BG66904B1 - Transparent electrically conductive layered structure - Google Patents
Transparent electrically conductive layered structure Download PDFInfo
- Publication number
- BG66904B1 BG66904B1 BG111911A BG11191115A BG66904B1 BG 66904 B1 BG66904 B1 BG 66904B1 BG 111911 A BG111911 A BG 111911A BG 11191115 A BG11191115 A BG 11191115A BG 66904 B1 BG66904 B1 BG 66904B1
- Authority
- BG
- Bulgaria
- Prior art keywords
- electrically conductive
- metal
- transparent
- layered structure
- transparent electrically
- Prior art date
Links
Landscapes
- Non-Insulated Conductors (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Abstract
Description
Област на техникатаField of technology
Изобретението се отнася до прозрачна електропроводяща слоеста структура, състояща се от поне два диелектрични слоя и разположен между тях участък от наногранулатен слой от метал. Структурата ще намери приложение за изработване на прозрачни контакти в оптоелектрониката, прозрачни екрани и табла, прозрачни контакти за тънкослойни слънчеви фотоелементи, локални задни контакти при високоефективните слънчеви силициеви фотоелементи, при производството на микроелектронни прибори и микроелектромеханични системи (МЕМС), сензорната техника на базата на полупроводникови прибори или кварцови резонатори, и др.The invention relates to a transparent electrically conductive layered structure consisting of at least two dielectric layers and a portion of a nanogranular metal layer located between them. The structure will find application for making transparent contacts in optoelectronics, transparent screens and boards, transparent contacts for thin-film solar photovoltaic cells, local rear contacts in high-efficiency solar silicon photocells, in the production of microelectronic devices and microelectromechanical systems. semiconductor devices or quartz resonators, etc.
Предшестващо състояние на техникатаBACKGROUND OF THE INVENTION
В технологията и конструкцията на голям брой прибори и устройства, като тънкослойни слънчеви фотоелементи, екрани, прозрачни табла и оптоелектронни прибори, се налага използването на прозрачни електропроводящи структури, вкл. контакти, с различни изисквания за проводимостта и с максимално пропускане на светлината. Обикновено тези структури са едроплощни и ако се налага структуриране, то се реализира с отнемане на материала (изрязване, разтваряне). Стандартната технология използва тънки слоеве от метални оксиди на базата на индиев оксид, калаен оксид, цинков оксид, които се легират допълнително с примесни атоми. Подобен тип оксиди представляват широкозонни полупроводници, в които при легиране с подходящ елемент се създава концентрация на свободни носители в проводимата зона и се променя тяхната електрическа проводимост, по подобие на типичните полупроводници. В същото време тяхната широка забранена зона (над 3 eV) обуславя преминаването на светлина през тях, т.е. тяхната прозрачност. За всеки вид материал съществува корелация между оптическа прозрачност и електрическата проводимост в зависимост от дебелината на отложения слой.In the technology and construction of a large number of devices and devices, such as thin-film solar photovoltaic cells, screens, transparent boards and optoelectronic devices, it is necessary to use transparent electrically conductive structures, incl. contacts, with different conductivity requirements and with maximum light transmission. Usually these structures are large and if structuring is required, it is realized by removing the material (cutting, dissolving). The standard technology uses thin layers of metal oxides based on indium oxide, tin oxide, zinc oxide, which are additionally doped with impurity atoms. A similar type of oxides are wide-band semiconductors, in which, when doped with a suitable element, a concentration of free carriers is created in the conductive zone and their electrical conductivity is changed, similar to typical semiconductors. At the same time, their wide band gap (above 3 eV) determines the passage of light through them, ie. their transparency. For each type of material there is a correlation between optical transparency and electrical conductivity depending on the thickness of the deposited layer.
Най-оптимални параметри се получават с индиево-калаен оксид, както и с калаен оксид, легиран с флуор. Известните методи, които се прилагат понастоящем за отлагане на тънки слоеве, използвани като прозрачни проводящи покрития или контакти, са високочестотно магнетронно разпрашаване, спрей - пиролиза или химическо отлагане от парна фаза (CVD процес). Последните два технологични подхода изискват висока температура от 250°С до 500°С. Ако се прилага високочестотно магнетронно разпрашаване е възможно планарно да се структурира слоя с шаблон, през който да се формират прозрачните проводящи участъци. В този подход минималните размери са ограничени от размерите, с които може да се изработи шаблона и отстоянието му от подложката. При химическите методи на отлагане, структуриране е възможно само чрез химическо разтваряне (ецване) през защитна маска от фоторезист. В този случай химическият разтворител (ецващ разтвор) атакува и променя свойствата на следващите оксидни слоеве или подложката.The most optimal parameters are obtained with indium-tin oxide, as well as with tin oxide doped with fluorine. Known methods currently used for the deposition of thin layers used as transparent conductive coatings or contacts are high frequency magnetron sputtering, spray pyrolysis or chemical vapor deposition (CVD process). The last two technological approaches require a high temperature from 250 ° C to 500 ° C. If high-frequency magnetron sputtering is applied, it is possible to systematically structure the layer with a pattern through which the transparent conductive sections are formed. In this approach, the minimum dimensions are limited by the dimensions with which the template can be made and its distance from the substrate. In chemical deposition methods, structuring is only possible by chemical dissolution (etching) through a photoresist protective mask. In this case, the chemical solvent (etching solution) attacks and changes the properties of the next oxide layers or the substrate.
Общо свойство на използваните прозрачни покрития е това, че те притежават проводимост, която е обратно-пропорционална на дебелината им. При това, ако се използват слоеве с различна стойност за листовото съпротивление, те имат различна дебелина и общата топология става непланарна. Това ограничава приложението им, защото при интеграция в чип металния контакт към всеки от тях се осъществява при различни условия.A common feature of the transparent coatings used is that they have a conductivity that is inversely proportional to their thickness. In this case, if layers with different values for the sheet resistance are used, they have different thicknesses and the general topology becomes unplanar. This limits their application, because when integrated into a chip, the metal contact to each of them takes place under different conditions.
В Европейска патентна заявка № 1 011 040 е описан прозрачен проводящ тънък слой с приложения в контактни сензорни екрани и метод за получаването му. Слоят съдържа агрегирани частици, които определят неговите повърхностни неравности, които са със средно квадратично отклонение до 3 пш - достатъчно големи, за да осигурят стабилен локален електрически контакт при малки стойности на контактното усилие. В патентната заявка са описани варианти на методи за получаване на споменатите тънки слоеве. Въпреки, че тази патентна заявка се отнася до прозрачен проводящ слой, тя не разкрива структури с различна стойност на листовото съпротивление, нито разкрива какъв е спектърът на пропускане.European Patent Application № 1 011 040 describes a transparent conductive thin layer with applications in contact touch screens and a method for its preparation. The layer contains aggregated particles that define its surface irregularities, which have a standard deviation of up to 3 μm - large enough to provide a stable local electrical contact at low contact force values. Variant methods for preparing said thin layers are described in the patent application. Although this patent application relates to a transparent conductive layer, it does not disclose structures with different values of the sheet resistance, nor does it disclose the transmission spectrum.
В патент на САЩ № US 5421926, е описан прозрачен проводящ слой, съдържащ наночастици от индиево-калаен оксид с размер 0.1 μ или по-малки, притежаващ коефициент на пропускане 70% илиU.S. Pat. No. 5,222,926 discloses a transparent conductive layer containing nanoparticles of indium tin oxide having a size of 0.1 μ or less, having a transmittance of 70% or
Описания на издадени патенти за изобретения № 07.2/31.07.2019 по-голям, и листово съпротивление от 200 Ω/π. В патента е разкрит метод за получаването на този слой, като са разкрити двадесет и шест примера за получаване на такива филми. Методът използва стъпка на калцинация при висока температура от 300°С до 800°С, което ограничава избора на подложки, които могат да бъдат използвани. Недостатък на описаното прозрачно проводящо покритие е, че получените листови съпротивления са по-големи или равни на 30 Ω/π и то не е достатъчно прозрачно за някои цели. Описаният метод не позволява получаването на участъци с различна проводимост върху една и съща подложка.Descriptions of issued patents for inventions № 07.2 / 31.07.2019 greater, and sheet resistance of 200 Ω / π. The patent discloses a method for preparing this layer, disclosing twenty-six examples for preparing such films. The method uses a calcination step at a high temperature of 300 ° C to 800 ° C, which limits the choice of pads that can be used. A disadvantage of the described transparent conductive coating is that the obtained sheet resistances are greater than or equal to 30 Ω / π and it is not sufficiently transparent for some purposes. The described method does not allow the production of sections with different conductivity on the same substrate.
Друг патент - US № 5662962, описва използването като изходен материал на разтвор, съдържащ ултрафини частици ΙΤΟ с размер до 0.1 цш, на свързващи частици с размер по-малък от дължината на видимата светлина от АТО, ReO2, RuO2 или подобни оксиди. За хомогенизиране на разтвора се използват разтворител или друг органичен материал (биндер). Методът изисква високотемпературни обработки за формиране на слой и не разкрива как е осъществено синтезирането на разтвора, нито технологичен метод за получаване на структури с различни стойности на електрическата проводимост върху една подложка.Another patent, U.S. Pat. No. 5,662,962, describes the use as a starting material of a solution containing ultrafine particles ΙΤΟ up to 0.1 μm in size, of binding particles smaller than the apparent light length of ATO, ReO 2 , RuO 2 or similar oxides. A solvent or other organic material (binder) is used to homogenize the solution. The method requires high-temperature treatments to form a layer and does not disclose how the synthesis of the solution was performed, nor a technological method for obtaining structures with different values of electrical conductivity on a substrate.
В патент № US 6329044 е разкрит продукт, състоящ се от прозрачна подложка с проводящ оксиден слой, както и метод за получаването му при температурни обработки в диапазона от 200°С до 500°С в азотна атмосфера. Проводящото покритие е приложимо за контактни сензорни екрани и притежава голяма прозрачност, добра устойчивост на температура и влага, но има голямо листово съпротивление. Въпреки, че патентът разкрива слоеве с дебелина между 5 nm и 25 nm с коефициент на пропускане >90% при дължина на вълната от 550 nm, той не показва слой със стойности за листовото съпротивление под 200 Ω/π, както и метод за получаването му.U.S. Pat. No. 6,323,044 discloses a product comprising a transparent substrate with a conductive oxide layer, as well as a method for its preparation by temperature treatments in the range of 200 ° C to 500 ° C under a nitrogen atmosphere. The conductive coating is applicable to contact touch screens and has great transparency, good resistance to temperature and moisture, but has a high sheet resistance. Although the patent discloses layers with a thickness between 5 nm and 25 nm with a transmittance> 90% at a wavelength of 550 nm, it does not show a layer with sheet resistance values below 200 Ω / π, nor a method for its preparation .
Патентна заявка от САЩ № US 2007275230 разкрива метод и система за реализиране на покрития, включващи наночастици върху повърхността на подложка. Подложките могат да бъдат гъвкави, а слоевете могат да бъдат проводящи или полупроводящи, като методът за отлагане може да се осъществи и при стайна температура. Методът включва нанасяне върху подложката със струен принтер на разтвор, съдържащ наночастици и разтворител, отстраняване на разтворителя чрез изсушаване и формиране на тънък слой. Тази стъпка може да се повтаря. Недостатък на така описаните материали е това, че се получава непасивиран материал, и не е разкрит подход за получаване на структурирани участъци с различна проводимост.U.S. Patent Application U.S. Pat. No. 2007,275,230 discloses a method and system for realizing coatings comprising nanoparticles on a substrate surface. The substrates can be flexible and the layers can be conductive or semi-conductive, and the deposition method can also be performed at room temperature. The method involves applying to the substrate with an inkjet printer a solution containing nanoparticles and a solvent, removing the solvent by drying and forming a thin layer. This step can be repeated. A disadvantage of the materials thus described is that non-passivated material is obtained, and no approach for obtaining structured sections with different conductivity is disclosed.
Никъде в горните документи не се споменава за получаване на участъци на едно ниво с различна стойност на листовото съпротивление, които могат да бъдат свързвани един с друг, било то директно или чрез спомагателна връзка. Също така, не се разкрива прозрачно проводящо покритие, стойността на листовото съпротивление на което да не зависи от дебелината му.Nowhere in the above documents is there any mention of obtaining sections at one level with a different value of the sheet resistance, which can be connected to each other, either directly or through an auxiliary connection. Also, no transparent conductive coating is revealed, the value of the sheet resistance of which does not depend on its thickness.
Ето защо, има необходимост от прозрачна електропроводяща слоеста структура, която да е планарна и с участъци, които имат различна стойност на листово съпротивление, вариращо в границите от няколко Ω/π до няколко ΕΩ/π, които участъци биха могли да са галванично свързани или да са изолирани. Оптичната пропускливост на тази структура е желателно да варира в широки граници, например от 70 до 90 %. Чрез структура с подобни участъци ще може да се осъществява механичен и електрически контакт към останалите елементи на една интегрирана система, когато се цели да бъде реализирана такава.Therefore, there is a need for a transparent electrically conductive layered structure that is planar and with sections that have different values of sheet resistance, ranging from a few Ω / π to a few ΕΩ / π, which sections could be galvanically connected or to be isolated. The optical transmittance of this structure is preferably varied within wide limits, for example from 70 to 90%. Through a structure with similar sections it will be possible to make mechanical and electrical contact to the other elements of an integrated system, when it is intended to be implemented.
Техническа същност на изобретениетоTechnical essence of the invention
Изобретението се отнася до прозрачна електропроводяща слоеста структура, отложена върху носеща подложка, която структура включва поне два диелектрични слоя. Първият слой, разположен върху подложката, е диелектричен и е с дебелина от 10 до 40 nm, върху който е формиран поне един електропроводящ участък от метални наногранулати. Над тях е отложен втори прозрачен диелектричен слой с дебелина от 10 до 40 nm. Структурата притежава листово съпротивление, вариращо по избор от 1 Ω/π до 5ΕΩ/π и оптично пропускане в диапазона от 70 % до 90 % за една и съща, постоянна дебелина на диелектричните слоеве.The invention relates to a transparent electrically conductive layered structure deposited on a support substrate, which structure comprises at least two dielectric layers. The first layer, located on the substrate, is dielectric and has a thickness of 10 to 40 nm, on which is formed at least one electrically conductive section of metal nanogranules. Above them is deposited a second transparent dielectric layer with a thickness of 10 to 40 nm. The structure has a sheet resistance ranging optionally from 1 Ω / π to 5ΕΩ / π and an optical transmittance in the range of 70% to 90% for the same, constant thickness of the dielectric layers.
В един вариант на изобретението диелектричните слоеве са изградени от един и същ или от дваIn one embodiment of the invention, the dielectric layers are composed of the same or two
Описания на издадени патенти за изобретения № 07.2/31.07.2019 различни метални оксида, като оксидът или оксидите са избрани от TiO2, А12О3, ZnO и ZrO2.Descriptions of issued patents for inventions № 07.2 / 31.07.2019 various metal oxides, the oxide or oxides being selected from TiO 2 , A1 2 O 3 , ZnO and ZrO 2 .
В друг вариант на изобретението, електропроводящият участък е съставен от метални наногранулати от един или повече метали, при което металът или металите са избрани от сребро, алуминий, мед, хром и др., съобразно желания спектър на пропускане на светлината. Ефективният размер на металните гранулата е от 5 до 20 nm.In another embodiment of the invention, the electrically conductive region is composed of metal nanogranules of one or more metals, wherein the metal or metals are selected from silver, aluminum, copper, chromium, etc., according to the desired light transmission spectrum. The effective size of the metal granules is from 5 to 20 nm.
В следващ вариант на изобретението, прозрачната електропроводяща слоеста структура е с листово съпротивление и оптично пропускане, зададени чрез избор на плътността на металните наногранулати на разделителната повърхност между диелектричните слоеве, и/или на вида на използвания метал в електропроводящия участък.In another embodiment of the invention, the transparent electrically conductive layered structure has sheet resistance and optical transmission determined by selecting the density of the metal nanogranules on the interface between the dielectric layers and / or the type of metal used in the electrically conductive region.
В друг вариант на изобретението, слоестата структура има носеща подложка, която е твърда или гъвкава и е от метал, силиций, силициев диоксид, поликарбонат или друг полимер, фолио и др.In another embodiment of the invention, the layered structure has a support substrate that is rigid or flexible and is made of metal, silicon, silicon dioxide, polycarbonate or other polymer, foil and the like.
Пояснение на приложените фигуриExplanation of the attached figures
Фигура 1 представлява схема на слоестата структура диелектрик - метални гранулата - диелектрик.Figure 1 is a diagram of the layered structure of the dielectric - metal granules - dielectric.
Фигура 2 представя спектър на оптичното пропускане във видимия диапазон на светлината, в зависимост от използвания метал.Figure 2 shows the optical transmission spectrum in the visible light range, depending on the metal used.
Фигура 3 показва пример за структура, съдържаща участъци с два вида метални наногранулати, осигуряващи участъци с различни физически свойства.Figure 3 shows an example of a structure comprising sections with two types of metal nanogranules providing sections with different physical properties.
Фигура 4 показва пример за прозрачна електропроводяща слоеста структура, съдържаща електропроводящи участъци, наслоени със смесени метални наногранулати.Figure 4 shows an example of a transparent electrically conductive layered structure comprising electrically conductive sections layered with mixed metal nanogranules.
Фигура 5 показва пример за формиране на прозрачна електропроводяща слоеста структура в диелектрично покритие.Figure 5 shows an example of the formation of a transparent electrically conductive layered structure in a dielectric coating.
Примери за изпълнение на изобретениетоExamples of the invention
Прозрачната електропроводяща слоеста структура, предмет на настоящото изобретение, е от типа диелектрик - метални гранулата (наночастици) - диелектрик, както е показано на Фиг. 1. Тази структура се формира върху носеща подложка 1, която може да бъде неорганична - напр. от силиций, силициев оксид, стъкло, метал и др., или органична, напр. от поликарбонатен или друг полимерен материал, или фолио. Върху нея е разположен първи прозрачен диелектричен слой 2, в повърхността на който е формиран участък с електропроводящ слой от наногранулати 3. Над участъка с електропроводящия слой 3 се намира втори слой 4 от диелектричен материал. Към така изградената структура могат да бъдат присъединени електроди 5 и измерител на съпротивление 6, или други подходящи елементи съобразно конкретното приложение. Диелектричните слоеве 2 и 4 могат да бъдат от един и същ диелектричен материал, или да са от два различни материала. Тъй като съставът на диелектричните слоеве влияе върху оптичните свойства на структурата, изборът на вида на използвания диелектрик зависи от конкретните приложения на тази структура. Също така, в зависимост от изискванията за химическа устойчивост и ширина на забранената зона, която определя контактните явления, може да се избира един или друг диелектричен материал. В настоящото изобретение предпочитани диелектрични материали са металните оксиди, такива като TiO2, А12О3, ZnO, ZrO2. В структурата от настоящото изобретение, съдържаща такъв диелектричен материал - TiO2, е формиран участък с електропроводящ слой 3 от метални гранулата с ефективни размери от 5 nm до 20 шп, като индивидуалните гранули отстоят една от друга на разстояние от 1 nm до 5 nm, а в този пример - на разстояние от 3 nm. Предпочитани метали за гранулатите са сребро, алуминий, мед, хром и др., в конкретния случай - сребро. Гранулите, които се използват в настоящото изобретение, са достатъчно големи, за да притежават отчетлива електронна структура, но достатъчно малки, за да показват ефекти на квантови електронни нива, характерни за локализираните електрони състояния. Най-подходящи са гранули с височина около 10 nm. Квантовомеханично тунелиране определя електронния транспорт между локализираните участъци от металните наногранулати на разделителната граница между двата диелектрични слоя. Електрическата проводимост на структурата, предмет на настоящото изобретение, зависи от плътността на металните гранулата в участъка със слоя 3. С увеличаване на плътността на металните гранулата чрез увеличаване на ефективния им размер, се намалява разстоянието между тях и се увеличава електрическата проводимост, т.е. намаляваThe transparent electrically conductive layered structure of the present invention is of the dielectric-metal granule (nanoparticle) -dielectric type, as shown in FIG. 1. This structure is formed on a support substrate 1, which may be inorganic - e.g. of silicon, silica, glass, metal, etc., or organic, e.g. of polycarbonate or other polymeric material or foil. A first transparent dielectric layer 2 is located on it, in the surface of which a section with an electrically conductive layer of nanogranules 3 is formed. Above the section with the electrically conductive layer 3 there is a second layer 4 of dielectric material. Electrodes 5 and a resistance meter 6 or other suitable elements according to the specific application can be attached to the structure thus constructed. The dielectric layers 2 and 4 may be of the same dielectric material, or may be of two different materials. Since the composition of the dielectric layers affects the optical properties of the structure, the choice of the type of dielectric used depends on the specific applications of this structure. Also, depending on the requirements for chemical resistance and the width of the band gap, which determines the contact phenomena, one or another dielectric material can be selected. In the present invention, preferred dielectric materials are metal oxides, such as TiO 2 , A1 2 O 3 , ZnO, ZrO 2 . In the structure of the present invention containing such a dielectric material - TiO 2 , a section with an electrically conductive layer 3 of metal granules with an effective size of 5 nm to 20 nm is formed, the individual granules being spaced from each other at a distance of 1 nm to 5 nm, and in this example - at a distance of 3 nm. Preferred metals for the granules are silver, aluminum, copper, chromium, etc., in this case - silver. The granules used in the present invention are large enough to have a distinct electronic structure, but small enough to show the effects of quantum electron levels characteristic of localized electron states. Granules with a height of about 10 nm are most suitable. Quantum mechanical tunneling determines the electronic transport between the localized sections of the metal nanogranules at the separation boundary between the two dielectric layers. The electrical conductivity of the structure subject to the present invention depends on the density of the metal granules in the area with the layer 3. By increasing the density of the metal granules by increasing their effective size, the distance between them decreases and the electrical conductivity increases, ie. . decreases
Описания на издадени патенти за изобретения № 07.2/31.07.2019 листовото съпротивление, но едновременно с това намалява и оптичното пропускане на светлината. Така съгласно настоящото изобретение, за да се промени листовото съпротивление на участъка от структурата и/или неговото оптично пропускане, вече не е необходимо да се променя дебелината на структурата, а е достатъчно да се промени плътността на частиците в участъка с електропроводящия слой 3. Прозрачната електропроводяща слоеста структура от изобретението се отличава с постоянна сумарна дебелина, която за предпочитане е до 50 nm и притежава листово съпротивление, което по желание съобразно приложението, може да варира от 2 Ω/π до 2 кО/п. От своя страна, спектърът на оптичното пропускане във видимия диапазон на светлината зависи, в допълнение, и от вида на използвания метал, както е показано на Фиг. 2.Descriptions of issued patents for inventions № 07.2 / 31.07.2019 sheet resistance, but at the same time reduces the optical transmission of light. Thus, according to the present invention, in order to change the sheet resistance of the section of the structure and / or its optical transmission, it is no longer necessary to change the thickness of the structure, but it is sufficient to change the particle density in the section with the conductive layer 3. The electrically conductive layered structure of the invention is characterized by a constant total thickness, which is preferably up to 50 nm and has a sheet resistance which, if desired according to the application, can vary from 2 Ω / π to 2 kO / n. In turn, the spectrum of optical transmission in the visible light range depends, in addition, on the type of metal used, as shown in FIG. 2.
В друго предпочитано изпълнение на изобретението, съобразно изискванията на приложението на структурата, тя може да включва участъци със зададени различни стойности на листовото съпротивление на наногранулатния слой и различно оптично пропускане във видимия диапазон на светлината, при една и съща дебелина на наногранулатния слой, респективно, и на цялата структура. Това изпълнение на изобретението с различни електрически проводими участъци, определени от присъствието на металните гранулата с различни плътности на разделителната повърхност между двата диелектрични слоя, е показано на Фиг. 3. Различните листови съпротивления и оптични плътности на отделните участъци, при една и съща дебелина на структурата, могат да бъдат постигнати чрез осигуряване на различна плътност на частиците в електропроводящия слой 3 на отделните участъци, и/или чрез използване на комбинация от два или повече метала за изграждане на наногранулатния слой 3, както е показано на Фиг. 4.In another preferred embodiment of the invention, according to the requirements of the application of the structure, it may include areas with predetermined values of the sheet resistance of the nanogranular layer and different optical transmission in the visible light range, at the same thickness of the nanogranular layer, respectively, and the whole structure. This embodiment of the invention with different electrically conductive sections determined by the presence of the metal granules with different densities of the interface between the two dielectric layers is shown in FIG. 3. Different sheet resistances and optical densities of the individual sections, with the same structure thickness, can be achieved by providing different particle densities in the conductive layer 3 of the individual sections, and / or by using a combination of two or more the metal for building the nanogranular layer 3, as shown in FIG. 4.
Съгласно изобретението, гореописаните структури се получават, например както е показано на Фиг. 5, като първоначално върху поликарбонатна подложка 1 с дебелина 1.5 mm се отлага един диелектричен слой 2 от TiO2 с дебелина 20 шп. Това покритие е необходимо, за да се създаде добра и устойчива адхезия към поликарбоната. След това през шаблон 7, който определя участъка с електрическа проводимост 3, се отлагат метални наногранулати (частици), и върху тях се наслоява втори диелектричен слой 4 от TiO2 с дебелина от 20 ши. В друг пример като носеща подложка се използва силициева пластина. Върху повърхността на силициевата пластина 1 първоначално се отлага първи диелектричен слой 2 от А12О3 и с дебелина от 20 ши. Задачата на този слой е да пасивира силициевата повърхност. След това през шаблон 7 се отлагат метални наночастици 3 за формирането на електропроводящия участък 3, и впоследствие се отлага втори диелектричен слой 4 от А12О3 или друг подходящ диелектрик, с цел да се реализира участък с електрическа проводимост, който да изпълнява ролята на контакт към силициевата подложка 1. Този подход позволява реализиране на контакти през диелектричния слой 4, без да е необходимо да се използва допълнителен литографски процес и последващо ецване, за да се оформи контактен отвор. В този случай, вторият диелектричен слой 4 се използва за осигуряване на желаната защита на наногранулатния слой 3 от външни въздействия, и за влияние върху спектъра на пропускане на проводящата структура. Предлаганото примерно изпълнение е подходящо за реализиране на локални задни контакти при високоефективните слънчеви фотоелементи.According to the invention, the structures described above are obtained, for example, as shown in FIG. 5, initially a dielectric layer 2 of TiO 2 with a thickness of 20 [mu] m is deposited on a polycarbonate substrate 1 with a thickness of 1.5 mm. This coating is necessary to create good and stable adhesion to polycarbonate. Then, through a template 7, which defines the area with electrical conductivity 3, metal nanogranules (particles) are deposited, and a second dielectric layer 4 of TiO 2 with a thickness of 20 shi is deposited on them. In another example, a silicon wafer is used as a support pad. A first dielectric layer 2 of A1 2 O 3 with a thickness of 20 [mu] m is initially deposited on the surface of the silicon wafer 1. The task of this layer is to passivate the silicon surface. Metal nanoparticles 3 are then deposited through the template 7 to form the electrically conductive section 3, and subsequently a second dielectric layer 4 of A1 2 O 3 or another suitable dielectric is deposited in order to realize an electrically conductive section to act as a conductor. contact to the silicon substrate 1. This approach allows contacts to be made through the dielectric layer 4 without the need to use an additional lithographic process and subsequent etching to form a contact hole. In this case, the second dielectric layer 4 is used to provide the desired protection of the nanogranular layer 3 from external influences, and to influence the transmission spectrum of the conductive structure. The proposed embodiment is suitable for realizing local rear contacts in high-efficiency solar photovoltaic cells.
Предимствата на прозрачната електропроводяща слоеста структура съгласно настоящото изобретение са, че тя притежава участъци с метален тип електрическа проводимост, което се доказва от температурната зависимост на специфичното съпротивление. Също така, една и съща структура, с една и съща дебелина, може да притежава отделни участъци с различно листово съпротивление, съгласно техническите изисквания на приложението, и с различен спектър на пропускане на светлината. Това дава възможност за селективно формиране на прозрачни микронни структури с желана електрическа проводимост в диелектрична матрица.The advantages of the transparent electrically conductive layered structure according to the present invention are that it has sections with a metallic type of electrical conductivity, which is proved by the temperature dependence of the specific resistance. Also, the same structure, with the same thickness, may have separate sections with different sheet resistance, according to the technical requirements of the application, and with different spectrum of light transmission. This allows for the selective formation of transparent micron structures with the desired electrical conductivity in a dielectric matrix.
Claims (8)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| BG111911A BG66904B1 (en) | 2015-01-27 | 2015-01-27 | Transparent electrically conductive layered structure |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| BG111911A BG66904B1 (en) | 2015-01-27 | 2015-01-27 | Transparent electrically conductive layered structure |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| BG111911A BG111911A (en) | 2016-07-29 |
| BG66904B1 true BG66904B1 (en) | 2019-06-28 |
Family
ID=56802051
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| BG111911A BG66904B1 (en) | 2015-01-27 | 2015-01-27 | Transparent electrically conductive layered structure |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| BG (1) | BG66904B1 (en) |
-
2015
- 2015-01-27 BG BG111911A patent/BG66904B1/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| BG111911A (en) | 2016-07-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Kim et al. | Highly reliable AgNW/PEDOT: PSS hybrid films: efficient methods for enhancing transparency and lowering resistance and haziness | |
| CN111722743B (en) | Touch panel and manufacturing method thereof | |
| US9253890B2 (en) | Patterned conductive film, method of fabricating the same, and application thereof | |
| US9560754B2 (en) | Solution processed nanoparticle-nanowire composite film as a transparent conductor for opto-electronic devices | |
| JP5780504B2 (en) | Electrode, electronic device including the same, and method for manufacturing electrode | |
| KR101711260B1 (en) | Conductive film, method for manufacturing the same and display device comprising the same | |
| US20140138133A1 (en) | Transparent Electrode Comprising Electrode Line of High-Viscosity Conductive Nano Ink Composition and Touch Sensor, Transparent Heater and Electromagnetic Wave Shielding Material Using the Transparent Electrode | |
| SG183399A1 (en) | Nanowire-based transparent conductors and methods of patterning same | |
| TWI601162B (en) | Conductive films having low-visibility patterns and methods of producing the same | |
| KR101477291B1 (en) | Transparent electrode and a production method therefor | |
| KR20160110837A (en) | Multi-layered transparent electrode having metal nano hole pattern layer | |
| US12266851B2 (en) | Manufacturing method of metal mesh, thin film sensor and manufacturing method thereof | |
| CN116941046A (en) | Thin film transistor and method for manufacturing thin film transistor | |
| CN104718582B (en) | Laminated film, film roll thereof, translucent conductive film obtained therefrom, and touch panel using same | |
| CN106935668A (en) | Transparency conducting layer stacking and its manufacture method comprising pattern metal functional layer | |
| US20190204478A1 (en) | Apparatus and methods of electrically conductive optical semiconductor coating | |
| Oddone et al. | Nanosphere lithography with variable deposition angle for the production of one‐directional transparent conductors | |
| BG66904B1 (en) | Transparent electrically conductive layered structure | |
| KR101625584B1 (en) | The method for preparation of touch screen panel using laser direct patterning | |
| CN102983070B (en) | Preparation method for metamaterial and metamaterial | |
| US20190107738A1 (en) | Meta device and manufacturing method thereof | |
| CN112908518B (en) | Transparent conductive electrode | |
| US20160202795A1 (en) | Touch panel, manufacturing method thereof and display device | |
| US20150060119A1 (en) | Conductive structure and manufacturing method thereof | |
| US20140262443A1 (en) | Hybrid patterned nanostructure transparent conductors |