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WO2006134093A1 - Semitransparente multilayer-elektrode - Google Patents

Semitransparente multilayer-elektrode Download PDF

Info

Publication number
WO2006134093A1
WO2006134093A1 PCT/EP2006/063107 EP2006063107W WO2006134093A1 WO 2006134093 A1 WO2006134093 A1 WO 2006134093A1 EP 2006063107 W EP2006063107 W EP 2006063107W WO 2006134093 A1 WO2006134093 A1 WO 2006134093A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
multilayer electrode
oxide layer
layer
oxide
metal layer
Prior art date
Application number
PCT/EP2006/063107
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Christoph Brabec
Jens Hauch
Original Assignee
Siemens Aktiengesellschaft
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 Siemens Aktiengesellschaft filed Critical Siemens Aktiengesellschaft
Priority to DE112006001503T priority Critical patent/DE112006001503A5/de
Publication of WO2006134093A1 publication Critical patent/WO2006134093A1/de

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Classifications

    • H01L31/022466—
    • H01L31/1884—
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K30/00—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation
    • H10K30/80—Constructional details
    • H10K30/81—Electrodes
    • H10K30/82—Transparent electrodes, e.g. indium tin oxide [ITO] electrodes
    • H01L33/42—
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K2102/00—Constructional details relating to the organic devices covered by this subclass
    • H10K2102/301—Details of OLEDs
    • H10K2102/311—Flexible OLED
    • 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
    • Y02E10/549—Organic PV cells
    • 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
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Definitions

  • the present invention relates to a multilayer electrode, in particular, the present invention relates to a highly conductive, semitransparent multilayer electrode which is indium-free.
  • thin conductive oxides thin conductive oxides - TCOs
  • ITO Indium tin oxide
  • ITO is no longer economical due to long sputtering times for thick layers.
  • ITO not proportional to the thickness of the layers, but increases much slower.
  • thick ITO layers are very brittle and subsequently become unstable on film substrates.
  • IMI ITO / metal / ITO
  • oxidation of the silver layer can lead to a degradation of the conductivity of the electrode.
  • the present invention teaches a multilayer electrode comprising: a substrate; at least one oxide layer which is semi-transparent and deposited on the substrate, wherein the oxide layer is a thin conductive oxide (TCO) layer; at least one metal layer which is semitransparent and deposited on the oxide layer; and at least one second oxide layer, which is a TCO layer, and is semi-transparently deposited on the metal layer.
  • TCO thin conductive oxide
  • the multilayer electrode is semitransparent. This results in the advantage that the multilayer electrode can be used for electrochromic components, solar cells or optoelectronic components and has an improved efficiency.
  • the substrate comprises glass. This has the advantage that the multilayer electrode can be easily and inexpensively manufactured.
  • the substrate comprises a film. This results in the advantage that the multilayer electrode can be easily and inexpensively manufactured and adapted to non-planar surfaces.
  • the substrate comprises a polymer film. This results in the advantage that the multilayer electrode can be produced easily and inexpensively and can be adapted to non-planar surfaces.
  • the film is flexible. This has the advantage that the multilayer electrode can be used in many ways.
  • the polymer film is flexible. This has the advantage that the multilayer electrode can be used in many ways.
  • the layer thickness of the first oxide layer is between 5 and 300 nm, preferably between 10 and 100 nm. This results in the present invention, the advantage that the multilayer electrode is semitransparent.
  • the layer thickness of the second oxide layer is between 5 and 300 nm, preferably between 10 and 100 nm is. This results in the present invention, the advantage that the multilayer electrode is semitransparent.
  • the layer thickness of the metal layer is between 5 and 50 nm, preferably between 5 and 30 nm. This results in the present invention, the advantage that the multilayer electrode is semitransparent.
  • the first oxide layer comprises aluminum-doped zinc oxide (AZO).
  • AZO aluminum-doped zinc oxide
  • the first oxide layer comprises PEDOT.
  • the first oxide layer comprises PANI. This results in the advantage that the multilayer electrode of the present invention achieves high conductivity, and is inexpensive and easy to produce.
  • the first oxide layer Cd2 comprises SnT4.
  • the first oxide layer comprises CU2O. This results in the advantage that the multilayer electrode of the present invention achieves high conductivity, and is inexpensive and easy to produce.
  • the metal layer comprises Ag. This results in the advantage that the multilayer electrode of the present invention achieves a high conductivity, and is cost-effective and easy to produce.
  • the metal layer comprises Cu. This results in the advantage that the multilayer electrode of the present invention achieves a high conductivity, as well as being inexpensive and easy to produce.
  • the metal layer comprises Au. This results in the advantage that the multilayer electrode of the present invention achieves high conductivity, and is inexpensive and easy to produce.
  • the metal layer comprises Pt. This results in the advantage that the multilayer electrode of the present invention achieves high conductivity, and is inexpensive and easy to produce.
  • the second oxide layer comprises aluminum-doped zinc oxide (AZO).
  • AZO aluminum-doped zinc oxide
  • the second oxide layer comprises PEDOT. This results in the advantage that the multilayer electrode of the present invention achieves high conductivity, and is inexpensive and easy to produce.
  • the second oxide layer comprises PANI. This results in the advantage that the multilayer electrode of the present invention achieves high conductivity, and is inexpensive and easy to produce.
  • the second oxide layer comprises Cd2SnÜ4. This results in the advantage that the multilayer electrode of the present invention achieves high conductivity, and is inexpensive and easy to produce.
  • the second oxide layer comprises CU2O. This results in the advantage that the multilayer electrode of the present invention achieves high conductivity, and is inexpensive and easy to produce.
  • the first oxide layer is deposited on the substrate by means of spin casting semitransparent. This has the advantage that the multilayer electrode of the present invention can be produced easily and inexpensively.
  • the second oxide layer is sputter-deposited on the metal layer in a semitransparent manner. This has the advantage that the multilayer electrode of the present invention can be easily and inexpensively manufactured.
  • the metal layer is deposited semitransparent on the first oxide layer by means of a vapor deposition method. This results in the advantage that the multilayer electrode of the present invention can be produced simply and inexpensively.
  • the first oxide layer comprises a plurality of oxide layers. This results in the advantage that the multilayer electrode of the present invention achieves high conductivity, and is inexpensive and easy to produce.
  • the second oxide layer comprises a plurality of oxide layers. This results in the advantage that the multilayer electrode of the present invention achieves high conductivity, and is inexpensive and easy to produce.
  • the metal layer comprises a plurality of metal layers. This results in the advantage that the multilayer electrode of the present invention achieves a high conductivity, as well as being inexpensive and easy to produce.
  • the multilayer electrode has as the first oxide layer AZO, as the metal layer Ag and as the second oxide layer AZO.
  • the advantage of using PEDOT is that the metal layer is additionally stabilized against oxidation.
  • the multilayer electrode has AZO as the first oxide layer, Cu as the metal layer, and AZO as the second oxide layer. This has the advantage that the multilayer electrode of the present invention has a high conductivity and can be produced inexpensively without the use of ITO.
  • the multilayer electrode as the first oxide layer Cd2SnÜ4 has, as the metal layer Ag and as the second oxide layer Cd2SnÜ4. This has the advantage that the multilayer electrode of the present invention has a high conductivity and can be produced inexpensively without the use of ITO.
  • the multilayer electrode has CU2O as the first oxide layer, Ag as the metal layer, and CU2O as the second oxide layer.
  • CU2O as the first oxide layer
  • the multilayer electrode of the present invention has a high conductivity and can be produced inexpensively without the use of ITO.
  • the transmission in the visible region of the radiation spectrum is more than 60%. This results in the advantage that the multilayer electrode of the present invention achieves high efficiency as an electrochromic component, (organic) solar cell or optoelectronic component.
  • the multilayer electrode has a conductivity of less than 20 ohms / square. This results in the advantage that the multilayer electrode of the present invention achieves high efficiency as an electrochromic component, (organic) solar cell or optoelectronic component.
  • the multilayer electrode is used for optoelectronic components. This results in the advantage that through the multilayer electrode of the present invention
  • Invention optoelectronic components can be easily and inexpensively manufactured.
  • the multilayer electrode is used for electrochromic devices. This results in the advantage that electrochromic components can be produced easily and inexpensively by the multilayer electrode of the present invention.
  • the multilayer electrode is used for solar cells. This results in the advantage that solar cells can be produced simply and inexpensively by the multilayer electrode of the present invention.
  • the multilayer electrode for organic soya larzellen is used. This has the advantage that organic solar cells can be produced easily and inexpensively by the multilayer electrode of the present invention.
  • FIG. Figure 1 shows a schematic cross-sectional view of a semitransparent multilayer electrode of the present invention.
  • FIG. 1 shows a preferred embodiment of the present invention of a semitransparent multilayer electrode 11, wherein the multilayer electrode does not comprise an ITO (indium tin oxide) or other indium compound and has a high conductivity.
  • ITO indium tin oxide
  • a first oxide layer 1 is applied semitransparent to a substrate 10 which comprises glass and / or a film and / or a polymer film.
  • the material used which is applied semitransparent to the substrate 10 as oxide layer 1, is a TCO (Thin Conductive Oxide).
  • an aluminum-doped zinc oxide is used as the TCO.
  • the chemical copper compound CU2O to the substrate 10 in a semitransparent manner as TCO.
  • the first oxide layer 1 can be applied semitransparent to the substrate 10 by means of spin casting and / or by means of a vapor deposition process.
  • a plurality of successive oxide layers 1 can be applied semitransparently to the substrate 10.
  • a metal layer 2 is applied semi-transparently by means of spin casting and / or by means of a vapor deposition process.
  • gold (Au) and / or platinum (Pt) and / or copper (Cu) and / or silver (Au) may be preferable.
  • a plurality of successive metal layers 2 can be applied semitransparently to the first oxide layer 1.
  • the metals used for the metal layer 2 have a conductivity suitable for the multilayer electrode 11.
  • a second oxide layer 3 is applied semitransparently on the metal layer 2.
  • the material used for the second oxide layer 3 comprises AZO.
  • the material used for the second oxide layer 3 comprises Cd2SnÜ4.
  • the material used for the second oxide layer 3 comprises CU2O.
  • successive second oxide layers 3 of the aforementioned materials it is possible for successive second oxide layers 3 of the aforementioned materials to be applied semitransparently to the metal layer 2.
  • the second oxide layer 3 is applied semitransparently by means of spin casting and / or a vapor deposition method.
  • an organic layer such as PEDOT and / or PANI, is applied to the second oxide layer 3, which provides additional stabilization of the metal layer 2 and thus prevents oxidation of the metal layer 2 (not shown in FIG shown).

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Multilayer- Elektrode (11), umfassend: ein Substrat (10); mindestens eine Oxidschicht (1), welche semitransparent und auf dem Substrat (10) aufgebracht ist, wobei die Oxidschicht (1) eine dünne leitfähige Oxid (TCO) -Schicht ist; mindestens eine Metallschicht (2), welche semitransparent und auf der Oxidschicht (1) aufgebracht ist; und mindestens eine zweite Oxidschicht (3), welche eine TCO-Schicht ist, und semitransparent auf der Metallschicht (2) aufgebracht ist. Die erfindungsgemäße Multilayer-Elektrode weist eine hohe Leitfähigkeit auf, ist indiumfrei und kann für elektrochrome Bauteile, Solarzellen und optoelektronische Bauteile eingesetzt werden.

Description

Beschreibung
Semitransparente MuItilayer-Elektrode
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Multilayer- Elektrode, insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine hochleitfähige, semitransparente Multilayer- Elektrode, welche indiumfrei ist.
Viele optoelektronische Bauteile benötigen mindestens eine semitransparente und leitfähige Schicht.
Generell werden hierfür dünne leitfähige Oxide (Thin Conduc- tive Oxides - TCOs) verwendet.
In den häufigsten Fällen wird dabei Indium-Zinn-Oxid (ITO) eingesetzt, da dieses akzeptable Leitfähigkeiten aufweist (bestenfalls ca. 10 Ohm/Square, normalerweise 100 Ohm/Square) und in großen Mengen verfügbar ist.
Bei vielen Anwendung entstehen erhebliche Herstellungskosten, insbesondere bei der Verwendung von ITO, welches Leitfähigkeiten unter 100 Ohm/Square aufweist.
Speziell bei großflächigen Anwendungen ist der Einsatz von
ITO aufgrund der hohen Materialkosten und der hohen Prozesskosten aufgrund langer Sputterzeiten für dicke Schichten nicht mehr wirtschaftlich.
Weiter kommt der Umstand hinzu, dass die Leitfähigkeit des
ITO nicht proportional zur Dicke der Schichten, sondern deutlich langsamer ansteigt.
Außerdem sind dicke ITO-Schichten sehr spröde und werden in weiterer Folge auf Foliensubstraten instabil.
Um diese Probleme zu lösen, werden im Stand der Technik sogenannte IMI (ITO/Metall/ITO) -Schichtpakete eingesetzt, mit welchen bisher Leitfähigkeiten bis zu 1 Ohm/Square erreicht worden sind.
Dabei wird eine bsp. ca. 10 nm dicke Silberschicht zwischen zwei dünnen ITO-Schichten angeordnet, wodurch die Leitfähigkeit größtenteils durch die Silberschicht getragen wird.
Obige Lösungsansätze lösen dabei nur teilweise die gegebenen Probleme, da hier weiterhin Indium als Basismaterial einge- setzt wird, dessen weltweite Reserven langfristig begrenzt sind.
Weiter kann eine Oxidation der Silberschicht zu einer Degradation der Leitfähigkeit der Elektrode führen.
Schichtpakete mit anderen TCOs sind bisher im Stand der Technik nicht bekannt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine semi- transparente Multilayer-Elektrode bereitzustellen, die hoch- leitfähig ist und kein ITO aufweist.
Zur Lösung der Aufgabe lehrt die vorliegende Erfindung eine Multilayer-Elektrode, umfassend: ein Substrat; mindestens ei- ne Oxidschicht, welche semitransparent und auf dem Substrat aufgebracht ist, wobei die Oxidschicht eine dünne leitfähige Oxid (TCO) -Schicht ist; mindestens eine Metallschicht, welche semitransparent und auf der Oxidschicht aufgebracht ist; und mindestens eine zweite Oxidschicht, welche eine TCO-Schicht ist, und semitransparent auf der Metallschicht aufgebracht ist .
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass die Multilayer-Elektrode semitransparent ist. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass die Multilayer- Elektrode für elektrochrome Bauteile, Solarzellen oder optoelektronische Bauteile eingesetzt werden kann und einen verbesserten Wirkungsgrad aufweist. Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass das Substrat Glas umfasst. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass die Multilayer-Elektrode einfach und kostengünstig hergestellt werden kann.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass das Substrat eine Folie umfasst. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass die Multilayer-Elektrode einfach und kostengünstig hergestellt und auf nicht planare Oberflächen angepasst werden kann.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass das Substrat eine Polymerfolie umfasst. Da- durch ergibt sich der Vorteil, dass die Multilayer-Elektrode einfach und kostengünstig hergestellt werden kann und auf nicht planare Oberflächen angepasst werden kann.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass die Folie flexibel ist. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass die Multilayer-Elektrode vielseitig eingesetzt werden kann.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass die Polymerfolie flexibel ist. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass die Multilayer-Elektrode vielseitig eingesetzt werden kann.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass die Schichtdicke der ersten Oxidschicht zwischen 5 und 300 nm beträgt, bevorzugt zwischen 10 und 100 nm beträgt. Dadurch ergibt sich bei der vorliegenden Erfindung der Vorteil, dass die Multilayer-Elektrode semitransparent ist .
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass die Schichtdicke der zweiten Oxidschicht zwischen 5 und 300 nm beträgt, bevorzugt zwischen 10 und 100 nm beträgt. Dadurch ergibt sich bei der vorliegenden Erfindung der Vorteil, dass die Multilayer-Elektrode semitransparent ist .
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass die Schichtdicke der Metallschicht zwischen 5 und 50 nm beträgt, bevorzugt zwischen 5 und 30 nm beträgt. Dadurch ergibt sich bei der vorliegenden Erfindung der Vorteil, dass die Multilayer-Elektrode semitransparent ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass die erste Oxidschicht Aluminium-gedoptes Zinkoxid (AZO) umfasst. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass die Multilayer-Elektrode der vorliegenden Erfindung eine hohe Leitfähigkeit erreicht, sowie kostengünstig und einfach herstellbar ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass die erste Oxidschicht PEDOT umfasst. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass die Multilayer-Elektrode der vorliegenden Erfindung eine hohe Leitfähigkeit erreicht, sowie kostengünstig und einfach herstellbar ist. Darüber hinaus ergibt sich der Vorteil, dass aufgrund der Verwendung von PEDOT die mindestens eine Metallschicht gegen Oxidation ge- schützt bzw. stabilisiert wird.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass die erste Oxidschicht PANI umfasst. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass die Multilayer-Elektrode der vorliegenden Erfindung eine hohe Leitfähigkeit erreicht, sowie kostengünstig und einfach herstellbar ist.
Darüber hinaus ergibt sich der Vorteil, dass aufgrund der Verwendung von PEDOT die mindestens eine Metallschicht gegen Oxidation geschützt bzw. stabilisiert wird.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass die erste Oxidschicht Cd2SnÜ4 umfasst. Da- durch ergibt sich der Vorteil, dass die Multilayer-Elektrode der vorliegenden Erfindung eine hohe Leitfähigkeit erreicht, sowie kostengünstig und einfach herstellbar ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass die erste Oxidschicht CU2O umfasst. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass die Multilayer-Elektrode der vorliegenden Erfindung eine hohe Leitfähigkeit erreicht, sowie kostengünstig und einfach herstellbar ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass die Metallschicht Ag umfasst. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass die Multilayer-Elektrode der vorliegenden Erfindung eine hohe Leitfähigkeit erreicht, sowie kos- tengünstig und einfach herstellbar ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass die Metallschicht Cu umfasst. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass die Multilayer-Elektrode der vorlie- genden Erfindung eine hohe Leitfähigkeit erreicht, sowie kostengünstig und einfach herstellbar ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass die Metallschicht Au umfasst. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass die Multilayer-Elektrode der vorliegenden Erfindung eine hohe Leitfähigkeit erreicht, sowie kostengünstig und einfach herstellbar ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass die Metallschicht Pt umfasst. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass die Multilayer-Elektrode der vorliegenden Erfindung eine hohe Leitfähigkeit erreicht, sowie kostengünstig und einfach herstellbar ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass die zweite Oxidschicht Aluminium-gedoptes Zinkoxid (AZO) umfasst. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass die Multilayer-Elektrode der vorliegenden Erfindung eine hohe Leitfähigkeit erreicht, sowie kostengünstig und einfach herstellbar ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass die zweite Oxidschicht PEDOT umfasst. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass die Multilayer-Elektrode der vorliegenden Erfindung eine hohe Leitfähigkeit erreicht, sowie kostengünstig und einfach herstellbar ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass die zweite Oxidschicht PANI umfasst. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass die Multilayer-Elektrode der vorliegenden Erfindung eine hohe Leitfähigkeit erreicht, sowie kostengünstig und einfach herstellbar ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass die zweite Oxidschicht Cd2SnÜ4 umfasst. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass die Multilayer-Elektrode der vorliegenden Erfindung eine hohe Leitfähigkeit erreicht, sowie kostengünstig und einfach herstellbar ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass die zweite Oxidschicht CU2O umfasst. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass die Multilayer-Elektrode der vorliegenden Erfindung eine hohe Leitfähigkeit erreicht, sowie kostengünstig und einfach herstellbar ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass die erste Oxidschicht mittels Spincasting auf dem Substrat semitransparent aufgebracht wird. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass die Multilayer-Elektrode der vorliegenden Erfindung einfach und kostengünstig hergestellt werden kann.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass die zweite Oxidschicht mittels Spincasting auf der Metallschicht semitransparent aufgebracht wird. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass die Multilayer-Elektrode der vorliegenden Erfindung einfach und kostengünstig hergestellt werden kann.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass die Metallschicht mittels eines Aufdampfverfahrens auf der ersten Oxidschicht semitransparent aufgebracht wird. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass die Multi- layer-Elektrode der vorliegenden Erfindung einfach und kostengünstig hergestellt werden kann.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass die erste Oxidschicht eine Vielzahl von Oxidschichten umfasst. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass die Multilayer-Elektrode der vorliegenden Erfindung eine hohe Leitfähigkeit erreicht, sowie kostengünstig und einfach herstellbar ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass die zweite Oxidschicht eine Vielzahl von Oxidschichten umfasst. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass die Multilayer-Elektrode der vorliegenden Erfindung eine hohe Leitfähigkeit erreicht, sowie kostengünstig und einfach herstellbar ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass die Metallschicht eine Vielzahl von Metallschichten umfasst. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass die Multilayer-Elektrode der vorliegenden Erfindung eine hohe Leitfähigkeit erreicht, sowie kostengünstig und einfach her- stellbar ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass die Multilayer-Elektrode als erste Oxidschicht AZO aufweist, als Metallschicht Ag und als zweite Oxidschicht AZO aufweist. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass die Multilayer-Elektrode der vorliegenden Erfindung eine hohe Leitfähigkeit aufweist und ohne der Verwendung von ITO kostengünstig hergestellt werden kann. Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass die Multilayer-Elektrode als erste Oxidschicht AZO, als Metallschicht Ag, und als zweite Oxidschicht AZO aufweist, wobei über der zweiten Oxidschicht PEDOT semitransparent aufgebracht ist. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass die Multilayer-Elektrode der vorliegenden Erfindung eine hohe Leitfähigkeit aufweist und ohne der Verwendung von ITO kostengünstig hergestellt werden kann.
Darüber hinaus ergibt sich bei der Verwendung von PEDOT der Vorteil, dass die Metallschicht vor Oxidation zusätzlich stabilisiert wird.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass die Multilayer-Elektrode als erste Oxidschicht AZO aufweist, als Metallschicht Cu und als zweite Oxidschicht AZO aufweist. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass die Multilayer-Elektrode der vorliegenden Erfindung eine hohe Leitfähigkeit aufweist und ohne der Verwendung von ITO kostengünstig hergestellt werden kann.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass die Multilayer-Elektrode als erste Oxid- schicht Cd2SnÜ4 aufweist, als Metallschicht Ag und als zweite Oxidschicht Cd2SnÜ4 aufweist. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass die Multilayer-Elektrode der vorliegenden Erfindung eine hohe Leitfähigkeit aufweist und ohne der Verwendung von ITO kostengünstig hergestellt werden kann.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass die Multilayer-Elektrode als erste Oxidschicht CU2O aufweist, als Metallschicht Ag und als zweite Oxidschicht CU2O aufweist. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass die Multilayer-Elektrode der vorliegenden Erfindung eine hohe Leitfähigkeit aufweist und ohne der Verwendung von ITO kostengünstig hergestellt werden kann. Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass die Transmission im sichtbaren Bereich des Strahlungsspektrums mehr als 60 % beträgt. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass die Multilayer-Elektrode der vorlie- genden Erfindung einen hohen Wirkungsgrad als elektrochromes Bauteil, (organische) Solarzelle oder optoelektronischer Bauteil erreicht.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass die Multilayer-Elektrode eine Leitfähigkeit von weniger als 20 Ohm/Square aufweist. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass die Multilayer-Elektrode der vorliegenden Erfindung einen hohen Wirkungsgrad als elektrochromer Bauteil, (organische) Solarzelle oder optoelektronischer Bauteil erreicht.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass die Multilayer-Elektrode für optoelektronische Bauteile verwendet wird. Dadurch ergibt sich der Vor- teil, dass durch die Multilayer-Elektrode der vorliegenden
Erfindung optoelektronische Bauteile einfach und kostengünstig hergestellt werden können.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass die Multilayer-Elektrode für elektrochrome Bauteile verwendet wird. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass durch die Multilayer-Elektrode der vorliegenden Erfindung elektrochrome Bauteile einfach und kostengünstig hergestellt werden können.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass die Multilayer-Elektrode für Solarzellen verwendet wird. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass durch die Multilayer-Elektrode der vorliegenden Erfindung Solarzellen einfach und kostengünstig hergestellt werden können.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass die Multilayer-Elektrode für organische So- larzellen verwendet wird. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass durch die Multilayer-Elektrode der vorliegenden Erfindung organische Solarzellen einfach und kostengünstig hergestellt werden können.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen in Verbindung mit der Zeichnung.
Die FIG. 1 zeigt eine schematische Querschnittsansicht einer semitransparenten Multilayer-Elektrode der vorliegenden Erfindung.
Die FIG. 1 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einer semitransparenten Multilayer-Elektrode 11, wobei die Mulitlayer-Elektrode kein ITO (Indium Zinn Oxid) oder sonstige Indiumverbindung umfasst und eine hohe Leitfähigkeit aufweist.
Dabei wird auf ein Substrat 10, welches Glas und/oder eine Folie und/oder eine Polymer-Folie umfasst, eine erste Oxidschicht 1 semitransparent aufgebracht.
Das verwendete Material, welches als Oxidschicht 1 semitransparent auf das Substrat 10 aufgebracht wird, ist ein TCO (Thin Conductive Oxide) .
In einer bevorzugten Ausführungsform wird dabei als TCO ein aluminium-gedoptes Zinkoxid (AZO) verwendet.
In einer weiteren Ausführungsform ist es möglich, als TCO die chemische Kadmium-Verbindung Cd2SnÜ4 semitransparent aufzubringen.
In einer weiteren Ausführungsform ist es möglich, als TCO die chemische Kupfer-Verbindung CU2O semitransparent auf das Substrat 10 aufzubringen. Die erste Oxidschicht 1 kann dabei mittels Spincasting und/oder mittels eines Aufdampfverfahrens semitransparent auf das Substrat 10 aufgebracht werden.
Dabei können auch mehrere aufeinanderfolgende Oxidschichten 1 semitransparent auf das Substrat 10 aufgebracht werden.
Nach dem Aufbringen der ersten Oxidschicht (1) auf dem Sub- strat 10 der vorliegenden Erfindung wird eine Metallschicht 2 semitransparent mittels Spincasting und/oder mittels eines AufdampfVerfahrens aufgebracht.
Als Material für die Metallschicht können Gold (Au) und/oder Platin (Pt) und/oder Kupfer (Cu) und/oder Silber (Au) bevorzugt .
Dabei können auch mehrere aufeinanderfolgende Metallschichten 2 semitransparent auf die erste Oxidschicht 1 aufgebracht werden.
Die für die Metallschicht 2 verwendeten Metalle weisen dabei eine für die Multilayer-Elektrode 11 geeignete Leitfähigkeit auf.
Nach dem semitransparenten Aufbringen der Metallschicht 2 auf die erste Oxidschicht 1 wird eine zweite Oxidschicht 3 semitransparent auf der Metallschicht 2 aufgebracht.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das für die zweite Oxidschicht 3 verwendete Material AZO auf.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das für die zweite Oxidschicht 3 verwendete Material Cd2SnÜ4 auf.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das für die zweite Oxidschicht 3 verwendete Material CU2O auf. Darüber hinaus ist es gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung möglich, dass aufeinanderfolgende zweite Oxidschichten 3 der vorhergehend erwähnten Materialien semitransparent auf die Metallschicht 2 aufgebracht werden können.
Die zweite Oxidschicht 3 wird dabei semitransparent mittels Spincasting und/oder einem Aufdampfverfahren aufgebracht.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird auf die zweite Oxidschicht 3 eine organische Schicht, wie beispielsweise PEDOT und/oder PANI, aufgebracht, die für eine zusätzliche Stabilisierung der Metallschicht 2 sorgt und so eine Oxidation der Metallschicht 2 verhindert (in FIG. 1 nicht dargestellt) .

Claims

Patentansprüche
1. Multilayer-Elektrode (11), umfassend : ein Substrat (10) ; mindestens eine Oxidschicht (1) , welche semitransparent und auf dem Substrat (10) aufgebracht ist, wobei die Oxidschicht (1) eine dünne leitfähige Oxid (TCO) -Schicht ist; mindestens eine Metallschicht (2), welche semitransparent und auf der Oxidschicht (1) aufgebracht ist; und mindestens eine zweite Oxidschicht (3) , welche eine TCO-Schicht ist, und semitransparent auf der Metallschicht (2) aufgebracht ist.
2. Multilayer-Elektrode (11) nach Anspruch 1, wobei die Multilayer-Elektrode (11) semitransparent ist.
3. Multilayer-Elektrode (11) nach den vorhergehenden Ansprüchen, wobei das Substrat (10) Glas umfasst.
4. Multilayer-Elektrode (11) nach den vorhergehenden Ansprüchen, wobei das Substrat (10) eine Folie umfasst.
5. Multilayer-Elektrode (11) nach den vorhergehenden An- Sprüchen, wobei das Substrat (10) eine Polymerfolie umfasst .
6. Multilayer-Elektrode (11) nach Anspruch 4, wobei die Folie flexibel ist.
7. Multilayer-Elektrode (11) nach Anspruch 5, wobei die Polymerfolie flexibel ist.
8. Multilayer-Elektrode (11) nach den vorhergehenden An- Sprüchen, wobei die Schichtdicke der ersten Oxidschicht
(1) zwischen 5 und 300 nm beträgt, bevorzugt zwischen 10 und 100 nm beträgt.
9. Multilayer-Elektrode (11) nach den vorhergehenden Ansprüchen, wobei die Schichtdicke der zweiten Oxidschicht (3) zwischen 5 und 300 nm beträgt, bevorzugt zwischen 10 und 100 nm beträgt.
10. Multilayer-Elektrode (11) nach den vorhergehenden Ansprüchen, wobei die Schichtdicke der Metallschicht (2) zwischen 5 und 50 nm beträgt, bevorzugt zwischen 5 und 30 nm beträgt.
11. Multilayer-Elektrode (11) nach den vorhergehenden Ansprüchen, wobei die erste Oxidschicht (1) Aluminiumgedoptes Zinkoxid (AZO) umfasst.
12. Multilayer-Elektrode (11) nach den vorhergehenden Ansprüchen, wobei die erste Oxidschicht (1) PEDOT umfasst.
13. Multilayer-Elektrode (11) nach den vorhergehenden Ansprüchen, wobei die erste Oxidschicht (1) PANI umfasst.
14. Multilayer-Elektrode (11) nach den vorhergehenden Ansprüchen, wobei die erste Oxidschicht (1) Cd2SnÜ4 umfasst .
15. Multilayer-Elektrode (11) nach den vorhergehenden Ansprüchen, wobei die erste Oxidschicht (1) CU2O umfasst.
16. Multilayer-Elektrode (11) nach den vorhergehenden Ansprüchen, wobei die Metallschicht (2) Ag umfasst.
17. Multilayer-Elektrode (11) nach den vorhergehenden Ansprüchen, wobei die Metallschicht (2) Cu umfasst.
18. Multilayer-Elektrode (11) nach den vorhergehenden An- Sprüchen, wobei die Metallschicht (2) Au umfasst.
19. Multilayer-Elektrode (11) nach den vorhergehenden Ansprüchen, wobei die Metallschicht (2) Pt umfasst.
20. Multilayer-Elektrode (11) nach den vorhergehenden Ansprüchen, wobei die zweite Oxidschicht (3) Aluminiumgedoptes Zinkoxid (AZO) umfasst.
21. Multilayer-Elektrode (11) nach den vorhergehenden Ansprüchen, wobei die zweite Oxidschicht (3) PEDOT umfasst .
22. Multilayer-Elektrode (11) nach den vorhergehenden Ansprüchen, wobei die zweite Oxidschicht (3) PANI umfasst.
23. Multilayer-Elektrode (11) nach den vorhergehenden Ansprüchen, wobei die zweite Oxidschicht (3) Cd2SnÜ4 um- fasst.
24. Multilayer-Elektrode (11) nach den vorhergehenden Ansprüchen, wobei die zweite Oxidschicht (3) CU2O umfasst.
25. Multilayer-Elektrode (11) nach den vorhergehenden Ansprüchen, wobei die erste Oxidschicht (1) eine Vielzahl von Oxidschichten umfasst.
26. Multilayer-Elektrode (11) nach den vorhergehenden An- Sprüchen, wobei die zweite Oxidschicht (3) eine Vielzahl von Oxidschichten umfasst.
27. Multilayer-Elektrode (11) nach den vorhergehenden Ansprüchen, wobei die Metallschicht (2) eine Vielzahl von Metallschichten umfasst.
28. Multilayer-Elektrode (11) nach den vorhergehenden Ansprüchen, wobei die erste Oxidschicht (1) semitransparent mittels Spincasting auf dem Substrat aufgebracht wird.
29. Multilayer-Elektrode (11) nach den vorhergehenden Ansprüchen, wobei die zweite Oxidschicht (3) semitranspa- rent mittels Spincasting auf der Metallschicht (2) aufgebracht wird.
30. Multilayer-Elektrode (11) nach den vorhergehenden An- Sprüchen, wobei die Metallschicht (2) semitransparent mittels eines Aufdampfverfahrens auf der ersten Oxidschicht (1) aufgebracht wird.
31. Multilayer-Elektrode (11) nach den vorhergehenden An- Sprüchen, wobei die Multilayer-Elektrode (11) als erste
Oxidschicht (1) AZO aufweist, als Metallschicht (2) Ag und als zweite Oxidschicht (3) AZO aufweist.
32. Multilayer-Elektrode (11) nach den vorhergehenden An- Sprüchen, wobei die Multilayer-Elektrode (11) als erste
Oxidschicht (1) AZO, als Metallschicht (2) Ag, und als zweite Oxidschicht (3) AZO umfasst, wobei über der zweiten Oxidschicht (3) semitransparent PEDOT aufgebracht ist .
33. Multilayer-Elektrode (11) nach den vorhergehenden Ansprüchen, wobei die Multilayer-Elektrode (11) als erste Oxidschicht (1) AZO aufweist, als Metallschicht (2) Cu und als zweite Oxidschicht (3) AZO aufweist.
34. Multilayer-Elektrode (11) nach den vorhergehenden Ansprüchen, wobei die Multilayer-Elektrode (11) als erste Oxidschicht (1) Cd2SnÜ4 aufweist, als Metallschicht (2) Ag und als zweite Oxidschicht (3) Cd2SnÜ4 aufweist.
35. Multilayer-Elektrode (11) nach den vorhergehenden Ansprüchen, wobei die Multilayer-Elektrode (11) als erste Oxidschicht (1) Cu2O aufweist, als Metallschicht (2) Ag und als zweite Oxidschicht (3) Cu2O aufweist.
36. Multilayer-Elektrode (11) nach den vorhergehenden Ansprüchen, wobei die Transmission im sichtbaren Bereich des Strahlungsspektrums mehr als 60 % beträgt.
37. Multilayer-Elektrode (11) nach den vorhergehenden Ansprüchen, wobei die Multilayer-Elektrode (11) eine Leitfähigkeit von weniger als 20 Ohm/Square aufweist.
38. Multilayer-Elektrode (11) nach den vorhergehenden Ansprüchen, wobei die Multilayer-Elektrode (11) für optoelektronische Bauteile verwendet wird.
39. Multilayer-Elektrode (11) nach den vorhergehenden Ansprüchen, wobei die Multilayer-Elektrode (11) für elekt- rochrome Bauteile verwendet wird.
40. Multilayer-Elektrode (11) nach den vorhergehenden An- Sprüchen, wobei die Multilayer-Elektrode (11) für Solarzellen verwendet wird.
41. Multilayer-Elektrode (11) nach den vorhergehenden Ansprüchen, wobei die Multilayer-Elektrode (11) für orga- nische Solarzellen verwendet wird.
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