및 첨가제의 어느 하나 또는 모두의 확산을 증가시킴으로써, 또는 그 조합에 의해 달성될 수 있다.
다음의 표 2는 본 발명의 실시예에 따른, 특정 폴리머로 구성된 마른 화합물 내에 첨가제를 임베이딩하기에 적합한 일부 임베이딩 유체의 예를 제공한다. 상술된 처리 파라미터를 사용하여, 다른 타입의 폴리머, 세라믹 및 세라믹 전구체는 물론 다른 임베이딩 유체가 이러한 폴리머에 대해 선택될 수 있음을 이해할 것이다.
폴리머 임베딩 플로이드
아크릴로니트릴
부탄디엔 스티렌
(또는 ABS)		 아세톤, 디클로로메탄, 디클로로메탄/미네랄 스피릿 80/20 vol%, 메틸 아세테이트, 메틸에틸케톤, 테트라하이드로푸란(또는 THF), 에틸 락테이트, 시클로헥사논, 톨루엔, 테트라플루오로프로판올 (또는 TFP), 트리플루오로에탄올(또는 TFE), 헥사플루오로이소프로판올(또는 HFIP), 또는 임의의 조합
폴리카보네이트 시클로헥사논, 디클로로메탄, 60 vol% 메틸 아세테이트 / 20 vol% 에틸 아세테이트 / 20 vol% 시클로헥사논, 테트라하이드로푸란, 톨루엔, 테트라플루오로프로판올, 트리플루오로에탄올, 헥사플루오로이소프로판올, 메틸에틸케톤, 아세톤, 다른 순수 케톤, 또는 임의의 조합
아크릴 폴리아크릴레이트, 폴리메틸 메타아크릴레이트(또는 PMMA) 디클로메탄, 메틸에틸케톤, 테트라플루오로프로판올, 트리플루오로에탄올, 헥사플루오로이소프로판올, 테르피네올, 1-부탄올, 이소프로판올, 테트라하이드로푸란, 테르피네올, 트리플루오로에탄올 / 이소프로판올, 다른 불소화 알콜, 또는 임의의 조합
폴리스티렌 아세톤, 디클로로메탄, 테트라하이드로푸란, 톨루엔, 50 vol% 아세톤 / 50vol% 테트라하이드푸란, 또는 임의의 조합
폴리비닐 클로라이드(또는 PVC) 테트라하이드로푸란, 50% 아세톤 / 50% 테트라하이드로푸란, 또는 임의의 조합
에틸렌 비닐 아세테이트 (또는 EVA) 테트라하이드로푸란, 디클로로메탄, 알콜, 또는 임의의 조합
유체(예를 들어, 임베이딩 유체 및 캐리어 유체) 역시 소금, 설팩턴트, 안정화제 및 유체에 특정 세트의 캐릭터를 부여하기에 유용한 다른 에이전트를 포함할 수 있다. 안정화제는 적어도 부분적으로 첨가제 상호간의 뭉침을 금하기 위해 이들 능력에 기초하여 포함될 수 있다. 다른 안정화제는 첨가제의 기능을 보존하기 위해 이들의 능력에 기초하여 선택될 수 있다. BHT, 예를 들어, 양호한 안정화제로서 그리고 안티옥시던트로서 동작할 수 있다. 다른 에이전트는 레오롤로지컬 특성, 기화율, 및 다른 특성을 조정하는데 사용될 수 있다.
유체 및 첨가제는 마른 화합물의 표면에 비교하여 크게 안정하도록 적용될 수 있다. 다른 실시예에서, 유체를 표면에 스프레이함으로서, 유체의 폴링 커튼을 통해 마른 화합물을 전달함으로써, 또는 유체의 배쓰 또는 풀을 통해 마른 화합물을 전달함으로써 상대 운동으로 적용이 수행된다. 유체 및 첨가제의 적용은 에어브러싱, 원자화, 뉴불리징, 스프레이잉, 정전 스프레이잉, 포어링, 롤링, 커트닝, 와이핑, 스핀 캐스팅, 드립핑, 딥핑 페인팅, 플로잉, 브러싱, 이멀싱, 패터닝(예를 들어, 스탬핑, 잉크젯 프린팅, 제어된 스프레이잉, 제어된 초음파 스프레이잉등), 플로우 코팅 방법(예를 들어, 슬롯 다이, 캐필러리 코팅, 메이어 로드, 컵 코팅, 드로우 다운등), 프린팅, 그레이버 프린팅, 리소그래피, 오프셋 프린팅, 롤 코팅, 잉크젯 프린팅, 인타글리오 프린팅, 또는 조합에 의해 수행될 수 있다. 일부 실시예에서, 첨가제는 표면에, 스프레이등에 의해 프로펠링되어 표면과의 충격에 의해 임베이딩이 촉진된다. 다른 실시예에서, 그래디언트가 유체, 첨가제 또는 양측에 적용된다. 적합한 그래디언트는 자계 및 전계를 포함한다. 그래디언트는 유체, 첨가제 또는 양측을 표면에 적용, 분산 또는 프로펠링하는데 사용될 수 있다. 일부 실시예에서, 그래디언트는 임베이딩의 정도를 제어하도록 첨가제를 조작하기 위해 사용된다. 적용된 그래디언트는 일정하거나 변할 수 있다. 그래디언트는 마른 화합물이 소프트화되거나 부풀어오르기 전에, 마른 화합물이 소프트화되거나 부푼 상태로 남아 있는 동안, 또는 마른 화합물이 소프트화되거나 부푼 후에 적용될 수 있다. 마른 화합물은 소프트화를 달성하기 위해 가열될 수 있고, 유체 및 첨가제중 하나 또는 모두는 임베이딩을 돕기 위해 가열될 수 있다.
유체 및 첨가제의 적용 및 첨가제의 임베이딩은 패턴을 산출하기 위해 공간적으로 제어될 수 있다. 일부 실시예에서, 공간 제어는 적용된 첨가제의 세그먼트가 표면과 접촉하는 것을 차단하기 위해 애플리케이터와 표면 사이에 배치될 수 있는 물리적 마스크에 의해 달성될 수 있어, 첨가제 임베이딩의 제어된 패턴을 얻을 수 있다. 다른 실시예에서, 공간 제어는 포토마스크에 의해 달성될 수 있다. 포지티브 또는 네가티브 포토마스크는 광원과 표면 사이에 배치될 수 있고, 포토레지스트에 상응할 수 있다. 포토마스크의 투명부를 통해 전송된 광은 포토레지스트의 노출된 부분의 용해도에 선택적으로 영향을 줄 수 있고, 포토레지스트의 공간 제어된 가용 영역은 첨가제의 제어된 임베이딩을 허용할 수 있다. 다른 실시에에서, 공간 제어는 전기 그래디언트, 자기 그래디언트, 전자기장, 열 그래디언트, 압력 또는 기계 그래디언트, 표면 에너지 그래디언트(예를 들어, 액체-고체-기체 인터페이스, 접착-응집 강도, 및 캐필러리 효과) 또는 그 조합의 사용을 통해 달성될 수 있다. 오버라이잉 코팅의 적용은 (예를 들어, 도 2c 및 도 2g에 도시된 바와 같다) 유사한 방식으로 수행될 수 있다. 예를 들어, ITP 또는 다른 투명 금속산화물의 경우에, 코팅은 표면-노출된, 표면-임베이딩된 첨가제를 갖는 화합물로 스퍼터링될 수 있다. 전기 도전성 폴리머, 탄소에 기초한 코팅, 및 다른 타입의 코팅의 경우에, 전기 도전성 재료가 코팅, 스프레이, 플로우 코팅등에 의해 적용될 수 있다. 공간 제어는 또한 임베이딩이 일어나지 않고 (또는 금지되고) 호스트 물질과 상이한 재료를 인쇄함으로써 달성될 수 있다.
상술된 바와 같이, 첨가제는 임베이딩 유체에 분산될 수 있고, 원-스텝 임베이딩을 통해 임베이딩 유체를 따라 마른 화합물에 적용될 수 있다. 첨가제 역시 투-스텝 임베이딩을 통해 임베이딩 유체로부터 별개로 마른 화합물에 적용될 수 있다. 후자의 시나리오에서, 첨가제는 캐리어 유체에 분산함으로써 또는 동일한 임베이딩 유체 또는 상이한 임베이딩 유체등으로 분산함으로써 습식 형태로 적용될 수 있다. 여전히 후자의 시나리오에서, 첨가제는 에어로졸화된 파우더의 형태등과 같은 건식 형태로 적용될 수 있다. 첨가제는 실질상 마른 화합물과 충돌하기 전에 기화하는, 메탄올, 다른 낮은 끊는점 알코올, 또는 다른 낮은 끊는점 유기 용매등과 같은 휘발성을 갖는 캐리어 유체로 첨가제를 분산시킴으로써 유사 건식 형태로 적용될 수 있다고 생각된다.
예로서, 하나의 실시예는 적합한 캐리어 유체로 마른 화합물으로 분산되는 다른 첨가제 또는 나노와이어의 용액을 스프레이, 에어브러싱, 또는 원자화하는 단계를 포함한다.
다른 예로서, 하나의 실시예는 임베이딩 유체를 스프레이 또는 마른 화합물과 접촉시킴으로써 마른 화합물을 사전 처리하는 단계, 그 다음, 시간 t1의 경과 후에, 임시 소프트화된 마른 화합물 및 충돌하는 나노와이어의 속도가 나노와이어의 신속하고 내구성의 표면-임베이딩을 허용하도록 하는 속도를 가지고 나노와이어 또는 다른 첨가제를 스프레이 또는 에어브러싱하는 단계를 포함한다. t1은 예를 들어, 약 1 나노초 내지 약 24 시간, 약 1 나노초 내지 약 1 시간 또는 약 1 초 내지 약 1 시간등과 같은 약 0 나노초 내지 약 24 시간의 범위를 가질 수 있다. 2개의 스프레이 노즐은 일시 또는 연속 활성화될 수 있고, 하나의 노즐이 임베이딩 유체를 제공하고, 또 다른 노즐은 마른 화합물으로 캐리어 유체에 분산된 아토마이징된 나노와이어를 속도를 가지고 제공한다. 공기-경화 또는 보다 높은 온도 소결은 부가적으로 포함될 수 있다.
다른 예로서, 하나의 실시예는 마른 화합물으로 캐리어 유체로 분산된 나노와이어 또는 다른 첨가제의 용액을 스프레이잉, 에어브러싱, 또는 원자화하는 단계를 포함한다. 시간 t2의 경과 후에, 제2 스프레이잉, 에어브러싱, 또는 원자화하는 동작이 나노와이어의 효율적인 표면-임베이딩을 허용하기 위해 임베이딩 유체를 적용하는데 사용된다. t2는 예를 들어, 약 1 나노초 내지 약 24 시간, 약 1 나노초 내지 약 1 시간 또는 약 1 초 내지 약 1 시간등과 같은 약 0 나노초 내지 약 24 시간의 범위를 가질 수 있다. 2개의 스프레이 노즐이 일시 또는 연속으로 활성화될 수 ddlT고, 하나의 노즐은 임베이딩 유체를 제공하고, 또 다른 노즐은 마른 화합물으로 캐리어 유체에 분산된 원자화된 나노와이어를 속도를 가지고 제공한다. 공기-경화 또는 보다 높은 온도 소결은 옵션으로 포함될 수 있다.
다른 예로서, 하나의 실시예는 소듐 실리케이트 또는 다른 알칼리 금속 실리케이트 또는 다른 고체 유리로 구성된 마른 화합물으로 나노와이어 또는 다른 첨가제를 적용하는 단계를 포함한다. 동시에 또는 별개의 동작으로서, 가열된, 기본적인 물로 구성된 임베이딩 유체는 액체 또는 증기의 형태로 실온 또는 상승된 온도에서 소듐 실리케이트에 적용되고, 이로 인해 소듈 실리케이트는 적어도 부분적으로 용해되어서, 용해된 소듐 실리케이트에 나노와이어가 들어가는 것을 가능케 한다. 물은 기화되거나 제거되어, 소듐 실리케이트는 소듐 실리케이트내에 임베이딩된 나노와이어에 의해 다시 고체화된다. 공기-경화 또는 보다 높은 온도 소결은 옵션으로 포함될 수 있다.
다음으로, 도 5는 본 발명의 실시예에 따라, 첨가제(522)의 습식 화합물(518)내로의 표면 임베이딩을 위한 제조 방법을 설명하고 있다. 도 5c에서, 습식 화합물(518)은 기판(520)의 상부에 배치된 코팅의 형태로 기판(520)에 적용된다. 습식 화합물(518)은 호스트 물질의 용해된 형태에 상응할 수 있고, 특히 폴리머, 세라믹, 세라믹 전구체, 또는 임의의 조합과 같은, 적합한 호스트 물질로서 이전에 나열된 임의의 재료의 분해된 형태를 포함할 수 있다. 또한, 습식 화합물(518)은 드라이, 경화, 가교결합, 폴리머라이징, 또는 임의의 조합과 같은, 적합한 처리에 의해 호스트 물질로 전환될 수 있는 호스트 물질 전구체에 상응할 수 있다. 예를 들어, 습식 코팅 화합물(518)은 적합한 폴리머라이징 이니시에이터 또는 가교결합 에이전트를 사용하여 연속 폴리머라이징될 수 있는, 적합한 폴리머리제이션 이니시에이터 또는 가교결합 에이전트, 또는 모노머의 코팅, 오글리머, 또는 모노머 및 오글리머의 조합을 사용하여 연속 경화되거나 가교결합될 수 있는, 온전히 가교결합되지 않은 가교결합가능한 코팅, 온전히 경화되거나 세팅되지 않은 코팅일 수 있다. 일부 실시예에서, 습식 화합물(518)은 고체 상태는 물론 액체 상태를 가진 재료를 포함할 수 있거나, 반고체, 젤등과 같은 적어도 부분적으로 액체이거나 액체를 닮은 특성을 가진 재료를 포함할 수 있다. 기판(520)은 투명하거나 불투명할 수 있고, 가요성을 갖거나 강성을 가질 수 있고, 예를 들어, 적합한 호스트 물질로서 이전에 나열된 임의의 다른 재료는 물론, 폴리머, 이오노머, EVA, OVB, TPO, TPU, PE, PET, PETG, 폴리카보네이트, PVC, PP, 아크릴 기반 폴리머, ABS, 실록산, 실란, 졸-겔, 세라믹, 또는 임의의 조합으로 구성될 수 있다. 기판(520)은 디바이스 조립 동안 결국 제거되는 임시 기판으로서 기능할 수 있거나 최종 디바이스에 디바이스의 층 또는 다른 부품으로서 포함될 수 있다.
다음으로, 도 5C의 좌측의 옵션에 따라, 첨가제(522)는 건조 전에 습식 화합물(518)에 적용되거나, 습식 화합물(518)내에 첨가제(522)의 임베이딩을 허용하는 상태로 남게 된다. 일부 실시예에서, 첨가제(522)의 적용은 플로 코팅 방법(예를 들어, 슬롯 다이, 캐필러리 코팅, 메이어 로드, 컵 코팅, 드로우 다운등)을 통해 이루어진다. 좌측에 도시되지는 않았지만, 임베이딩 플로이는 동시에 또는 별개로 습식 화합물(518)에 적용되어 첨가제(522)의 임베이딩을 촉진시킨다고 생각된다. 그래서, 최종 호스트 물질(524)는 호스트 물질(524)의 표면내에 부분적으로 또는 온전히 임베이딩된 첨가제(522)의 적어도 일부를 갖고 있다. 적합한 처리가 습식 화합물(518)을 호스트 물질(524)로 전환하기 위해 수행될 수 있다. 디바이스 조립 동안, 임베이딩된 첨가제(522)를 갖는 호스트 물질(524)가 라미네이팅되거나 인접 디바이스층에 연결되거나, 인접 디바이스 층이 형성되거나, 라미네이팅되거나, 적용되는 기판으로서 기능할 수 있다.
도 5C의 첨가제(522)의 적용 및 첨가제(522)의 임베이딩에 관한 특정 특징은 도 5A 및 도 5B에 대해 상술된 바와 유사한 처리 상태 및 재료를 사용하여 수행될 수 있고, 이러한 특징은 아래에 반복될 필요가 없다. 아래에 세라믹 및 세라믹 전구체에 관련된 실시예에 대해 보다 상세하게 설명된다.
일부 실시예에서, 첨가제는 용매 및 반응성 종의 세트를 포함할 수 있는, 액체 세라믹 전구체의 코팅의 형태로 습식 화합물 내로 임베이딩된다. 임베이딩은 용매가 온전히 건조되기 전에 및/또는 건조된 후에 하지만 경화되기 전에 수행되고, 이어서, 세라믹 전구체를 경화시키거나 온전히 응축되거나 재구성된 유리로 전환하는 옵션이 따른다. 세라믹 전구체 반응성 종의 예는 스핀온 유리, 실란 (예를 들어, Si(OR)(OR')(OR'')(R'''), Si(OR)(OR')(R'')(R'''),Si(OR)(R')(R'')(R'''), 여기에서, R, R', R'', R'''은 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기로부터 독립적으로 선택된다), 실란의 티탄 동족체, 실란의 세륨 동족체, 실란의 마그네슘 동족체, 실란의 게르마늄 동족체, 실란의 인듐 동족체, 실란의 주석 동족체, 실란의 아연 동족체, 실란의 알루미늄 동족체, 실란의 임의의 혼합된 금속 동족체, 실록산(예를 들어, Si(OR)(OR')(OR'')(OR'''), 여기에서, R, R', R'', R'''은 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기로부터 독립적으로 선택된다), 실록산의 티타늄 동족체, 실록산의 세륨 동족체, 실록산의 마그네슘 동족체, 실록산의 게르마늄 동족체, 실록산의 인듐 동족체, 실록산의 주석 동족체, 실록산의 아연 동족체, 실록산의 알루미늄 동족체, 실록산의 임의의 혼합된 금속 동족체, 알칼리 금속 실리케이트 (예를 들어, 소듐 실리케이트 및 포타슘 실리케이트), 또는 임의의 조합을 포함하고 있다. 보다 많은 특정 예로서, 세라믹 전구체 반응성 종은 테트라메톡시실란 (또는 TMOS), 테트라(이소프로폭시)실란과 같은 실록산, 이러한 실록산의 티타늄 동족체, 이러한 실록산의 세륨 동족체, 이러한 실록산의 마그네슘 동족체, 이러한 실록산의 게르마늄 동족체, 이러한 실록산의 인듐 동족체, 이러한 실록산의 주석 동족체, 이러한 실록산의 아연 동족체, 이러한 실록산의 알루미늄 동족체, 이러한 실록산의 임의의 혼합된 금속 동족체, 또는 임의의 조합일 수 있다.
일부 실시예에서, 반응성 종은 첨가제의 임베이딩 전에, 적어도 부분적으로 반응된다. 반응은 예를 들어, 산과 촉매의 존재하의 가수분해에 이은 응축에 의해 수행될 수 있어서, 올리고머 또는 폴리머 체인을 산출한다. 예를 들어, 실란 및 실록산은 부분 응축 과정을 거칠 수 있어서, Si-O-Si 결합을 갖는 올리고머 또는 폴리고메릭 체인 및 적어도 (OR) 또는 (R)에 상응하는 일부 사이드 그룹을 산출한다.
일부 실시예에서, 액체 세라믹 전구체는 적어도 2개의 상이한 타입의 반응성 종을 포함한다. 상이한 타입의 종은 TEOS, TMOS 및 테트라(이소프로폭시)실란중 2개 이상에 의해 예시된 바와 같이 서로 반응할 수 있고, 기화율 및 사전경화된 필름 몰폴로지를 제어하기 위해 적합하게 선택될 수 있다. 테트라(이소프로폭시)실란의 경우에 이소프로폭시 및 TMOS의 경우에 메톡시와 같은 보다 큰 사이드 기를 갖는 반응성 종은, 보다 큰 포어 사이즈가 임베이딩 유체의 존재하에 부풀어오름을 촉진할 수 있는, 젤으로 전환될 때, 보다 큰 포어 사이즈를 얻을 수 있다. 또한, 가수분행시에, 보다 큰 사이드 그룹이 건조율을 느리게 할 수 있는, 테트라(이소프로폭시)실란의 경우에 이소프로필 알콜 및 TMOS의 경우에 메탄올과 같은 보다 낮은 휘발성을 갖는 상응하는 알콜로 전환될 수 있다. 다른 실시예에서, 소듐 실리케이트 및 테트라(이소프로폭시)실란과 같은 상이한 타입의 종은 반응할 가능성이 낮다. 이것은 첨가제의 임베이딩을 허용하도록 일부 지연된 응축량을 유지하면서, 실리케이트를 건조함으로써 형성된 매트릭스의 벌크의 용이한 경화 특성을 가능하게 한다.
일부 실시예에서, 반응성 종은 반응 전에 또는 반응 후에, 용매의 트래핑이 건조율을 느리게 하거나 임베이딩 유체의 존재하에 부풀어오름을 촉진시키도록, 거칠기, 다공성, 또는 다른 요구되는 특성을 부여할 수 있는, Si-C 또는 Si-C-Si 링키지 양을 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 반응성 종은 반응 전에 또는 반응 후에, SI-OR 그룹을 포함할 수 있고, 여기에서, R은 액체 세라믹 전구체의 코팅의 건조율을 낮추기 위해 낮은 휘발성을 갖는 긴 체인 사이드 그룹이다. 다른 실시예에서, 반응성 종은 Si-R' 그룹을 포함할 수 있고, 여기에서, R'은 액체 세라믹 전구체의 코팅의 건조율을 낮추기 위해 낮은 휘발성을 갖는 긴 체인 사이드 그룹이다. R 및 R'중 하나 또는 모두는 또한 용매와 상호작용하고 유지하는 특성을 가질 수 있어서, 건조 프로세스를 느리게 할 수 있다. 예를 들어, R 및 R'은 용매의 것과 매치하는, 극성, 비극성, 지방족 특성, 또는 다른 특성을 가질 수 있다.
일부 실시예에서, 액체 세라믹 전구체에 포함된 용매는 물, 알콜, 디메틸포르마마이드, 디메틸 술폭사이드, 다른 극성 용매, 다른 비국성 용매, 상술된 임의의 다른 적합한 유체, 또는 임의의 조합을 포함할 수 있다. 예를 들어, 용매는 비극성을 가질 수 있고, 물은 가수분해 동안 비균질하게 사용될 수 있고, 온존한 응축은 세라믹 전구체의 코팅을 건조한 후에 일어난다. 다른 예로서, 용매의 조합이 선택될 수 있어서, 주요 성분은 습식 또는 레벨 반응성 종을 전달하기 위해 높은 휘발성을 갖고, 소수 성분은 코팅의 건조를 지연시키기 위해 낮은 휘발성을 갖는다. 또한, 반응성 종은 건조를 느리게 하기 위해 전체 코팅량의 비교적 적은 부분을 형성할 있다고 생각된다.
일부 실시예에서, 액체 세라믹 전구체는 롤-투-롤 프로세스, 롤 코팅, 그레이버 코팅, 슬롯 다이 코팅, 나이프 코팅, 스프레이 코팅, 및 스핀 코팅과 같은 매우 다양한 코팅을 사용하여 기판에 적용될 수 있다. 예를 들어, 액체 세라믹 전구체는 스핀 코팅에 의해 적용될 수 있고, 첨가제는 스핀 코팅의 시작에 또는 스핀 코팅의 시작 후에, 하지만 최종 코팅이 스피너에 건조되기 전에 증착될 수 있다.
일부 실시예에서, 첨가제는 캐리어 유체로 분산될 수 있고, 그후에 액체 세라믹 전구체로 습식 형태로 적용될 수 있다. 캐리어 유체는 충돌시에 역 상호작용을 감소시키거나 피하기 위해 액체 세라믹 전구체의 낮은 휘발성 성분과 동일한 용매(또는 유사한 특성을 갖는 다른 용매)를 포함할 수 있다. 캐리어 유체는 휘발성을 가질 수 있고 (예를 들어, 메탄올 또는 다른 낮은 끊는점의 알콜), 실질적으로 충돌전에 기화하는 것으로 생각된다. 적합한 캐리어 유체의 다른 예는 물이다.
일부 실시예에서, 경화는 액체 세라믹 전구체가 유리로 전환되도록 임베이딩 후에 수행될 수 있다. 예를 들어, 질소에서 (옵션으로 수증기를 포함할 수 있다(포화되는 것이 가능하다)) 약 400℃ 내지 약 500℃의 범위의 온도로 가열하는 단계, 잔류 용매를 제거하기 위해 충분한 온도(예를 들어, 약 100℃ 내지 약 150℃)로 가열하는 단계, 또는 온전하게 응축된 유리를 형성하기 이해 약 800℃ 내지 약 900℃의 범위의 온도로 가열하는 단계를 포함할 수 있다. 경화는 주변 상태에서 정교한 "클리어 코트"로 건조될 수 있는 소듐 실리케이트(또는 다른 알칼리 실리케이트)의 경우등에서 생략될 수 있다. 일부 실시예에서, 경화는 또한 임베이딩된 나노와이어 또는 다른 첨가제를 위한 소결 동작으로 기능할 수 있다. 일부 실시예에서, 사전 경화는 전단 또는 유체 포스를 견디기 위해 코팅을 안정화하도록 임베이딩 전에 수행될 수 있지만, 여전히 첨가제의 임베이딩을 허용하는 상태를 갖는다.
다시 도 5C의 우측 옵션을 보면, 습식 화합물(518)은 먼저, 적어도 부분적인 건조, 경화, 가교결합, 폴리머리제이션, 또는 임의의 조합과 같은 적합한 공정에 의해 건식 화합물(526)으로 전환된다. 다음으로, 첨가제(522) 및 임베이딩 유체(528)가 건식 화합물(526)에 적용된다. 첨가제(522)는 용액에 이꺼나 임베이딩 유체(528)에 분산될 수 있고, 원스텝 임베이딩을 통해 건식 화합물(526)에 동시에 적용될 수 있다. 대안으로, 첨가제(522)는 임베이딩 유체(528)가 건식 화합물(526)을 처리하기 전에, 동안, 또는 후에 건식 화합물(526)에 별개로 적용될 수 있다. 상술된 바와 같이, 첨가제(522)의 개별 적용은 투스텝 임베이딩으로 부를 수 있다. 따라서, 최종 호스트 물질(524)는 호스트 물질(524)의 표면내에 부분적으로 또는 온전히 임베이딩된 첨가제(522)의 적어도 일부를 갖고 있다. 옵션으로, 추가 건조, 경화, 가교결합, 폴리머리제이션 또는 임의의 조합과 같은 적합한 공정이 건식 화합물(526)을 호스트 물질(524)로 전환하기 위해 수행될 수 있다. 도 5c에 도시된 제조 단계의 어느 하나 또는 모두는 첨가제(522)의 임베이딩을 촉진하기 위해, 습식 화합물(518)의 건조를 느리게 하기 위해, 또는 양측 모두를 위해, 적합한 유체(예를 들어, 임베이딩 유체 또는 다른 적합한 유체)의 증기 환경 하에서 수행될 수 있다.
도 5C의 첨가제(522) 및 임베이딩 유체(528)의 적용 및 첨가제(522)의 임베이딩에 관한 특정 특징은 도 5A 및 도 5B에 대해 설명된 것과 유사한 처리 조건 및 재료를 사용하여 수행될 수 있으므로, 이러한 특징은 아래에 반복될 필요가 없다. 특별히, 그리고 적어도 특정 특징에서, 도 5C의 첨가제(522)를 건식 화합물(526)내에 임베이딩하는 공정 조건은 도 5B의 건식 화합물(508) 내에 첨가제(512)를 임베이딩할 대 사용된 것과 크게 병행하여 살펴볼 수 있다. 다음은 세라믹 및 세라믹 전구체에 관련된 실시예에 대한 추가 상세를 제공한다.
일부 실시예에서, 첨가제는 초기에 건조되지만 나중에 임베이딩 유체에 의해 부풀려지는, 경화되지 않은 (또는 온전히 경화되지 않은) 세라믹 전구체의 코팅의 형태로 건식 화합물 내에 임베이딩된다. 이에 이어서, 임베이딩 유체의 건조, 첨가제 주변에 코팅 매트릭스를 축소시킨다. 일부 경우에, 임베이딩 유체는 건조 이전에 세라믹 전구체의 것과 동일한 용매 (또는 유사한 특성을 갖는 다른 용매)를 포함할 수 있고, 이러한 경우에, 처리 조건은 첨가제를 습식 화합물 내에 임베이딩할 때 사용된 것과 크게 병행하여 살펴볼 수 있다. 첨가제의 임베이딩에 이어 세라믹 전구체를 온전히 응축되거나 재궁성된 유리로 경화 또는 전환하는 옵션이 따른다.
일부 실시예에서, 반응성 종은 가수분해 및 응축 이전에 초기에 올리고머 또는 폴리머하도록 (예를 들어, TEOS 또는 TMOS와 같은 모노머와 반대이다) 선택된다. 이러한 반응성 종의 올리고머 또는 폴리머 형태는 임베이딩 유체의 존재하에 부풀어오르도록 촉진할 수 있다. 예는 Methyl 51, Ethyl 50, Ethyl 40등으로 지정되어 사용가능한 반응성 종을 포함하고 있다. 다른 실시예에서, 올리고머 또는 폴리머 반응성 종은 소망의 분자량에 도달하기 위해, 가수분해 및 응축등을 통해 모노메릭 반응성 종을 반응시킴으로써 형성될 수 있다. 올리고머 또는 폴리머 반응성 종은 모노메릭 반응성 종과 조합될 수 있고, 상이한 종은 혼합가능하거나, 부분적으로 혼합가능하거나 크게 혼합되지 않는다. 이러한 올리고머 또는 폴리머 반응성 종은 또한 도 5c의 좌측 옵션에 따라 사용될 수 있는데, 즉, 옵션으로 임베이딩 유체의 존재하에, 이러한 올리고머 또는 폴리머 반응성 종을 액체 세라믹 전구체의 코팅에 포함시키고 첨가제를 건조 이전에 이러한 코팅에 임베이딩시킴으로써 사용될 수 있다.
일부 실시예에서, 반응성 종은 실리콘, 실세스퀴옥산등과 같은 2개에 이르는 반응성 사이트와 함께 모노머를 포함할 수 있다. 반응시에, 이러한 반응성 종은 제어가능한 양의 가교결합으로 폴리머 체인을 형성할 수 있어서, 임베이딩 유체의 존재하에 부풀도록 하고 첨가제의 임베이딩을 촉진시킬 수 있다. 예를 들어, 반응성 종은 보통 약 400℃ 미만에서 가교결합하지 않고, 그 폴리머 성질로 인해 임베이딩 유체로 부풀수 있고, 400℃ 위로 가열함으로써 유리로 가교결합될 수 있는 Si(OCH2CH3)2(CH3)2와 같은 Si(OR)2R'2를 포함할 수 있다. 이러한 폴리머 반응성 종은 또한 도 5C의 좌측 옵션에 따라 사용될 수 있는데, 즉, 옵션으로 임베이딩 유체의 존재하에, 액체 세라믹 전구체의 코팅에 이러한 폴리머 반응성 종을 포함시키고 첨가제를 건조 이전에 이러한 코팅에 임베이딩시킴으로써 사용될 수 있다.
실시예
하기 실시예는 당업자를 위해 설명을 예시하고 기술하도록 본 발명의 일부 구체예의 특정 양태를 기술한다. 실시예는 본 발명의 일부 구체예를 이해하고 실시하는데 유용한 구체적 방법론을 단지 제공하기 때문에, 실시예가 본 발명을 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다.
실시예 1
표면-임베이드된 봉합재 층의 형성
이 실시예는 태양열 디바이스의 전면 표면에 인접하게 적층될 수 있는 스펙트럼 이동 기능성을 갖는 표면-임베이드된 봉합재 층의 형성을 제시한다. 에틸렌 비닐 아세테이트(또는 EVA)의 시트를 용매 시스템과 인광체의 용액으로 분무시킨다. 다른 봉합재 재료, 예컨대 폴리비닐 알콜(또는 PVA), 폴리비닐 부타릴(또는 PVB), 또는 열가소성 폴리우레탄(또는 TPU)이 EVA를 대체하거나, 또는 그것과 조합하여 사용될 수 있다. EVA 시트는 약 250 ㎛ 내지 약 2.5 mm의 두께, 예컨대 약 500 ㎛의 두께일 수 있다. 실시예에 의해, 용매 시스템은 테트라히드로푸란과 디클로로메탄의 조합일 수 있고, 인광체는 다운-시프팅 종, 예컨대, 트리스(디벤조일메탄)(페난트롤린)유로퓸(III)(또는 Eu(dbm)3phen) 및 트리스[3-(트리플루오로메틸히드록시메틸렌)-d-캄포레이트]유로퓸(III)(또는 Eu(tfc)3) 중 하나 또는 둘 다일 수 있다. 다른 용매 또는 용매 조합이 사용될 수 있고, 다른 인광체 또는 다른 타입의 첨가제가 인광체를 대체하거나 또는 그것과 조합하여 사용될 수 있다. 인광체를 분무 적용에 앞서 용매 시스템으로 혼합시킨다. EVA 시트에 분무된 용액은 EVA 시트의 상부 표면을 약 500 nm의 깊이로 일시적으로 연화시키거나 또는 용해시키고, 이 연화(충격 인광체의 속도와 조합하여)는 인광체의 EVA 시트로의 신속한 표면 임베이드를 허용한다. 분무 조건은, EVA 시트로부터 약 6인치의 분무 노즐 거리, 그리고 평방 인치당 약 20파운드의 미분압으로, EVA 시트의 각 평방 피트에 약 1 ml 내지 약 16 ml의 용액을 포함할 수 있다. 이러한 방법으로, 인광체는 임베이딩 영역 내에 편재되고, EVA 시트의 상부 표면 아래 약 500 nm의 깊이로 확실히 임베이드된다. 인광체의 분무-임베이드 후, 용매 시스템의 증발은 신속한 방법으로 진행되어, 약 5초 내에 건조된 EVA 시트를 제공한다. 그 다음, 경화 또는 다른 적합한 가공처리는 이제 EVA 시트의 상부 표면으로 확실히 임베이드된 인광체로 진행시킬 수 있다. 분무-임베이드 공정은 EVA 시트가 실질적으로 연속적으로 감기고 풀리는, 실질적으로 연속적인 롤투롤(roll-to-roll) 방식으로 수행될 수 있다.
실시예 2
표면-임베이드된 봉합재 층의 형성
이 실시예는 태양열 디바이스 내에 포함될 수 있는, 표면-임베이드된 봉합재 층의 형성을 제시한다. 알콜에 부유된 은 나노 와이어의 형태와 같은 첨가제를 EVA 시트의 표면에 분무시킨다. 알콜이 증발하여 EVA 시트의 상부에서 은 나노 와이어의 표면적으로 부착된 층을 남긴 후, 테트라히드로푸란을 EVA 시트의 표면에 분무시켜 연화시키고, 나노 와이어를 EVA 시트에 임베이드한다. 나노 와이어가 EVA 시트의 표면 아래 부분적으로 또는 전체로 임베이드하는 정도를 조정하도록, 테트라히드로푸란의 양을 제어할 수 있다. 결과물인 나노 와이어-임베이드 EVA 시트는 EVA 시트의 표면에 인접한 나노 와이어를 접촉시키는 투과로 인해, 빛 산란 특성 및 전기 전도성을 나타낼 수 있다. 이 임베이드 공정은 실온 및 대기압에서 수행될 수 있다. 나노 와이어-임베이드 EVA 시트를, 장치 조립 동안, 진공 적층을 통해 유리 덮개 및 광활성 층 중 하나 또는 둘 다에 적층시킬 수 있다. 결과물인 봉합된 태양열 디바이스는, 전면 전극에 인접한 전류를 수집하거나 전류의 수집을 증가시키도록, 그뿐만 아니라 입사의 사각에서 태양광에 대한 것과 같이, 광활성 층에 의한 태양광을 향한 빛 산란을 향상시키거나 또는 달리 그것의 흡수를 유도하도록, 전기 전도하는 봉합재 층을 가진다. 게다가, 봉합재 층은 향상된 열전도율을 제공하여 태양열 디바이스를 가로질러 더 효율적으로 고르게 열을 분산시켜 더 신뢰할 수 있는 성능을 보장하도록 한다. 다른 타입의 첨가제가 은 나노 와이어를 대체하거나 또는 그것과 조합하여 사용될 수 있다.
실시예 3
표면-임베이드된 봉합재 층의 형성
약 250 mg의 Eu(dbm)3phen을 약 13 mL의 테트라히드로푸란과 합하였다. 이 용액 전체를, 약 0.487 mg/cm2의 커버리지를 제공하는 19 cm × 27 cm 조각의 Mars Rock EVA 시트에 iwata Eclipse HP-CS 에어 브러시를 사용하여 분무시켰다. EVA 시트를 2.1인치 × 2.1인치 조각으로 절단하였다. McMaster의 2인치 × 2인치 조각의 보로플로트(borofloat) 유리를 Micro 90 세제로 세척하고, 탈이온수 및 이소프로판올로 헹구고, 이어서 약 30분의 UV-오존 처리하였다. 유리 조각을 Mars Rock으로부터 얻어진 결정성 규소 광전지에 적층하였다. 하나의 조각을 미처리된 EVA로 적층하였다. 다른 조각을 유로퓸 인광체로 처리된 EVA로 적층하였다. 유리 조각과 광전지 사이에 각 EVA 조각을 샌드위치시키고, 이어서 약 99℃에서 비우기 시작된 진공을 적용시킴으로써 적층을 수행하였다. 조립체를 오븐에 넣고 온도가 약 74℃로 떨어지게 하였다. 오븐을 -25 mm Hg의 진공으로 만들면서, 이 시간 동안 온도는 약 86℃까지 올렸다. 조립체를 진공의 오븐에 약 20분 동안 두었다.
실시예 4
표면-임베이드된 구조의 특징
도 11은 비제로(non-zero) 첨가제 농도가 임베이드 영역을 나타내는, 호스트 물질의 임베이드 표면에 대한 첨가제 농도의 다양한 구성을 예시한다. 도 11의 모든 플롯에 대해, 호스트 물질은 x-축 값 0과 10 사이에 편재된다. 코팅이 존재하면, 그것은 호스트 물질의 상부에 부착되고, x=-2와 x=0 사이에 위치된다. x-축은 임베이드 표면으로부터 호스트 물질의 깊이/두께를 나타낸다. 제 1 플롯은 전체 기판의 부피를 통해 혼합된 첨가제로 벌크 포함되거나 또는 화합된 기판의 플롯이다. 그것의 첨가제 농도는 y=0.2 농도에서 유지된 균일 분포로서 묘사된다. 제 2 플롯은 유사한 기하구조를 예시하나, 코팅 재료를 통해 혼합된 첨가제를 갖는다.
표면-임베이드 첨가제는 도 11a에 예시된 바와 같이, 호스트 물질의 임베이드 표면으로부터 두께 또는 깊이의 함수로서 별도의 단계 또는 델타 함수로 편재될 수 있다. 대안으로, 첨가제는 임베이드 표면에서 크게 편재될 수 있지만, 도 11b처럼 임베이드 표면으로 더 깊게 또는 도 11e처럼 임베이드 표면으로 더 가깝게, 차츰 작아지는 농도를 가진다. 별도의 깊이에서 첨가제의 최대 농도, 이어서 그 별도의 깊이로부터 임베이드 표면 아래에 양방향으로 차츰 작아지는 첨가제 농도가 있는, 도 11c의 방식으로, 첨가제는 임베이드 표면 아래에 충분히 표면-임베이드될 수 있다. 첨가제 임베이드의 복수의 깊이는 임베이드의 깊이를 조정하도록 파라미터를 조절함으로써 달성될 수 있고, 도 11d 및 도 11f에 포착된 바와 같이, 이러한 다층상 임베이드 기하구조를 허용하도록, 복수의 조작을 기판에 실행할 수 있다. 유사한 기하구조는 상기 언급된 접근 방법을 통해 표면-임베이드함으로써 달성될 수 있으나, 도 11g 내지 도 11i처럼, 기판에(또는 안에) 이미 벌크 혼합되었다. 유사한 기하구조는 도 11j 내지 도 11l에 예시된 바와 같이, 기판 재료뿐만 아니라 코팅 재료에 표면-임베이드함으로써 달성될 수 있다.
본 발명은 그것의 특정 구체예를 참고하여 기술된 한편, 이것은 당업자에 의해 다양한 변화가 실행될 수 있고, 등가물이 첨부된 청구범위에 의해 정의된 바와 같이 본 발명의 개념과 범위를 벗어나지 않고 치환될 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 게다가, 많은 변형은 본 발명의 목적, 개념 및 범위에 대해 특정 상황, 재료, 물질의 조성, 방법, 또는 공정을 조정하도록 실행될 수 있다. 모든 이러한 변형은 본원에 첨부된 청구범위의 범위 내에 있는 것을 의도한다. 특히, 본원에 개시된 방법이 특정 순서로 실행된 특정 조작을 참고하여 기술된 한편, 이들 조작이 본 발명의 교시에 벗어나지 않고 동등한 방법을 형성하도록 조합되거나, 세분화되거나, 또는 재정리될 수 있다는 것으로 이해될 것이다. 따라서, 본원에 구체적으로 나타내지 않는 한, 조작의 순서 및 그룹화는 본 발명을 제한하지 않는다.

Claims (44)

  1. 태양열 디바이스로서,
    전면 커버;
    후면 커버;
    상기 전면 커버와 후면 커버 사이에 위치한 광활성층; 및
    상기 전면 커버와 후면 커버 사이에서 상기 광활성층에 인접하여 위치한 봉합재층을 포함하고 있으며, 상기 봉합재층은 상기 봉합재층으로 적어도 부분적으로 임베이드된 첨가제를 포함하고 있으며, 상기 첨가제는 전기적으로 도전성 및 반도체성의 적어도 하나를 가지고, 상기 첨가제는 서브 나노 크기의 첨가제, 나노 크기의 첨가제 및 마이크론 크기의 첨가제 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양열 디바이스.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 봉합재층은 임베이딩 표면을 가지고 있고, 상기 첨가제는 상기 임베이딩 영역 내에 국부화되어 있는 것을 특징으로 하는 태양열 디바이스.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 임베이딩 표면은 광활성층을 마주보고 있는 것을 특징으로 하는 태양열 디바이스.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 임베이딩 영역의 두께는 봉합재층의 전체 두께보다 적은 것을 특징으로 하는 태양열 디바이스
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 임베이딩 영역의 두께는 봉합재층의 전체 두께의 50%보다 큰 것을 특징으로 하는 태양열 디바이스.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 임베이딩 영역의 두께는 상기 봉합재층의 전체 두께의 20%보다 큰 것을 특징으로 하는 태양열 디바이스.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 봉합재층에 의해 적어도 부분적으로 덮혀 있고 상기 봉합재층으로 뻗어 있는 일 세트의 버스 바를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양열 디바이스.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 봉합재층에 상기 첨가제의 로딩은 전기 삼투압 임계값 이상인 것을 특징으로 하는 태양열 디바이스.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 봉합재층은 100 Ω/sq 이하인 면 저항을 가지는 것을 특징으로 하는 태양열 디바이스.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 봉합재층은 15 Ω/sq 이하인 면 저항을 가지는 것을 특징으로 하는 태양열 디바이스.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 봉합재층은 상기 전면 커버 및 상기 광활성층 사이에 위치하고 있고, 상기 광활성층은 적어도 85%의 태양열-유속 가중 투과율을 가지는 것을 특징으로 하는 태양열 디바이스.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 첨가제는 상기 광활성층과 전기 접촉하고 있고, 상기 태양열 디바이스의 전극으로 역할하는 것을 특징으로 하는 태양열 디바이스.
  13. 태양열 디바이스에 있어서,
    일 세트의 전면 디바이스 층;
    일 세트의 후면 디바이스 층; 및
    상기 일 세트의 전면 디바이스 층과 상기 일 세트의 후면 디바이스 층 사이에 위치한 광활성층을 포함하고 있으며,
    상기 일 세트의 전면 디바이스 층과 상기 일 세트의 후면 디바이스 층의 적어도 하나는,
    임베이딩 표면을 가지는 호스트 물질; 및
    적어도 부분적으로 상기 호스트 물질로 임베이드되고, 상기 임베이딩 표면에 인접한 임베이딩 영역내에 국부화된 첨가제를 포함하고 있으며,
    상기 임베이딩 영역의 두께는 호스트 물질의 전체 두께보다 작은 것을 특징으로 하는 태양열 디바이스.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 임베이딩 영역의 두께는 상기 첨가제의 특성 디멘젼의 5배 이하인 것을 특징으로 하는 태양열 디바이스.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 임베이딩 영역의 두께는 상기 특성 디멘젼의 2배 이하인 것을 특징으로 하는 태양열 디바이스.
  16. 제 14 항에 있어서, 상기 첨가제의 적어도 하나는 상기 특성 디멘젼의 100% 미만으로 상기 호스트 물질로 임베이드되는 것을 특징으로 하는 태양열 디바이스.
  17. 제 14 항에 있어서, 상기 첨가제의 적어도 하나는 상기 특성 디멘젼의 100% 이상으로 상기 호스트 물질로 임베이드되나, 임베이딩 표면에 인접하여 국부화되는 것을 특징으로 하는 태양열 디바이스.
  18. 제 13 항에 있어서, 상기 첨가제는 나노 튜브, 나노 와이어, 및 나노 입자 중의 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양열 디바이스.
  19. 제 13 항에 있어서, 상기 첨가제는 인광체를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양열 디바이스.
  20. 제 19 항에 있어서, 상기 인광체는 상기 광활성층의 흡수를 매칭하기 위해 입사광의 스펙트럼 시프팅을 수행하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 태양열 디바이스.
  21. 제 19 항에 있어서, 상기 인광체는 자외선 범위의 광을 흡수하고, 가시광선 범위 및 적외선 범위 중의 적어도 하나의 범위의 광을 방출하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 태양열 디바이스.
  22. 제 19 항에 있어서, 상기 인광체는 적외선 범위의 광을 흡수하고, 가시광선 범위의 광의 방출하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 태양열 디바이스.
  23. 제 19 항에 있어서, 상기 인광체는 자외선 범위 및 가시광선 범위 중의 적어도 하나의 범위의 광을 흡수하고, 가시광선 범위 및 적외선 범위 중의 적어도 하나의 범위의 광을 방출하는 것을 특징으로 하는 태양열 디바이스.
  24. 제 13 항에 있어서, 상기 일 세트의 전면 디바이스 층과 일 세트의 후면 디바이스 층의 적어도 하나는 전면 커버 및 후면 커버의 하나에 대응하는 것을 특징으로 하는 태양열 디바이스.
  25. 제 13 항에 있어서, 상기 일 세트의 전면 디바이스 층과 일 세트의 후면 디바이스 층의 적어도 하나는 봉합재층에 대응하는 것을 특징으로 하는 태양열 디바이스.
  26. 태양열 디바이스에 있어서,
    광전지; 및
    상기 광전지에 광학적으로 연결된 발광성 태양열 집광 장치를 포함하고 있으며,
    상기 발광성 태양열 집광 장치는,
    전면 커버;
    후면 커버; 및
    상기 전면 커버 및 후면 커버 사이에 위치한 중간층을 포함하고 있으며, 상기 중간층은 상기 중간층으로 적어도 부분적으로 임베이드되고, 상기 중간층의 임베이딩 영역내에 국부화된 인광체를 포함하고 있어, 상기 중간층의 나머지 부분은 실질적으로 인광체가 없고, 상기 인광체는 입사 태양 광선을 흡수하고, 상기 태양전지로 가이드되는 광선을 방출하는 것을 특징으로 하는 태양열 디바이스.
  27. 제 26 항에 있어서, 상기 전면 커버는 상기 입사 태양 광선을 마주하도록 구성되고, 상기 인광체는 상기 전면 커버에 인접한 임베이딩 영역내에 국부화되는 것을 특징으로 하는 태양열 디바이스.
  28. 제 27 항에 있어서, 상기 인광체는 상기 중간층에 완전히 임베이드되고, 상기 전면 커버에 인접하여 국부화되는 것을 특징으로 하는 태양열 디바이스.
  29. 제 26 항에 있어서, 상기 중간층은 폴리머, 세라믹 중의 적어도 하나를 포함하는 호스트 물질을 더 포함하고, 상기 인광체는 상기 호스트 물질로 적어도 부분적으로 임베이드되는 것을 특징으로 하는 태양열 디바이스.
  30. 제 26 항에 있어서, 상기 인광체는 상기 입사 태양 광선의 스펙트럼 시프팅을 수행하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 태양열 디바이스.
  31. 제 26 항에 있어서, 상기 임베이딩 영역의 두께는 상기 중간층의 전체 두께의 40% 이하인 것을 특징으로 하는 태양열 디바이스.
  32. 제 31 항에 있어서, 상기 임베이딩 영역의 두께는 상기 중간층의 전체 두께의 30% 이하인 것을 특징으로 하는 태양열 디바이스.
  33. 표면 임베이드된 첨가제를 가진 디바이스로서,
    제 1 커버;
    제 2 커버; 및
    상기 제 1 커버 및 제 2 커버 사이에 위치한 중간층을 포함하고 있으며,
    상기 중간층은,
    호스트 물질; 및
    상기 호스트 물질로 적어도 부분적으로 임베이드되고, 상기 호스트 물질의 임베이딩 영역내에 국부화되는 첨가제를 포함하고 있으며, 상기 임베이딩 영역의 두께는 상기 호스트 물질의 전체 두께의 50% 이하인 것을 특징으로 하는 표면 임베이드된 첨가제를 가진 디바이스.
  34. 제 33 항에 있어서, 상기 임베이딩 영역의 두께는 상기 호스트 물질의 전체 두께의 40% 이하인 것을 특징으로 하는 표면 임베이드된 첨가제를 가진 디바이스.
  35. 제 34 항에 있어서, 상기 임베이딩 영역의 두께는 상기 호스트 물질의 전체 두께의 30% 이하인 것을 특징으로 하는 표면 임베이드된 첨가제를 가진 디바이스
  36. 제 33 항에 있어서, 상기 첨가제는 전기적으로 도전성, 반도체성, 광발광성 및 멀티크롬성 중의 하나인 것을 특징으로 하는 표면 임베이드된 첨가제를 가진 디바이스.
  37. 제 33 항에 있어서, 상기 첨가제는 나노튜브, 나노와이어, 나노입자 중의 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 표면 임베이드된 첨가제를 가진 디바이스.
  38. 제 33 항에 있어서, 상기 첨가제는 인광체를 포함하는 것을 특징으로 하는 표면 임베이드된 첨가제를 가진 디바이스.
  39. 제 33 항에 있어서, 상기 호스트 물질은 상기 제1 커버에 인접한 제1 면 및 제2 커버에 인접하고 제1 면에 대칭인 제2 면을 가지고 있고, 상기 첨가제는 상기 호스트 물질의 제1 면에 인접한 임베이딩 영역내에 국부화되는 것을 특징으로 하는 표면 임베이드된 첨가제를 가진 디바이스.
  40. 제 39 항에 있어서, 상기 첨가제 및 상기 임베이딩 영역은 제1 첨가제 및 상기 호스트 물질의 제1 임베이딩 영역에 각각 대응하고, 상기 중간층은 상기 호스트 물질로 적어도 부분적으로 임베이드되고, 상기 호스트 물질의 제2 임베이딩 영역내에 국부화되는 제2 첨가제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표면 임베이드된 첨가제를 가진 디바이스.
  41. 제 40 항에 있어서, 상기 제1 임베이딩 영역은 상기 제2 임베이딩 영역으로부터 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 표면 임베이드된 첨가제를 가진 디바이스.
  42. 제 41 항에 있어서, 상기 제2 임베이딩 영역은 상기 호스트 물질의 제2 면에 인접한 것을 특징으로 하는 표면 임베이드된 첨가제를 가진 디바이스.
  43. 제 33 항에 있어서, 상기 첨가제는 패턴화되거나 또는 패턴화되지 않은 것이고, 상기 디바이스는 터치 센서인 것을 특징으로 하는 표면 임베이드된 첨가제를 가진 디바이스.
  44. 표면 임베이드된 첨가제를 가진 디바이스로서,
    호스트 물질; 및
    상기 호스트 물질로 적어도 부분적으로 임베이드되고, 상기 호스트 물질의 임베이딩 영역내에 국부화된 첨가제를 포함하는 봉합재을 포함하고 있으며, 상기 임베이딩 영역의 두께는 상기 호스트 물질의 전체 두께의 50% 이하인 것을 특징으로 하는 표면 임베이드된 첨가제를 가진 디바이스.
KR1020137005845A 2010-08-07 2011-08-08 표면 매립 첨가제를 가진 디바이스 콤포넌트 및 이와 관련된 제조 방법 KR101820327B1 (ko)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US37168810P 2010-08-07 2010-08-07
US61/371,688 2010-08-07
US201161446926P 2011-02-25 2011-02-25
US61/446,926 2011-02-25
PCT/US2011/046969 WO2012021460A2 (en) 2010-08-07 2011-08-08 Device components with surface-embedded additives and related manufacturing methods

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130129912A true KR20130129912A (ko) 2013-11-29
KR101820327B1 KR101820327B1 (ko) 2018-01-19

Family

ID=45568148

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020137005845A KR101820327B1 (ko) 2010-08-07 2011-08-08 표면 매립 첨가제를 가진 디바이스 콤포넌트 및 이와 관련된 제조 방법

Country Status (8)

Country Link
US (3) US8749009B2 (ko)
EP (2) EP2601688B1 (ko)
JP (1) JP5988974B2 (ko)
KR (1) KR101820327B1 (ko)
CN (1) CN103155174B (ko)
AU (1) AU2011289620C1 (ko)
CA (1) CA2829242A1 (ko)
WO (1) WO2012021460A2 (ko)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150078264A (ko) * 2013-12-30 2015-07-08 삼성디스플레이 주식회사 도전 패턴 형성 방법 및 도전 패턴을 포함하는 전자 장치
KR20160127744A (ko) * 2014-01-31 2016-11-04 챔프 그레이트 인터내셔널 코포레이션 금속 나노구조 재결합 층을 포함하는 탠덤 유기 광발전 디바이스들
KR101701451B1 (ko) * 2015-11-06 2017-02-01 한밭대학교 산학협력단 매립형 구조를 가진 화합물 반도체 박막 태양전지
KR20190096354A (ko) * 2016-12-23 2019-08-19 사빅 글로벌 테크놀러지스 비.브이. 적외선 차단층을 포함하는 물품 및 그 제조 방법
KR20200082231A (ko) * 2018-12-28 2020-07-08 엘지디스플레이 주식회사 액츄에이터 및 이를 포함하는 햅틱 표시장치

Families Citing this family (189)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI451597B (zh) * 2010-10-29 2014-09-01 Epistar Corp 光電元件及其製造方法
US9530940B2 (en) 2005-10-19 2016-12-27 Epistar Corporation Light-emitting device with high light extraction
WO2007081876A2 (en) 2006-01-04 2007-07-19 Liquidia Technologies, Inc. Nanostructured surfaces for biomedical/biomaterial applications and processes thereof
US8852689B2 (en) * 2007-05-29 2014-10-07 Innova Dynamics, Inc. Surfaces having particles and related methods
AU2009282691A1 (en) 2008-08-21 2010-02-25 Tpk Holding Co., Ltd. Enhanced surfaces, coatings, and related methods
US8946736B2 (en) 2010-10-29 2015-02-03 Epistar Corporation Optoelectronic device and method for manufacturing the same
US9070827B2 (en) 2010-10-29 2015-06-30 Epistar Corporation Optoelectronic device and method for manufacturing the same
EP2351097A2 (en) 2008-10-23 2011-08-03 Alta Devices, Inc. Photovoltaic device
US9691921B2 (en) 2009-10-14 2017-06-27 Alta Devices, Inc. Textured metallic back reflector
US9502594B2 (en) 2012-01-19 2016-11-22 Alta Devices, Inc. Thin-film semiconductor optoelectronic device with textured front and/or back surface prepared from template layer and etching
US11271128B2 (en) 2009-10-23 2022-03-08 Utica Leaseco, Llc Multi-junction optoelectronic device
US20130270589A1 (en) * 2012-04-13 2013-10-17 Alta Devices, Inc. Optoelectronic device with non-continuous back contacts
US20150380576A1 (en) 2010-10-13 2015-12-31 Alta Devices, Inc. Optoelectronic device with dielectric layer and method of manufacture
US9768329B1 (en) 2009-10-23 2017-09-19 Alta Devices, Inc. Multi-junction optoelectronic device
US20170141256A1 (en) 2009-10-23 2017-05-18 Alta Devices, Inc. Multi-junction optoelectronic device with group iv semiconductor as a bottom junction
WO2012021460A2 (en) 2010-08-07 2012-02-16 Michael Eugene Young Device components with surface-embedded additives and related manufacturing methods
WO2012040637A2 (en) 2010-09-24 2012-03-29 The Regents Of The University Of California Nanowire-polymer composite electrodes
US9236598B2 (en) * 2010-11-12 2016-01-12 Terence W. Unger Coated electrodes
GB201019212D0 (en) * 2010-11-12 2010-12-29 Dupont Teijin Films Us Ltd Polyester film
KR20140007067A (ko) * 2010-12-06 2014-01-16 히타치가세이가부시끼가이샤 구형 형광체, 파장 변환형 태양 전지 봉지재, 태양 전지 모듈 및 이들의 제조 방법
GB201021112D0 (en) 2010-12-13 2011-01-26 Ntnu Technology Transfer As Nanowires
WO2013019299A2 (en) * 2011-05-11 2013-02-07 Qd Vision, Inc. Method for processing devices including quantum dots and devices
US8466366B2 (en) 2011-06-28 2013-06-18 Innova Dynamics, Inc. Transparent conductors incorporating additives and related manufacturing methods
KR101304491B1 (ko) * 2011-07-18 2013-09-05 광주과학기술원 나노구조체 어레이 기판, 그 제조방법 및 이를 이용한 염료감응 태양전지
US20140267107A1 (en) 2013-03-15 2014-09-18 Sinovia Technologies Photoactive Transparent Conductive Films
CN104040642B (zh) 2011-08-24 2016-11-16 宸鸿科技控股有限公司 图案化透明导体和相关制备方法
KR101273059B1 (ko) * 2011-09-20 2013-06-10 엘지이노텍 주식회사 태양전지 및 이의 제조방법
US8865487B2 (en) * 2011-09-20 2014-10-21 General Electric Company Large area hermetic encapsulation of an optoelectronic device using vacuum lamination
KR20130030903A (ko) * 2011-09-20 2013-03-28 엘지이노텍 주식회사 태양전지 및 이의 제조방법
WO2013048577A1 (en) * 2011-09-26 2013-04-04 Solarity, Inc. Substrate and superstrate design and process for nano-imprinting lithography of light and carrier collection management devices
KR101334601B1 (ko) * 2011-10-11 2013-11-29 한국과학기술연구원 고직선성의 금속 나노선, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 투명 전도막
US9373734B1 (en) * 2011-11-02 2016-06-21 Lockheed Martin Corporation High-efficiency solar energy device
KR101283113B1 (ko) * 2011-12-09 2013-07-05 엘지이노텍 주식회사 태양전지 모듈 및 이의 제조방법
GB201200355D0 (en) 2012-01-10 2012-02-22 Norwegian Univ Sci & Tech Ntnu Nanowires
WO2013106439A1 (en) * 2012-01-13 2013-07-18 Applied Materials, Inc. High work-function buffer layers for silicon-based photovoltaic devices
US10838124B2 (en) * 2012-01-19 2020-11-17 Supriya Jaiswal Materials, components, and methods for use with extreme ultraviolet radiation in lithography and other applications
US11038080B2 (en) 2012-01-19 2021-06-15 Utica Leaseco, Llc Thin-film semiconductor optoelectronic device with textured front and/or back surface prepared from etching
JP2013196252A (ja) * 2012-03-19 2013-09-30 Panasonic Corp タッチパネル
WO2013126432A1 (en) * 2012-02-21 2013-08-29 California Institute Of Technology Axially-integrated epitaxially-grown tandem wire arrays
US9268158B2 (en) * 2012-02-22 2016-02-23 Kilolambda Technologies Ltd. Responsivity enhancement of solar light compositions and devices for thermochromic windows
KR101333138B1 (ko) * 2012-03-05 2013-11-26 삼성디스플레이 주식회사 유기 발광 장치의 제조 방법, 무기막 전사용 기판 및 유기 발광 장치
US20150083206A1 (en) * 2012-03-22 2015-03-26 The University Of Manchester Photovoltaic cells
KR101929980B1 (ko) * 2012-03-23 2018-12-18 삼성디스플레이 주식회사 유기 발광 표시 장치
JP2013214185A (ja) * 2012-04-02 2013-10-17 Toppan Printing Co Ltd タッチパネルセンサー及びその製造方法
FR2989222B1 (fr) * 2012-04-04 2014-11-14 Photofuel Materiau d'encapsulation de cellules photovoltaiques
WO2013162732A1 (en) * 2012-04-23 2013-10-31 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Composition and method for upconversion of light and devices incorporating same
WO2013172930A1 (en) * 2012-05-15 2013-11-21 Illinois Tool Works Inc. Replaceable solar wavelength - converting film
GB201211038D0 (en) * 2012-06-21 2012-08-01 Norwegian Univ Sci & Tech Ntnu Solar cells
US10029916B2 (en) 2012-06-22 2018-07-24 C3Nano Inc. Metal nanowire networks and transparent conductive material
US9920207B2 (en) * 2012-06-22 2018-03-20 C3Nano Inc. Metal nanostructured networks and transparent conductive material
EP3424995A3 (en) * 2012-06-28 2019-03-20 Dow Global Technologies Llc A composite material method of producing the same, and articles made therefrom
CN102751366B (zh) * 2012-07-11 2015-07-29 大连海事大学 太阳能荧光聚集器及其制备方法
CN104183665B (zh) * 2012-07-13 2016-05-11 合肥工业大学 基于p-型ZnSe纳米线/n-型Si异质结的光电探测器的制备方法
FR2993409B1 (fr) * 2012-07-16 2015-04-10 Physique Du Rayonnement Et De La Lumiere Lab De Revetement optiquement actif pour l'amelioration du rendement de conversion photosolaire
US9718922B2 (en) * 2012-10-25 2017-08-01 The Regents Of The University Of California Polymerization enhanced by nanostructures under X-ray irradiation
US20140159120A1 (en) * 2012-12-06 2014-06-12 Intermolecular, Inc. Conformal Doping
CN103865180B (zh) * 2012-12-12 2016-05-25 中国石油化工股份有限公司 一种发光复合材料及其制备方法
KR20140078977A (ko) * 2012-12-18 2014-06-26 서울바이오시스 주식회사 고효율 발광 다이오드
US20140174534A1 (en) * 2012-12-21 2014-06-26 Solartrack, Llc Apparatus, systems and methods for collecting and converting solar energy
US8900897B2 (en) * 2013-01-10 2014-12-02 Intermolecular, Inc. Material with tunable index of refraction
KR102059130B1 (ko) * 2013-02-14 2019-12-24 삼성전자주식회사 나노구조체와 이를 포함하는 광학소자 및 이들의 제조방법
JPWO2014129175A1 (ja) * 2013-02-25 2017-02-02 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 光学レンズ
US10020807B2 (en) 2013-02-26 2018-07-10 C3Nano Inc. Fused metal nanostructured networks, fusing solutions with reducing agents and methods for forming metal networks
WO2014136115A1 (en) * 2013-03-07 2014-09-12 Yissum Research Development Company Of The Hebrew University Of Jerusalem Ltd. Non-selfabsorbing luminescent solar concentrator
US9954126B2 (en) * 2013-03-14 2018-04-24 Q1 Nanosystems Corporation Three-dimensional photovoltaic devices including cavity-containing cores and methods of manufacture
US9295855B2 (en) * 2013-03-15 2016-03-29 Gary W. Jones Ambient spectrum light conversion device
WO2014146317A1 (zh) * 2013-03-22 2014-09-25 韩华新能源（启东）有限公司 新型光伏组件
GB201311101D0 (en) 2013-06-21 2013-08-07 Norwegian Univ Sci & Tech Ntnu Semiconducting Films
DE102013106573B4 (de) * 2013-06-24 2021-12-09 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Strahlungsemittierendes optoelektronisches Bauelement, Gassensor mit strahlungsemittierenden optoelektronischen Bauelement und Verfahren zur Herstellung eines strahlungsemittierenden optoelektronischen Bauelements
KR102098113B1 (ko) * 2013-09-17 2020-04-08 엘지이노텍 주식회사 태양전지
KR102187929B1 (ko) * 2013-11-22 2020-12-07 엘지이노텍 주식회사 터치 윈도우 및 이를 포함하는 디스플레이 장치
US11274223B2 (en) 2013-11-22 2022-03-15 C3 Nano, Inc. Transparent conductive coatings based on metal nanowires and polymer binders, solution processing thereof, and patterning approaches
US9551468B2 (en) 2013-12-10 2017-01-24 Gary W. Jones Inverse visible spectrum light and broad spectrum light source for enhanced vision
US10288233B2 (en) 2013-12-10 2019-05-14 Gary W. Jones Inverse visible spectrum light and broad spectrum light source for enhanced vision
CN103681887A (zh) * 2013-12-24 2014-03-26 上海交通大学 掺杂ZnO纳米线透明导电陷光结构的硅太阳电池
EP3097427B1 (en) 2014-01-24 2020-04-29 United Technologies Corporation Component with internal sensor and method of additive manufacture
CN105900182B (zh) * 2014-01-31 2017-10-27 日本瑞翁株式会社 透明导电膜、色素敏化太阳能电池用光电极及触摸面板以及色素敏化太阳能电池
JP6466070B2 (ja) * 2014-03-05 2019-02-06 株式会社東芝 透明導電体およびこれを用いたデバイス
CN104898872B (zh) * 2014-03-05 2018-05-04 宸鸿光电科技股份有限公司 触控模块及其制造方法
US10232441B2 (en) * 2014-03-18 2019-03-19 United Technologies Corporation Fabrication of articles from nanowires
US11343911B1 (en) 2014-04-11 2022-05-24 C3 Nano, Inc. Formable transparent conductive films with metal nanowires
US9166188B1 (en) * 2014-06-10 2015-10-20 Arolltech Co., Ltd. Organic light emitting diode device
KR102224717B1 (ko) * 2014-06-19 2021-03-08 삼성전자주식회사 나노 구조체 및 이를 포함하는 광학 소자
CN109037462B (zh) 2014-07-24 2020-09-04 环球展览公司 具有增强层的oled装置及其制造方法
US9183968B1 (en) 2014-07-31 2015-11-10 C3Nano Inc. Metal nanowire inks for the formation of transparent conductive films with fused networks
WO2016019422A1 (en) * 2014-08-07 2016-02-11 Flinders Partners Pty Ltd Transparent electrode materials and methods for forming same
US20160060467A1 (en) * 2014-08-27 2016-03-03 Symbol Technologies, Inc. Formulation and method for fabricating a transparent force sensing layer
EP2991123A1 (en) * 2014-08-29 2016-03-02 Solvay Specialty Polymers Italy S.p.A. Collector for a luminescent solar concentrator
US11111396B2 (en) 2014-10-17 2021-09-07 C3 Nano, Inc. Transparent films with control of light hue using nanoscale colorants
DE112015004882T5 (de) * 2014-10-28 2017-08-17 Cosmo Am&T Co., Ltd. Transparenter Leiter und Herstellungsverfahren für denselben
US9942979B2 (en) * 2014-11-03 2018-04-10 Samsung Electronics Co., Ltd. Flexible printed circuit board
WO2016084009A1 (en) * 2014-11-25 2016-06-02 Sabic Global Technologies B.V. Method and article for emitting radiation from a surface
EP3038164B1 (en) * 2014-12-22 2018-12-12 Total S.A. Opto-electronic device with textured surface and method of manufacturing thereof
KR20160084715A (ko) * 2015-01-06 2016-07-14 연세대학교 산학협력단 투명전극 및 그의 제조방법
JP6261523B2 (ja) * 2015-01-08 2018-01-17 信越半導体株式会社 電子デバイス用エピタキシャル基板の製造方法、並びに電子デバイスの製造方法
CN108615823B (zh) * 2015-01-26 2020-08-21 德山金属株式会社 金属纳米线及包含它的透射性电极及有机发光元件
WO2016126693A1 (en) 2015-02-02 2016-08-11 Arizona Board Of Regents On Behalf Of Arizona State University Schottky uv solar cell and applications thereof
KR102285456B1 (ko) 2015-02-10 2021-08-03 동우 화인켐 주식회사 도전패턴
DE102015102520A1 (de) * 2015-02-23 2016-09-08 Osram Oled Gmbh Optoelektronisches Bauelement und Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements
US10326076B2 (en) * 2015-04-13 2019-06-18 Boe Technology Group Co., Ltd. Method of manufacturing display substrate, display substrate and display device
CN105459536B (zh) * 2015-05-03 2019-06-11 湖南工业大学 一种五层共挤高强度阻隔抗菌环保复合膜
US20160334353A1 (en) * 2015-05-15 2016-11-17 General Electric Company Sensor for in situ selective detection of components in a fluid
JP6348874B2 (ja) * 2015-05-19 2018-06-27 富士フイルム株式会社 タッチセンサパネル
US20180079936A1 (en) * 2015-05-28 2018-03-22 Sekisui Chemical Co., Ltd. Interlayer filler material for touch panels, and laminate
KR101698820B1 (ko) * 2015-06-12 2017-01-24 한국원자력연구원 직접 검출형 방사선 검출소자
CN107683532A (zh) * 2015-06-19 2018-02-09 太阳化学公司 银糊及其在半导体器件中的应用
TWI559026B (zh) * 2015-06-24 2016-11-21 財團法人工業技術研究院 抗反射結構及其製造方法
US9418959B1 (en) * 2015-07-08 2016-08-16 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Systems of bonded substrates
US10347791B2 (en) 2015-07-13 2019-07-09 Crayonano As Nanowires or nanopyramids grown on graphitic substrate
KR20180055803A (ko) 2015-07-13 2018-05-25 크래요나노 에이에스 나노와이어/나노피라미드 형상 발광 다이오드 및 광검출기
EA201890238A1 (ru) 2015-07-31 2018-08-31 Крайонано Ас Способ выращивания нанопроволок или нанопирамидок на графитовых подложках
US11749797B2 (en) 2016-12-15 2023-09-05 Honda Motor Co., Ltd. Nanostructural designs for electrode materials of fluoride ion batteries
US12136735B2 (en) 2018-12-05 2024-11-05 Honda Motor Co., Ltd. Electroactive materials modified with molecular thin film shell
US11177512B2 (en) 2016-12-15 2021-11-16 Honda Motor Co., Ltd. Barium-doped composite electrode materials for fluoride-ion electrochemical cells
US11581582B2 (en) 2015-08-04 2023-02-14 Honda Motor Co., Ltd. Liquid-type room-temperature fluoride ion batteries
CN105185911B (zh) * 2015-08-13 2017-11-17 电子科技大学 一种基于溶剂掺杂的聚合物太阳能电池及其制备方法
CN105094441B (zh) * 2015-08-20 2018-09-28 宸鸿科技(厦门)有限公司 一种压力感测装置
DK178881B1 (en) * 2015-08-27 2017-04-24 Axmetic-Engineering V/Jan Mahler A method for manufacturing a solar cell panel and a solar cell panel manufactured using such a method
US20180277787A1 (en) * 2015-10-01 2018-09-27 The Regents Of The University Of California Thermally stable silver nanowire transparent electrode
US20180299980A1 (en) * 2015-10-07 2018-10-18 Sekisui Chemical Co., Ltd. Interlayer filler material for touch panels, and touch panel laminate
US9972420B2 (en) * 2015-12-08 2018-05-15 The Boeing Company Carbon nanotube shielding for transmission cables
US10147512B2 (en) 2015-12-09 2018-12-04 C3Nano Inc. Methods for synthesizing silver nanoplates and noble metal coated silver nanoplates and their use in transparent films for control of light hue
CN105806830B (zh) * 2015-12-10 2019-01-29 北京联众泰克科技有限公司 一种稳定的hrp酶促化学发光底物液、其制备方法及应用
CN105702883B (zh) * 2016-02-03 2018-08-07 昆山工研院新型平板显示技术中心有限公司 一种高延展性薄膜及其制备方法和应用
TWI694133B (zh) * 2016-02-12 2020-05-21 美商萬騰榮公司 藉由使用表面奈米結構來強化光泵磷光體的輸出
US10644210B2 (en) * 2016-04-01 2020-05-05 Nichia Corporation Method of manufacturing light emitting element mounting base member, method of manufacturing light emitting device using the light emitting element mounting base member, light emitting element mounting base member, and light emitting device using the light emitting element mounting base member
EP3226291B1 (en) 2016-04-01 2024-04-03 Nichia Corporation Method of manufacturing a light emitting element mounting base member, and light emitting element mounting base member
EP3469324B1 (en) 2016-06-14 2022-08-24 Technion Research & Development Foundation Ltd. Cardiac waveform sensing
US10440122B2 (en) * 2016-07-01 2019-10-08 Intel Corporation Efficient provisioning of devices
US10212932B2 (en) 2016-07-28 2019-02-26 eXion labs Inc. Antimicrobial photoreactive composition comprising organic and inorganic multijunction composite
US10944398B2 (en) * 2016-09-30 2021-03-09 Uchicago Argonne, Llc Systems and methods for ultrafast plasmonic response in doped, colloidal nanostructures
CN110582874B (zh) 2016-12-15 2022-09-20 本田技研工业株式会社 用于氟离子电化学电池的复合电极材料
KR101720308B1 (ko) * 2016-12-23 2017-03-27 경희대학교 산학협력단 금속나노 입자를 이용하는 고투명 다파장 센서 및 형성 방법
JP2018113332A (ja) * 2017-01-11 2018-07-19 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 太陽電池モジュールおよびその製造方法
CN106652801A (zh) * 2017-01-22 2017-05-10 昆山工研院新型平板显示技术中心有限公司 柔性保护薄膜及其制造方法和显示装置
TWI645173B (zh) * 2017-01-23 2018-12-21 華邦電子股份有限公司 壓力感測器及其製造方法
CN108344532A (zh) 2017-01-23 2018-07-31 华邦电子股份有限公司 压力传感器及其制造方法
GB2559800B (en) * 2017-02-20 2019-06-12 Oxford Photovoltaics Ltd Multijunction photovoltaic device
TWI653438B (zh) 2017-02-23 2019-03-11 華邦電子股份有限公司 壓力感測器及其製造方法
GB201705755D0 (en) 2017-04-10 2017-05-24 Norwegian Univ Of Science And Tech (Ntnu) Nanostructure
US11173664B2 (en) * 2017-04-24 2021-11-16 The Boeing Company Nanostructures for process monitoring and feedback control
KR101934949B1 (ko) * 2017-06-30 2019-01-04 한국에너지기술연구원 전기변색부가 삽입된 태양 전지 및 이의 제조방법
KR101926031B1 (ko) * 2017-07-25 2018-12-06 한국과학기술연구원 상보적 저항 변화성 충전재 및 그를 포함하는 비휘발성 상보적 저항 변화 메모리
CN109411149B (zh) * 2017-08-18 2021-01-22 京东方科技集团股份有限公司 石墨烯电路图案及其制备方法、电子产品
KR20190047436A (ko) * 2017-10-27 2019-05-08 서울대학교산학협력단 코어-쉘 나노와이어, 상기 코어-쉘 나노와이어의 형성 방법, 및 상기 코어-쉘 나노와이어를 포함하는 신축성 복합체
CN108155255B (zh) * 2017-12-22 2019-10-08 苏州佳亿达电器有限公司 一种高透性薄膜太阳能电池柔性衬底
EP3503214A1 (en) * 2017-12-22 2019-06-26 Merck Patent GmbH Solar cells
WO2019122262A1 (en) * 2017-12-22 2019-06-27 Rhodia Operations Haptic system including an electroactive polymer composite
CN108507678A (zh) * 2018-03-01 2018-09-07 东南大学 一种等离激元多谐振机制增强的可调超光谱探测芯片
CN108336502B (zh) * 2018-04-09 2020-10-02 南京邮电大学 一种船锚结构的全介质反射型双频带极化转换器
CN110391335B (zh) * 2018-04-16 2023-08-22 清华大学 聚合物太阳能电池
CN110096184B (zh) * 2018-04-18 2021-01-22 京东方科技集团股份有限公司 导电结构及其制备方法、触摸屏和触摸显示装置
US11340479B2 (en) 2018-05-17 2022-05-24 Cardinal Cg Company Elastomeric optical device and related operation methods
US10775649B2 (en) 2018-05-17 2020-09-15 Cardinal Cg Company Elastomeric optical device and related methods
US10718886B1 (en) * 2018-05-23 2020-07-21 Facebook Technologies, Llc Optical substrate and transparent routing of light sources
US10388646B1 (en) 2018-06-04 2019-08-20 Sandisk Technologies Llc Electrostatic discharge protection devices including a field-induced switching element
NL2021109B1 (en) * 2018-06-12 2019-12-17 Physee Group B V Inorganic luminescent materials for solar radiation conversion devices
WO2019246265A1 (en) * 2018-06-20 2019-12-26 Honda Motor Co., Ltd. Nanostructural designs for electrode materials of fluoride ion batteries
KR102709935B1 (ko) 2018-06-29 2024-09-24 삼성전자주식회사 자가 복원성 복합체 및 이를 포함하는 소자
CN208569591U (zh) * 2018-06-30 2019-03-01 云谷（固安）科技有限公司 触控面板及显示装置
CN108987500B (zh) * 2018-07-04 2020-04-21 中国科学院半导体研究所 金属纳米线和多孔氮化物复合材料半导体及其制备方法
CN109037423B (zh) * 2018-08-10 2022-05-24 济南大学 一种兼具吸光和催化性能的多功能温差发电器件及其制备方法与应用
EP3898170A4 (en) * 2018-12-21 2023-03-01 The Johns Hopkins University MELANIN-BASED BIOCOMPOSITES FOR 3D PRINTING
CN111384188A (zh) * 2018-12-27 2020-07-07 北京铂阳顶荣光伏科技有限公司 薄膜太阳能电池及其制备方法
CN109742178B (zh) * 2019-01-29 2020-07-17 西安工业大学 一种透红外的高灵敏可见光探测器及其制备方法
JP7158024B2 (ja) * 2019-01-30 2022-10-21 国立研究開発法人産業技術総合研究所 太陽電池セルおよびその製造方法並びに太陽電池モジュール
MA55220A (fr) 2019-03-04 2022-01-12 Immunolight Llc Structures d'augmentation d'énergie destinées à être utilisées avec des émetteurs et des collecteurs d'énergie
CN113826226A (zh) * 2019-05-27 2021-12-21 松下知识产权经营株式会社 发光装置以及使用了该发光装置的电子设备及检验方法
CN110189321B (zh) * 2019-06-03 2021-01-29 中南大学 一种混凝土表面涂料均匀性确定方法及系统
WO2021021588A1 (en) * 2019-07-26 2021-02-04 Photokinetix Holdings Inc. Intravaginal devices, compositions and methods to treat atrophic vaginitis
CN110895173B (zh) * 2019-11-08 2021-02-26 五邑大学 一种基于复合多层导电材料的柔性应力传感器的制备方法
CN111000566B (zh) * 2019-12-13 2021-05-11 江南大学 具有光热效应和抗菌功能的可穿戴柔性传感器
US20210197530A1 (en) * 2019-12-30 2021-07-01 Saint-Gobain Performance Plastics Corporation Solar control composite film
CN111460682B (zh) * 2020-04-20 2023-02-17 武汉大学 用于手持电子设备表面的仿生防滑设计方法
CN111662596B (zh) * 2020-06-04 2022-08-05 广东康烯科技有限公司 Ptc石墨烯基导电油墨的制备方法及ptc石墨烯基导电油墨
CN111610670B (zh) * 2020-06-09 2021-06-22 南京大学 一种太赫兹空间光调制器、制备方法及应用
KR20220041983A (ko) * 2020-09-25 2022-04-04 삼성디스플레이 주식회사 커버 윈도우 및 이를 포함하는 표시 장치
CN112382684A (zh) * 2020-09-28 2021-02-19 希腊布莱特公司 具有发光太阳能集中器纳米材料涂层的透明太阳能玻璃板
CN112201757A (zh) * 2020-10-16 2021-01-08 浙江浙能技术研究院有限公司 一种基于光下转换材料的半透明钙钛矿太阳电池
US20240287786A1 (en) * 2020-10-21 2024-08-29 The Research Foundation For The State University Of New York Metamaterial with Temporally Varying Elastic Properties
TWI762042B (zh) * 2020-11-19 2022-04-21 大陸商天材創新材料科技（廈門）有限公司 奈米銀線保護層結構及其製備方法
US11513638B2 (en) 2020-12-18 2022-11-29 Cambrios Film Solutions Corporation Silver nanowire protection layer structure and manufacturing method thereof
US20240228801A9 (en) * 2021-02-12 2024-07-11 University Of Georgia Research Foundation, Inc. Superhydrophobic antifouling coating compositions and applications thereof
KR20220122880A (ko) * 2021-02-26 2022-09-05 삼성전자주식회사 연신 센서 및 그 제조 방법과 웨어러블 기기
CN112920566A (zh) * 2021-03-05 2021-06-08 柳州塑友科技有限公司 一种改性pla全降解塑料及其制备方法
CN113134767B (zh) * 2021-04-28 2022-11-15 太原理工大学 一种改善波纹辊热轧金属板材表面质量的纳米润滑方法
TWI834145B (zh) * 2022-04-07 2024-03-01 大陸商宸美（廈門）光電有限公司 光學層疊體
US12032119B2 (en) 2022-04-28 2024-07-09 Tpk Advanced Solutions Inc. Optical stack structure
US20230359029A1 (en) * 2022-05-06 2023-11-09 Meta Platforms, Inc. Tunable Florescent Quantum Dot System for Eye Tracking with Virtual Reality and Augmented Reality Applications

Family Cites Families (130)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3751287A (en) 1971-06-11 1973-08-07 Union Carbide Corp Method for incorporating an adhesion promoter into a polymeric substrate
US3849284A (en) 1972-09-01 1974-11-19 American Can Co Apparatus method and valve for electrodepositing a coating on interior surfaces of container bodies
CA1153427A (en) 1978-12-11 1983-09-06 Patrick T. Cahalan Tape electrode
US4419479A (en) 1983-01-14 1983-12-06 Regal International, Inc. Reinforced carboxy nitrile polymer compositions containing particulate nickel
US4604427A (en) 1984-12-24 1986-08-05 W. R. Grace & Co. Method of forming electrically conductive polymer blends
US5071221A (en) 1988-08-05 1991-12-10 Mitsubishi Petrochemical Company Limited Water penetration preventive cable
US5071800A (en) 1989-02-28 1991-12-10 Tosoh Corporation Oxide powder, sintered body, process for preparation thereof and targe composed thereof
US5212017A (en) 1990-12-14 1993-05-18 General Electric Company Aminopropyltrimethoxy silane primer composition and coated articles made therewith
GB9110902D0 (en) 1991-05-21 1991-07-10 Ici Plc Polymeric film
DE69303651T2 (de) 1992-03-13 1997-01-02 Fuji Photo Film Co Ltd Magnetischer Aufzeichnungsträger und Verfahren zu seiner Herstellung
US5492769A (en) 1992-09-17 1996-02-20 Board Of Governors Of Wayne State University Method for the production of scratch resistance articles and the scratch resistance articles so produced
SE9203319D0 (sv) 1992-11-06 1992-11-06 Pharmacia Lkb Biotech A method of surface modification
JPH06280026A (ja) 1993-03-24 1994-10-04 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 成膜装置及び成膜方法
US5368894A (en) 1993-06-08 1994-11-29 Minnesota Mining And Manufacturing Company Method for producing a multilayered element having a top coat
JPH07202243A (ja) * 1993-12-28 1995-08-04 Bridgestone Corp 太陽電池モジュール
US5878153A (en) 1994-06-24 1999-03-02 Ford Global Technologies, Inc. Method for monitoring coating adhesion propensity based on surface morphology
JPH08157743A (ja) 1994-12-09 1996-06-18 Sintokogio Ltd 二酸化チタンのコーティング液、及びそのコ−ティング方法
US5879740A (en) 1995-05-11 1999-03-09 Fuji Photo Film Co., Ltd. Process for the preparation of composite sheet comprising support and transparent solid fine particles
DE19613645A1 (de) 1996-04-04 1997-10-09 Inst Neue Mat Gemein Gmbh Optische Bauteile mit Gradientenstruktur und Verfahren zu deren Herstellung
DE69819740T2 (de) 1997-02-24 2004-09-30 Superior Micropowders Llc, Albuquerque Aerosolverfahren und -gerät, teilchenförmige produkte, und daraus hergestellte elektronische geräte
US6187448B1 (en) * 1997-07-24 2001-02-13 Evergreen Solar, Inc. Encapsulant material for solar cell module and laminated glass applications
OA12310A (en) 1998-04-16 2006-05-12 Kojima Haruo Method for separating magnetic particles mixed in fluid, separating system and separator.
US6248342B1 (en) 1998-09-29 2001-06-19 Agion Technologies, Llc Antibiotic high-pressure laminates
FR2791580B1 (fr) 1999-04-02 2001-05-04 Centre Nat Rech Scient Procede pour l'enrobage de particules
US6199024B1 (en) 1999-09-07 2001-03-06 Nextel Ltd. Calibration process for shape measurement
JP2001191025A (ja) 1999-11-04 2001-07-17 Dainippon Printing Co Ltd 高分子−微粒子複合体の製造方法
US6602932B2 (en) 1999-12-15 2003-08-05 North Carolina State University Nanoparticle composites and nanocapsules for guest encapsulation and methods for synthesizing same
US20030124247A1 (en) 2000-06-07 2003-07-03 Micron Technology, Inc. Method for binding phosphor particles in a field emission display device
US7387851B2 (en) * 2001-07-27 2008-06-17 A123 Systems, Inc. Self-organizing battery structure with electrode particles that exert a repelling force on the opposite electrode
SG108820A1 (en) 2001-02-23 2005-02-28 Agency Science Tech & Res Method and apparatus for forming a metallic feature on a substrate
US6882051B2 (en) 2001-03-30 2005-04-19 The Regents Of The University Of California Nanowires, nanostructures and devices fabricated therefrom
JP3632682B2 (ja) 2001-07-18 2005-03-23 ソニー株式会社 電子放出体の製造方法、冷陰極電界電子放出素子の製造方法、並びに、冷陰極電界電子放出表示装置の製造方法
JP2003101059A (ja) * 2001-09-27 2003-04-04 Sharp Corp 薄膜太陽電池
US20030157354A1 (en) 2002-02-15 2003-08-21 Van Veghel Michael W. Transparent, coated, shrinkable, oriented polypropylene film
AU2003229333A1 (en) 2002-05-21 2003-12-12 Eikos, Inc. Method for patterning carbon nanotube coating and carbon nanotube wiring
US8294025B2 (en) * 2002-06-08 2012-10-23 Solarity, Llc Lateral collection photovoltaics
KR100497763B1 (ko) 2002-08-02 2005-08-03 일동화학 주식회사 퓸드 실리카 입자로 표면 처리된 격벽 분말을 포함하는감광성 격벽 페이스트 조성물 및 그의 제조방법, 그리고그를 사용한 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 형성방법
AU2003268487A1 (en) 2002-09-05 2004-03-29 Nanosys, Inc. Nanocomposites
US20040115477A1 (en) 2002-12-12 2004-06-17 Bruce Nesbitt Coating reinforcing underlayment and method of manufacturing same
US7297298B2 (en) 2002-12-25 2007-11-20 Fujifilm Corporation Nano-particles and process for producing nano-particles
DE10301984B4 (de) 2003-01-15 2008-07-03 Hahn-Meitner-Institut Berlin Gmbh Flexible, atmungsaktive Polymerfolie
JP2004230690A (ja) 2003-01-30 2004-08-19 Takiron Co Ltd 制電性透明樹脂板
US20060257638A1 (en) 2003-01-30 2006-11-16 Glatkowski Paul J Articles with dispersed conductive coatings
JP4082242B2 (ja) * 2003-03-06 2008-04-30 ソニー株式会社 素子転写方法
US20050136638A1 (en) 2003-12-18 2005-06-23 3M Innovative Properties Company Low temperature sintering nanoparticle compositions
US9040090B2 (en) 2003-12-19 2015-05-26 The University Of North Carolina At Chapel Hill Isolated and fixed micro and nano structures and methods thereof
US7485364B2 (en) 2004-03-02 2009-02-03 Asahi Kasei Fibers Corporation Polyurethane elastic fiber and process for producing same
US8557343B2 (en) 2004-03-19 2013-10-15 The Boeing Company Activation method
US20060057362A1 (en) 2004-03-23 2006-03-16 Renhe Lin Coatings containing nanotubes, methods of applying the same and transparencies incorporating the same
US7259030B2 (en) * 2004-03-29 2007-08-21 Articulated Technologies, Llc Roll-to-roll fabricated light sheet and encapsulated semiconductor circuit devices
US7427782B2 (en) * 2004-03-29 2008-09-23 Articulated Technologies, Llc Roll-to-roll fabricated light sheet and encapsulated semiconductor circuit devices
US7557367B2 (en) 2004-06-04 2009-07-07 The Board Of Trustees Of The University Of Illinois Stretchable semiconductor elements and stretchable electrical circuits
JP2008504979A (ja) 2004-06-29 2008-02-21 ナノプロプリエタリー，インコーポレイテッド ナノ粒子注入
JP4617479B2 (ja) * 2004-09-17 2011-01-26 独立行政法人産業技術総合研究所 透明導電性カーボンナノチューブフィルムを用いたタッチパネル
US20060068025A1 (en) 2004-09-29 2006-03-30 Eastman Kodak Company Silver microribbon composition and method of making
US20060115536A1 (en) 2004-11-12 2006-06-01 Board Of Regents, The University Of Texas System Glycerin based synthesis of silver nanoparticles and nanowires
US7842432B2 (en) * 2004-12-09 2010-11-30 Nanosys, Inc. Nanowire structures comprising carbon
WO2007061428A2 (en) 2004-12-27 2007-05-31 The Regents Of The University Of California Components and devices formed using nanoscale materials and methods of production
WO2006113207A2 (en) 2005-04-13 2006-10-26 Nanosys, Inc. Nanowire dispersion compositions and uses thereof
WO2007003516A2 (en) 2005-07-01 2007-01-11 Cinvention Ag Medical devices comprising a reticulated composite material
JP4766945B2 (ja) 2005-08-04 2011-09-07 宸鴻光電科技股▲分▼有限公司 抗菌層のあるタッチスクリーン及びその製造法
KR20130092639A (ko) * 2005-08-12 2013-08-20 캄브리오스 테크놀로지즈 코포레이션 나노와이어 기반의 투명 도전체
KR100691276B1 (ko) * 2005-08-25 2007-03-12 삼성전기주식회사 나노와이어 발광 소자 및 제조방법
DE102005043572A1 (de) * 2005-09-12 2007-03-15 Basf Ag Fluoreszenzkonversionssolarzellen auf Basis von Terrylenfluoreszenzfarbstoffen
WO2007038950A1 (en) 2005-09-28 2007-04-12 Stichting Dutch Polymer Institute Method for generation of metal surface structures and apparatus therefor
US7594845B2 (en) 2005-10-20 2009-09-29 3M Innovative Properties Company Abrasive article and method of modifying the surface of a workpiece
EP1777049A3 (en) * 2005-10-24 2012-02-08 Samsung Electronics Co., Ltd. Cartridge heater and molding apparatus having the same
US20070158611A1 (en) 2005-11-08 2007-07-12 Oldenburg Steven J Compositions comprising nanorods and methods of making and using them
IN264350B (ko) 2006-02-08 2009-02-20 Kimberly Clark Co
EP1996342A4 (en) * 2006-02-13 2010-12-29 Solexant Corp PHOTOVOLTAIC DEVICE WITH NANOSTRUCTURED LAYERS
KR100669237B1 (ko) 2006-02-27 2007-01-16 윤진중 미세 입자의 백금을 함유한 벽지 및 그 제조 방법
JP2007229989A (ja) 2006-02-28 2007-09-13 Takiron Co Ltd 導電性成形体及びその製造方法
US20080047599A1 (en) * 2006-03-18 2008-02-28 Benyamin Buller Monolithic integration of nonplanar solar cells
US20090056854A1 (en) * 2006-04-04 2009-03-05 Top-Nanosis, Inc. Method for manufacturing conductive composite material
US20070275230A1 (en) 2006-05-26 2007-11-29 Robert Murphy Methods and systems for creating a material with nanomaterials
US7449133B2 (en) 2006-06-13 2008-11-11 Unidym, Inc. Graphene film as transparent and electrically conducting material
US7968014B2 (en) * 2006-07-29 2011-06-28 Shocking Technologies, Inc. Device applications for voltage switchable dielectric material having high aspect ratio particles
SG175612A1 (en) 2006-10-12 2011-11-28 Cambrios Technologies Corp Nanowire-based transparent conductors and applications thereof
WO2008046011A2 (en) 2006-10-12 2008-04-17 Cambrios Technologies Corporation Systems, devices, and methods for controlling electrical and optical properties of transparent conductors based on nanowires
US8018568B2 (en) 2006-10-12 2011-09-13 Cambrios Technologies Corporation Nanowire-based transparent conductors and applications thereof
KR100790216B1 (ko) 2006-10-17 2008-01-02 삼성전자주식회사 전도성 분산제를 이용한 ｃｎｔ 투명전극 및 그의 제조방법
WO2008127313A2 (en) 2006-11-17 2008-10-23 The Regents Of The University Of California Electrically conducting and optically transparent nanowire networks
JP2008157743A (ja) 2006-12-22 2008-07-10 Ntn Corp 回転速度検出装置付車輪用軸受装置
US20080152870A1 (en) 2006-12-22 2008-06-26 Katsunori Takada Transparent electrically-conductive hard-coated substrate and method for producing the same
JP5194480B2 (ja) 2007-02-20 2013-05-08 東レ株式会社 カーボンナノチューブコーティング膜およびその製造方法
KR101456838B1 (ko) 2007-04-20 2014-11-04 캄브리오스 테크놀로지즈 코포레이션 복합 투명 도전체 및 그 제조 방법
US7999176B2 (en) * 2007-05-08 2011-08-16 Vanguard Solar, Inc. Nanostructured solar cells
JP5046743B2 (ja) * 2007-05-16 2012-10-10 三洋電機株式会社 太陽電池モジュール及びその製造方法
US8852689B2 (en) 2007-05-29 2014-10-07 Innova Dynamics, Inc. Surfaces having particles and related methods
JP2009063744A (ja) 2007-09-05 2009-03-26 Canon Inc 画像形成装置
EP2203943A4 (en) * 2007-10-12 2015-10-14 Omnipv Inc SOLAR MODULES WITH INCREASED EFFICIENCIES THROUGH THE USE OF SPECTRAL CONCENTRATORS
JPWO2009063744A1 (ja) 2007-11-16 2011-03-31 コニカミノルタホールディングス株式会社 金属ナノワイヤの製造方法、金属ナノワイヤ及び透明導電体
KR101601988B1 (ko) * 2007-12-07 2016-03-09 유겐카이샤 스미타 카가쿠 기주쯔 켄큐쇼 탄소나노튜브가 포함된 전도체의 제조 방법
US8106289B2 (en) * 2007-12-31 2012-01-31 Banpil Photonics, Inc. Hybrid photovoltaic device
US20090229652A1 (en) 2008-01-14 2009-09-17 Mapel Jonathan K Hybrid solar concentrator
US9105403B2 (en) 2008-01-14 2015-08-11 The Regents Of The University Of California High-throughput solution processing of large scale graphene and device applications
JP4352349B2 (ja) * 2008-01-23 2009-10-28 トヨタ自動車株式会社 電極および電極製造方法
US7960027B2 (en) 2008-01-28 2011-06-14 Honeywell International Inc. Transparent conductors and methods for fabricating transparent conductors
US7642463B2 (en) 2008-01-28 2010-01-05 Honeywell International Inc. Transparent conductors and methods for fabricating transparent conductors
US8530262B2 (en) 2008-02-28 2013-09-10 Nanosolar, Inc. Roll-to-roll non-vacuum deposition of transparent conductive electrodes
JP2009253016A (ja) * 2008-04-07 2009-10-29 Kuraray Co Ltd 太陽電池
JPWO2009148131A1 (ja) * 2008-06-06 2011-11-04 住友ベークライト株式会社 波長変換組成物及び波長変換組成物からなる層を備えた光起電装置
US20100012190A1 (en) * 2008-07-16 2010-01-21 Hajime Goto Nanowire photovoltaic cells and manufacture method thereof
WO2010010838A1 (ja) 2008-07-25 2010-01-28 コニカミノルタホールディングス株式会社 透明電極および透明電極の製造方法
JP5397377B2 (ja) 2008-08-11 2014-01-22 コニカミノルタ株式会社 透明電極、有機エレクトロルミネッセンス素子及び透明電極の製造方法
US20110281070A1 (en) * 2008-08-21 2011-11-17 Innova Dynamics, Inc. Structures with surface-embedded additives and related manufacturing methods
AU2009282691A1 (en) 2008-08-21 2010-02-25 Tpk Holding Co., Ltd. Enhanced surfaces, coatings, and related methods
AU2009292197B8 (en) 2008-09-11 2014-04-24 Bacterin International, Inc. Elastomeric article having a broad spectrum antimicrobial agent and method of making
JP2010087105A (ja) * 2008-09-30 2010-04-15 Fujifilm Corp 太陽電池
CN102365753A (zh) 2008-10-30 2012-02-29 纳米太阳能公司 混合型透明导电电极
JP2010258020A (ja) * 2009-04-21 2010-11-11 Dainippon Printing Co Ltd 太陽電池モジュールおよび太陽電池セル
JP5472299B2 (ja) 2009-06-24 2014-04-16 コニカミノルタ株式会社 透明電極、該透明電極に用いられる導電性繊維の精製方法、及び有機エレクトロルミネッセンス素子
US8647463B2 (en) 2009-06-30 2014-02-11 Dic Corporation Method for forming transparent conductive layer pattern
US20120055013A1 (en) 2010-07-13 2012-03-08 Féinics AmaTech Nominee Limited Forming microstructures and antennas for transponders
US8664518B2 (en) 2009-12-11 2014-03-04 Konica Minolta Holdngs, Inc. Organic photoelectric conversion element and producing method of the same
KR20110070541A (ko) 2009-12-18 2011-06-24 엘지디스플레이 주식회사 박막 태양전지 및 그 제조방법
KR20130048717A (ko) 2010-02-24 2013-05-10 캄브리오스 테크놀로지즈 코포레이션 나노와이어 기반의 투명 도전체 및 이를 패터닝하는 방법
US8604332B2 (en) 2010-03-04 2013-12-10 Guardian Industries Corp. Electronic devices including transparent conductive coatings including carbon nanotubes and nanowire composites, and methods of making the same
US8460747B2 (en) 2010-03-04 2013-06-11 Guardian Industries Corp. Large-area transparent conductive coatings including alloyed carbon nanotubes and nanowire composites, and methods of making the same
US8518472B2 (en) 2010-03-04 2013-08-27 Guardian Industries Corp. Large-area transparent conductive coatings including doped carbon nanotubes and nanowire composites, and methods of making the same
JP5673674B2 (ja) 2010-04-05 2015-02-18 コニカミノルタ株式会社 透明電極及びそれを用いた有機電子素子
WO2011148951A1 (ja) * 2010-05-26 2011-12-01 日立化成工業株式会社 波長変換型太陽電池封止材、及び太陽電池モジュール
US20130087183A1 (en) * 2010-06-17 2013-04-11 Sharp Kabushiki Kaisha Solar cell module, and solar energy generator device comprising the solar cell module
WO2012021460A2 (en) 2010-08-07 2012-02-16 Michael Eugene Young Device components with surface-embedded additives and related manufacturing methods
US20120273262A1 (en) 2011-04-29 2012-11-01 Innovation & Infinity Global Corp. Transparent conductive structure applied to a touch panel and method of making the same
US8466366B2 (en) 2011-06-28 2013-06-18 Innova Dynamics, Inc. Transparent conductors incorporating additives and related manufacturing methods
CN104040642B (zh) 2011-08-24 2016-11-16 宸鸿科技控股有限公司 图案化透明导体和相关制备方法
US9655252B2 (en) 2012-06-01 2017-05-16 Suzhou Nuofei Nano Science And Technology Co., Ltd. Low haze transparent conductive electrodes and method of making the same
US20140014171A1 (en) 2012-06-15 2014-01-16 Purdue Research Foundation High optical transparent two-dimensional electronic conducting system and process for generating same
US10029916B2 (en) 2012-06-22 2018-07-24 C3Nano Inc. Metal nanowire networks and transparent conductive material

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150078264A (ko) * 2013-12-30 2015-07-08 삼성디스플레이 주식회사 도전 패턴 형성 방법 및 도전 패턴을 포함하는 전자 장치
KR20160127744A (ko) * 2014-01-31 2016-11-04 챔프 그레이트 인터내셔널 코포레이션 금속 나노구조 재결합 층을 포함하는 탠덤 유기 광발전 디바이스들
KR101701451B1 (ko) * 2015-11-06 2017-02-01 한밭대학교 산학협력단 매립형 구조를 가진 화합물 반도체 박막 태양전지
KR20190096354A (ko) * 2016-12-23 2019-08-19 사빅 글로벌 테크놀러지스 비.브이. 적외선 차단층을 포함하는 물품 및 그 제조 방법
KR20200082231A (ko) * 2018-12-28 2020-07-08 엘지디스플레이 주식회사 액츄에이터 및 이를 포함하는 햅틱 표시장치

Also Published As

Publication number Publication date
US20120132930A1 (en) 2012-05-31
KR101820327B1 (ko) 2018-01-19
AU2011289620C1 (en) 2014-08-21
US9185798B2 (en) 2015-11-10
US20150014022A1 (en) 2015-01-15
JP5988974B2 (ja) 2016-09-07
CA2829242A1 (en) 2012-02-16
WO2012021460A9 (en) 2012-04-05
WO2012021460A3 (en) 2012-05-24
EP2601688A4 (en) 2017-03-29
JP2013535843A (ja) 2013-09-12
EP2601688A2 (en) 2013-06-12
CN103155174B (zh) 2017-06-23
US20160029482A1 (en) 2016-01-28
US9713254B2 (en) 2017-07-18
EP3651212A2 (en) 2020-05-13
WO2012021460A2 (en) 2012-02-16
US8749009B2 (en) 2014-06-10
EP3651212A3 (en) 2020-06-24
EP2601688B1 (en) 2020-01-22
CN103155174A (zh) 2013-06-12
AU2011289620A1 (en) 2013-03-21
AU2011289620B2 (en) 2014-02-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101820327B1 (ko) 표면 매립 첨가제를 가진 디바이스 콤포넌트 및 이와 관련된 제조 방법
AU2012275284B2 (en) Transparent conductors incorporating additives and related manufacturing methods
AU2011220397B2 (en) Structures with surface-embedded additives and related manufacturing methods
US9824789B2 (en) Method for producing nanowire-polymer composite electrodes
JP6073999B2 (ja) パターン化された透明導体及びこれを備えるタッチスクリーン素子
US8754407B2 (en) Gas barrier film, method of manufacturing gas barrier film, and organic photoelectric conversion element
US9560754B2 (en) Solution processed nanoparticle-nanowire composite film as a transparent conductor for opto-electronic devices
US20080216894A1 (en) Quantum dot photovoltaic device
TW200935452A (en) Transparent conductive coating with filler material

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
AMND Amendment
E902 Notification of reason for refusal
N231 Notification of change of applicant
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)