ОПТОЭЛЕКТРОННОЕ УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ
OPTOELECTRONIC DEVICE AND METHOD FOR MANUFACTURE THEREOF

Настоящее изобретение осуществлено при правительственной поддержке согласно Договору № DE-EE0004736 с Департаментом энергетики. Правительство Соединенных Штатов может обладать определенными правами на настоящее изобретение.
Для настоящей заявки испрашивается приоритет в соответствии с предварительной заявкой США № 62/131 938, поданной 12 марта 2015 года. Также для настоящей заявки испрашивается приоритет в соответствии с заявками США № 14/963,736; 14/963778; 14/963799; И 14/963 832, поданными 9 декабря 2015 года. Все вышеуказанные заявки в полном объеме включены в настоящее описание посредством ссылки.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится в целом к оптоэлектронным устройствам, в частности, к солнечным элементам, светодиодам, органическим светодиодам и к способам их изготовления.
Уровень техники
К оптоэлектронным устройствам относятся электронно-оптические или оптико-электронные преобразователи. Примерами оптоэлектронных устройств служат солнечные элементы (то есть фотогальванические элементы), светодиоды и органические светодиоды.
Солнечный элемент или фотогальванический (PV) элемент является оптоэлектронным устройством, которое непосредственно преобразует солнечный свет в электричество. При освещении солнечного элемента возникает разность потенциалов и создается ток, то есть вырабатывается электроэнергия. Используемый в солнечном элементе полупроводниковый материал адсорбирует фотоны солнечного света. Электроны, выбиваемые из атомов, создают разность электрических потенциалов. Ток, создаваемый за счет разности потенциалов, протекая через полупроводниковый слой, поступает в проводящий слой.
Органический светодиод (OLED) представляет собой оптоэлектронное устройство, имеющее многослойную структуру, включающую активный стек, содержащий тонкую органическую пленку, например электролюминесцентный эмиссионный слой из органического полупроводникового материала. Активный стек расположен между двумя проводящими электродами (анодом и катодом). Когда электрический ток проходит между анодом и катодом, эмиссионный слой под действием тока излучает свет, как правило, видимый свет.
Светорассеяние или «дымка» используется для улавливания света в активной области оптоэлектронного устройства. Чем больше света улавливает устройство, тем выше эффективность устройства. Чтобы исключалось отрицательное влияние на прохождение света через проводящий слой, «дымка» не должна быть очень густой.
Чтобы достичь максимальной величины электромагнитного излучения, пропускаемого к полупроводниковому слою или от полупроводникового слоя, проводящий слой (слои) должен быть достаточно прозрачным. Для облегчения переноса электронов проводящий слой должен быть высокопроводящим.
В связи с вышесказанным существует потребность в создании оптоэлектронного устройства с проводящим слоем повышенной проводимости и/или с высокой светопроницаемостью и/или светорассеянием. Существует потребность в способе модификации проводящего слоя с целью изменения (например, усиления или ослабления) одного или нескольких из указанных свойств. Также существует потребность в разработке проводящего слоя, подходящего для оптоэлектронных устройств. Кроме того, существует потребность в создании устройства для нанесения покрытий, подходящего для изготовления подложек и/или подложек с покрытием для оптоэлектронных устройств. К тому же, существует потребность в разработке способа нанесения покрытия на одну или обе основные поверхности стеклянной подложки с целью создания подложки с покрытием для оптоэлектронных устройств. Также существует потребность в соответствующем изделии и/или в способе, обеспечивающем решение одной или нескольких из приведенных выше задач.
Раскрытие изобретения
Оптоэлектронное устройство согласно настоящему изобретению содержит первую подложку, имеющую первую поверхность и вторую поверхность. Оптоэлектронное покрытие расположено на по меньшей мере одной из поверхностей подложки. Оптоэлектронное покрытие содержит подстилающий слой, например, расположенный поверх указанной второй поверхности. Первый проводящий слой расположен поверх указанного подстилающего слоя. Поверх первого проводящего слоя расположен верхний слой. Поверх указанного проводящего оксидного слоя расположен полупроводниковый слой. Поверх указанного полупроводникового слоя расположен второй проводящий слой. Первый проводящий слой может содержать проводящий оксид и по меньшей мере одну допирующую добавку, выбранную из группы, состоящей из: вольфрама, молибдена, ниобия и/или фтора. К примеру, первый проводящий слой может содержать оксид олова, допированный вольфрамом. Например, верхний слой может иметь буферный слой, содержащий оксид олова и по меньшей мере один материал, выбранный из группы, состоящей из: цинка, индия, галлия и магния.
Прозрачный проводящий оксидный слой для оптоэлектронного устройства содержит оксид металла, допированный вольфрамом. К примеру, оксид олова, допированный вольфрамом.
Устройство для нанесения покрытия осаждением из паровой фазы содержит камерный блок, содержащий впускную камеру и отводную камеру; и сопловый блок, содержащий выпускную поверхность. Впускная камера находится в сообщении по текучей среде с выпускным каналом. Отводная камера находится в сообщении по текучей среде с отводным трубопроводом. Указанный выпускной канал расположен под углом относительно выпускной поверхности блока нанесения покрытия.
Способ формирования покрытия на стеклянной подложке в системе производства стекла включает: введение первого материала-предшественника покрытия в первую впускную камеру устройства для нанесения покрытия осаждением из паровой фазы, имеющего выпускную поверхность, причем указанная первая впускная камера находится в сообщении по текучей среде с первым выпускным каналом, при этом первый выпускной канал определяет первую траекторию выпуска; и введение второго материала-предшественника покрытия во вторую впускную камеру устройства для нанесения покрытия осаждением из паровой фазы, причем указанная вторая впускная камера находится в сообщении по текучей среде со вторым выпускным каналом, при этом второй выпускной канал определяет вторую траекторию выпуска. Первая траектория выпуска пересекается со второй траекторией выпуска в точке, выбранной из: (а) выше поверхности стеклянной ленты, (b) на поверхности стеклянной ленты, или (с) ниже поверхности стеклянной ленты.
Узел вертикального вытягивания вниз содержит по меньшей мере одно устройство для нанесения покрытия, такое как устройство для нанесения покрытия осаждением из паровой фазы, расположенное вблизи первой стороны и/или второй стороны траектории перемещения стеклянной ленты. Узел вертикального вытягивания вниз может содержать по меньшей мере одно устройство осаждения наночастиц, такое как устройство пламенного напыления, расположенное вблизи первой стороны и/или второй стороны траектории перемещения стеклянной ленты.
Способ формирования стеклянного изделия с покрытием в процессе вертикального вытягивания вниз включает: размещение по меньшей мере одного второго устройства для нанесения покрытия вблизи второй стороны траектории перемещения стеклянной ленты; при необходимости, размещение по меньшей мере одного первого устройства для нанесения покрытия вблизи первой стороны траектории перемещения стеклянной ленты; использование второго устройства для нанесения покрытия с целью нанесения второго покрытия на вторую сторону стеклянной ленты; и, при необходимости, использование необязательного первого устройства для нанесения покрытия с целью нанесения первого покрытия на первую сторону стеклянной ленты.
Изделие с двусторонним покрытием, изготовленное в процессе вертикального вытягивания вниз, содержит стеклянную подложку, имеющую первую поверхность и противолежащую вторую поверхность. Первое покрытие сформировано на первой поверхности при использовании первого устройства для нанесения покрытия химическим осаждением из паровой фазы, расположенного вблизи первой поверхности. Второе покрытие сформировано на второй поверхности при использовании второго устройства для нанесения покрытия химическим осаждением из паровой фазы, расположенного вблизи второй поверхности. Внутренняя область экстракции света сформирована на второй поверхности стеклянной подложки и/или вблизи нее посредством по меньшей мере одного устройства осаждения частиц.
Краткое описание чертежей
Настоящее изобретение будет хорошо понятно из нижеследующего описания, сопровождаемого прилагаемыми чертежами, на которых одинаковые детали обозначены одинаковыми ссылочными позициями.
Фиг. 1 – вид сбоку в разрезе оптоэлектронного устройства, представляющего собой солнечный элемент, содержащий признаки изобретения.
Фиг. 2 – вид сбоку в разрезе устройства для нанесения покрытия химическим осаждением из паровой фазы (CVD), содержащего признаки изобретения.
Фиг. 3 – вид сбоку в разрезе соплового блока усовершенствованного устройства для нанесения покрытия химическим осаждением из паровой фазы (CVD), содержащего модифицированный выпускной канал.
Фиг. 4 – схематичное изображение процесса вертикального вытягивания вниз стекла, содержащего признаки изобретения.
Фиг. 5 – вид сбоку в разрезе иллюстративного изделия с покрытием согласно изобретению.
Предпочтительный вариант осуществления изобретения
Использующиеся в описании изобретения термины, определяющие пространственное положение или направление, в частности, «левый», «правый», «внутренний», «внешний», «выше», «ниже» и т.п., относятся к изобретению так, как оно показано на чертежах. Однако изобретение допускает всевозможные альтернативные ориентации, и, таким образом, указанные термины не следует рассматривать как ограничивающие изобретение.
Все численные значения в описании и формуле изобретения, без исключения, следует воспринимать как модифицированные термином «примерно». Под термином «примерно» подразумевается диапазон плюс или минус десять процентов от указанного значения. Подразумеваемые диапазоны каждого из указанных в описании изобретения значений охватывают начальные и конечные значения диапазона, а также каждый и все поддиапазоны, входящие в них. Значения, указанные в описании изобретения, представляют собой средние значения в определенном диапазоне.
Термин «поверх», используемый при описании слоев покрытия или пленок, означает положение дальше от подложки (или базового слоя), на которой расположен обсуждаемый слой покрытия или пленка. К примеру, словосочетание: «второй слой, расположенный поверх первого слоя» означает, что второй слой расположен дальше от подложки (или базового слоя), чем первый слой. Второй слой может находиться в непосредственном контакте с первым слоем. Альтернативно, один или несколько других слоев могут быть расположены между первым слоем и вторым слоем.
Термин «пленка» означает область, имеющую химически отличную и/или гомогенную композицию. «Слой» содержит одну или несколько «пленок». «Покрытие» содержит один или несколько «слоев».
Термины «полимер» или «полимерный» включают олигомеры, гомополимеры, сополимеры и тройные сополимеры, например полимеры, образованные из двух или более типов мономеров или полимеров.
Термин «ультрафиолетовое излучение» означает электромагнитное излучение, имеющее длину волны в диапазоне от 100 нм до менее 380 нм. Термины «видимое излучение» или «видимый свет» означают электромагнитное излучение, имеющее длину волны в диапазоне от 380 до 780 нм. Термин «инфракрасное излучение» означает электромагнитное излучение, имеющее длину волны в диапазоне от более 780 до 100000 нм. Термин «солнечное инфракрасное излучение» означает электромагнитное излучение, имеющее длину волны в диапазоне от 1000 нм до 3000 нм. Термин «тепловое инфракрасное излучение» означает электромагнитное излучение, имеющее длину волны в диапазоне от более 3000 до 20000 нм.
Все документы, упоминаемые в описании настоящего изобретения, в полном объеме «включены посредством ссылки».
Термин «оптическая толщина» означает физическую толщину материала, умноженную на показатель преломления материала при опорной длине волны 550 нм. Например, материал, имеющий физическую толщину, равную 5 нм, и показатель преломления, равный 2 при опорной длине волны 550 нм, будет иметь оптическую толщину, равную 10 нм.
Термины «отпущенный» или «термически обработанный» и т.п. означают нагрев описываемого изделия до температуры, достаточной для достижения термического отпуска, термического изгиба и/или термического упрочнения изделия. Это определение включает, например, нагрев изделия в печи или электропечи при температуре по меньшей мере 580°С, например, по меньшей мере 600°С, например, по меньшей мере 620°С, в течение периода времени для достижения термического отпуска, термического изгиба и/или термического упрочнения, например, в течение периода времени в интервале от 1 до 15 минут, например, от 1 до 5 минут.
Термины «металл» и «оксид металла» включают кремний и диоксид кремния, соответственно, наряду с традиционно признаваемыми металлами и оксидами металлов, хотя кремний обычно не считают металлом.
Под словосочетанием «по меньшей мере» подразумевается «больше или равно». Под словосочетанием «не более» подразумевается «меньше или равно».
Оптические величины (например, коэффициент пропускания видимого света), если не указано иначе, определяются с использованием спектрофотометра Perkin Elmer 1050. Величина удельного поверхностного сопротивления слоя, если не указано иначе, определяется с помощью четырехточечного зонда (например, измерительного устройства Nagy Instruments SD-600). Величины шероховатости поверхности, если не указано иначе, являются величинами, определяемыми с помощью прибора Atomic Force Microscope Instrument Dimension 3100.
Количественные величины, если не указано иначе, выражаются в «массовых процентах».
Величина толщины, если не указано иначе, является величиной физической толщины.
«Допирующая добавка» может присутствовать в количестве менее 10 мас.%, в частности, менее 5 мас.%, к примеру, менее 4 мас.%, например, менее 2 мас.%, к примеру, менее 1 мас.%, в частности, менее 0,5 мас.%, например, менее 0,1 мас.%.
Слово «включает» следует считать синонимом слова «содержит».
Под определением «отверждаемый» подразумевается композиция, способная к полимеризации или сшиванию. Под определением «отвержденный» подразумевается материал по меньшей мере частично полимеризованный или сшитый, предпочтительно полностью полимеризованный или сшитый. Словосочетания «выше по ходу» и «ниже по ходу» определяют местоположение относительно направления перемещения стеклянной ленты.
В описании изобретения определенные признаки могут описываться как являющиеся «частными» или «предпочтительными» в определенных пределах (например, «предпочтительно», «предпочтительнее» или «еще более предпочтительно»). Следует понимать, что изобретение не ограничивается указанными частными или предпочтительными ограничениями, а охватывает весь объем раскрытия изобретения.
Изобретение содержит, состоит из или состоит по существу из следующих аспектов изобретения в любой возможной комбинации. Разные аспекты настоящего изобретения проиллюстрированы на отдельных чертежах. Это сделано для упрощения иллюстрации и облегчения понимания настоящего изобретения. При практическом применении изобретения один или несколько аспектов изобретения, показанные на одном чертеже, могут быть объединены с одним или несколькими аспектами изобретения, показанными на одном или нескольких из других чертежей.
Описание настоящего изобретения приводится на примере солнечного элемента. Однако следует понимать, что изобретение практически охватывает и другие оптоэлектронные устройства, например, органические светодиоды, светодиоды, дисплеи и/или электронные переключатели.
Иллюстративное оптоэлектронное устройство 10 в виде солнечного элемента, включающего признаки изобретения, показано на фиг. 1. Оптоэлектронное устройство 10 содержит первую (например, внешнюю) подложку 12, имеющую первую (например, внешнюю) основную поверхность 14 и вторую (например, внутреннюю) основную поверхность 16. Под «наружной» подразумевается поверхность, обращенная к падающему излучению, например, солнечному свету. Оптоэлектронное покрытие 17 расположено поверх поверхности подложки 12, например, поверх второй основной поверхности 16. Оптоэлектронное покрытие 17 содержит подстилающий слой 18, расположенный поверх второй поверхности 16. Первый проводящий слой 20 расположен поверх подстилающего слоя 18. Верхний слой 22 расположен поверх первого проводящего слоя 20. Полупроводниковый слой 24 расположен поверх верхнего слоя 22. Второй проводящий слой 26 расположен поверх полупроводникового слоя 24. Необязательная вторая (например, внутренняя) подложка 28 может быть расположена поверх второго проводящего слоя 26. Например, необязательная вторая подложка 28 может быть соединена со вторым проводящим слоем 26 необязательным полимерным промежуточным слоем 30. Необязательный функциональный слой 32 может быть расположен поверх первой поверхности 14 подложки 12. Необязательный внутренний слой или область 34 экстракции света может быть расположена на поверхности подложки 12 и/или вблизи нее.
Первая подложка 12, предпочтительно, имеет высокий коэффициент пропускания видимого света. Под «высоким коэффициентом пропускания видимого света» подразумевается коэффициент пропускания видимого света при опорной длине волны 550 нанометров (нм) и эталонной толщине 2 миллиметра (мм), составляющий по меньшей мере 85%, например, по меньшей мере 87%, к примеру, не менее 90%, например, не менее 91%, к примеру, не менее 92%, например, не менее 93%.
Первая подложка 12 может представлять собой стекло с низким содержанием железа. Под термином «с низким содержанием железа» подразумевается общее содержание железа, составляющее менее 400 частей на миллион (ppm), например, менее 350 ppm, к примеру, общее содержание железа может составлять менее 300 частей на миллион. Например, общее содержание железа может составлять менее 200 ppm.
Примеры подходящих материалов для первой подложки 12 включают натриево-известковое силикатное стекло, например, флоат-стекло.
TM
Примеры стекла, которые могут быть использованы для осуществления изобретения, включают Starphire, Solarphire, Solarphire PV и стекло CLEAR, выпускаемые фирмой PPG Industries, Inc. в Питтсбурге, штат Пенсильвания.
Первая подложка 12 может быть любой желаемой толщины. Например, первая подложка 12 может иметь физическую толщину в диапазоне от 0,5 до 10 мм, например, от 1 мм до 10 мм, к примеру, от 1 мм до 4 мм. Например, первая подложка 12 может иметь физическую толщину в диапазоне от 2 мм до 3,2 мм.
Подстилающий слой 18 может представлять собой один слой, гомогенный слой, градиентный слой либо может включать несколько слоев. Под «гомогенным слоем» понимается слой, в котором материалы распределены случайным образом по всему покрытию. Под «градиентным слоем» подразумевается слой, имеющий два или более компонентов, причем отношение концентрации компонентов изменяется (например, непрерывно или пошагово) по мере того, как изменяется расстояние от подложки 12.
Подстилающий слой 18 может представлять собой или может содержать необязательный нижний оптический слой 36. Нижний оптический слой 36 может включать один или несколько слоев оксида металла. Примеры подходящих оксидных материалов включают оксиды кремния, титана, алюминия, циркония, фосфора, гафния, ниобия, цинка, висмута, свинца, индия, олова и/или их сплавы и/или их смеси. Например, нижний оптический слой 36 может содержать оксид цинка, кремния, олова, алюминия и/или титана. Например, нижний оптический слой 36 может содержать оксид цинка и/или олова.
Цинковая мишень для распыления пленки оксида цинка может включать один или несколько дополнительных материалов для улучшения характеристик распыления цинковой мишени. Например, цинковая мишень может содержать до 10 мас.%, например, до 5 мас.%, указанного дополнительного материала. Полученный слой оксида цинка будет содержать небольшой процент оксида дополнительного материала, например, до 10 мас.% оксида дополнительного материала, к примеру, до 5 мас.% оксида дополнительного материала. Слой, осажденный из цинковой мишени, имеющий до 10 мас.% дополнительного материала для усиления характеристик распыления цинковой мишени, именуется в описании изобретения «слоем оксида цинка», даже если присутствует небольшое количество дополнительного материала (или оксида дополнительного материала). Примером такого материала является олово.
х
1-х
2-х
2
4
Нижний оптический слой 36 может включать или может представлять собой слой станната цинка. Под «станнатом цинка» понимается композиция, имеющая формулу: ZnSnO (формула 1), где «x» варьирует в диапазоне от больше 0 до меньше 1. Например, «x» может быть больше 0 и может быть любой дробной или десятичной величиной больше 0, но меньше 1. Разнообразные формы станната цинка выражаются в основном формулой 1. Станнат цинка, в котором х = 2/3, условно выражается формулой «ZnSnO».
Подстилающий слой 18 может представлять собой или может включать необязательный натрий-ион барьерный слой 38. Примеры подходящих материалов для натрий-ион барьерного слоя 38 включают оксид металла и материалы из оксида металлического сплава. Примерами служат оксиды кремния, титана, алюминия, циркония, фосфора, гафния, ниобия, цинка, висмута, свинца, индия, олова и их сплавов и их смеси. Например, натрий-ион барьерный слой 38 может содержать оксид кремния. Например, натрий-ион барьерный слой 38 может содержать смесь по меньшей мере диоксида кремния и диоксида титана. Например, натрий-ион барьерный слой 38 может содержать смесь диоксида кремния, оксида титана и оксида фосфора.
На фиг. 1 натрий-ион барьерный слой 38 показан поверх нижнего оптического слоя 36. Однако в качестве альтернативы, натрий-ион барьерный слой 38 может быть расположен между первой подложкой 12 и нижним оптическим слоем 36.
Подстилающий слой 18 может содержать как необязательный нижний оптический слой 36, так и необязательный натрий-ион барьерный слой 38. Альтернативно, может присутствовать только один из слоев, а именно, нижний оптический слой 36 или натрий-ион барьерный слой 38.
Подстилающий слой 18 может иметь физическую толщину в диапазоне от 10 нм до 500 нм, например, от 20 нм до 400 нм. Например, физическая толщина может находиться в диапазоне от 20 нм до 300 нм.
Подстилающий слой 18 может иметь оптическую толщину в диапазоне от 20 нм до 1000 нм, например, от 40 до 800 нм. Например, оптическая толщина может находиться в диапазоне от 40 до 600 нм.
Первый проводящий слой 20 может представлять собой один единственный слой или может содержать несколько слоев или областей. Первый проводящий слой 20 может содержать по меньшей мере один проводящий оксидный слой. Первый проводящий слой 20 может содержать, к примеру, допированный оксидный слой. Первый проводящий слой 20 может содержать, к примеру, один или несколько оксидов металлов. Например, первый проводящий слой 20 может содержать один или несколько оксидов одного или более из перечисленных металлов: Zn, Fe, Mn, Al, Ce, Sn, Sb, Hf, Zr, Ni, Zn, Bi, Ti, Co, Cr, Si, In, либо сплав двух или более из перечисленных металлов, например, станнат цинка. Например, первый проводящий слой 20 может содержать оксид олова.
Первый проводящий слой 20 может содержать один или несколько из перечисленных далее допирующих материалов, но, не ограничиваясь ими: F, In, Al, P, Cu, Mo, Ta, Ti, Ni, Nb, W, Ga, Mg и/или Sb. Например, допирующая добавка может представлять собой W, Mo, Nb и/или F. К примеру, допирующая добавка может представлять собой W или F. В частности, допирующая добавка может представлять собой W.
В качестве примера, первый проводящий слой 20 может содержать W и оксидный материал. Например, первый проводящий слой может содержать оксид олова, допированный вольфрамом.
Допирующая добавка может присутствовать в количестве менее 10 мас.%, например, менее 5 мас.%, к примеру, менее 4 мас.%, например, менее 2 мас.%, к примеру, менее 1 мас.%, например, менее 0,5 мас.%, к примеру, менее 0,1 мас.%.
Первый проводящий слой 20 может быть многослойным, содержащим первый слой или область и второй слой или область, расположенную над первым слоем. Например, первый слой или область может представлять собой оксид олова, допированный вольфрамом. Например, второй слой или область может представлять собой оксид олова, допированный фтором.
Первый проводящий слой 20 может иметь физическую толщину в диапазоне от 150 нм до 700 нм, например, от 200 нм до 600 нм, к примеру, от 200 нм до 500 нм. Как пример, первый проводящий слой 20 может иметь физическую толщину в диапазоне от 200 нм до 450 нм.
Первый проводящий слой 20 может иметь оптическую толщину в диапазоне от 300 до 1400 нм, например, от 400 до 1200 нм, к примеру, от 400 до 1000 нм. Например, первый проводящий слой 20 может иметь оптическую толщину в диапазоне от 400 до 900 нм.
Первый проводящий слой 20 может иметь удельное поверхностное сопротивление слоя в диапазоне 8 Ом на квадрат (Ω/) до 25 Ом/, например, 10 Ом/ до 20 Ом/. К примеру, диапазон может быть от 10 Ом/ до 17 Ом/.
Первый проводящий слой 20 может иметь шероховатость поверхности (среднеквадратичное значение) в диапазоне от 5 нм до 60 нм, например, от 5 нм до 40 нм, к примеру, от 5 до 30 нм, например, от 10 нм до 30 нм, к примеру, от 10 нм до 20 нм. Например, диапазон может быть от 10 нм до 15 нм. К примеру, диапазон может быть от 11 до 15 нм.
Верхний слой 22 может быть гомогенным слоем, градиентным слоем и/или может включать в себя множество слоев или пленок.
Верхний слой 22 может быть или может включать необязательный буферный слой 42. Буферный слой 42 может повысить величину электромагнитной энергии в полупроводниковом слое 24.
Буферный слой 42 может содержать один или несколько оксидных материалов. Примеры материалов, подходящих для буферного слоя 42, включают оксиды кремния, титана, алюминия, циркония, фосфора, гафния, магния, ниобия, цинка, висмута, галлия, свинца, индия и/или олова и/или сплавов и/или их смесей. Например, буферный слой 42 может содержать оксид цинка, индия, галлия и/или олова. К примеру, буферный слой 42 может содержать оксид олова.
Буферный слой 42 может включать один или несколько дополнительных материалов, допированных или легированных с оксидными материалами. Примеры указанных материалов включают цинк, магний и/или олово.
Например, буферный слой 42 может содержать станнат цинка. К примеру, буферный слой 42 может содержать оксид олова, допированный цинком и/или магнием. Например, буферный слой 42 может содержать оксид олова, допированный цинком.
Верхний слой 22 может представлять собой или может включать необязательный изолирующий слой 44. Подходящие материалы для изолирующего слоя 44 включают сульфид кадмия и/или сульфат кадмия. Изолирующий слой 44 является особенно полезным в солнечном элементе на основе теллурида кадмия.
Верхний слой 22 может содержать как необязательный буферный слой 42, так и необязательный изолирующий слой 44. В качестве альтернативы может присутствовать только один из указанных слоев, то есть необязательный буферный слой 42 или необязательный изолирующий слой 44.
Верхний слой 22 может иметь физическую толщину в диапазоне от 20 нм до 500 нм, например, от 20 нм до 400 нм, к примеру, от 20 нм до 300 нм. Например, верхний слой 22 может иметь физическую толщину в диапазоне от 20 нм до 200 нм.
3
Полупроводниковый слой 24 может содержать любой полупроводниковый материал, подходящий для традиционного оптоэлектронного устройства. Примерами полупроводниковых материалов для солнечных элементов являются монокристаллический кремний, поликристаллический кремний, аморфный кремний, теллурид кадмия и/или селенид/сульфид меди-индия. Для OLED (органических светодиодов) примеры полупроводниковых материалов включают низкомолекулярные материалы, такие как металлоорганические хелаты (например, Alq), флуоресцентные и фосфоресцентные красители, конъюгированные дендримеры, электролюминесцентные полимерные материалы и фосфоресцентные материалы.
Полупроводниковый слой 24 может иметь физическую толщину в диапазоне от 200 нм до 1000 нм, например, от 200 нм до 800 нм, к примеру, от 300 нм до 500 нм. Например, физическая толщина может находиться в диапазоне от 300 до 400 нм. К примеру, физическая толщина может составлять 350 нм.
Второй проводящий слой 26, предпочтительно, представляет собой металлический слой. Примеры подходящих материалов для второго проводящего слоя 26 включают серебро, барий, кальций и магний. Второй проводящий слой 26 может быть относительно толстым слоем. Например, второй проводящий слой 26 может быть непрозрачным для света с длиной волны 550 нм. Термин «непрозрачный» относится к слою, имеющему коэффициент пропускания света с длиной волны 550 нм менее 10%, например, менее 5%, к примеру, менее 3%. Для примера, коэффициент пропускания света может быть менее 1%. Коэффициент пропускания света, к примеру, может быть равен 0%.
Необязательная вторая подложка 28 может быть выполнена из любого материала, описанного выше для первой подложки 12. Первая подложка 12 и вторая подложка 28 могут быть выполнены из одного и того же или из различных материалов и могут иметь одинаковую или разную толщину. Например, вторая подложка 28 может содержать флоат-стекло.
Необязательный промежуточный слой 30 может представлять собой эластомерный полимер. Примеры указанных материалов включают этиленвинилацетат (EVA) и поливинилбутираль (PVB).
Необязательный функциональный слой 32 может быть гомогенным слоем, градиентным слоем и/или может включать множество слоев или пленок.
Необязательный функциональный слой 32 может представлять собой или может включать необязательный просветляющий слой 33. Просветляющий слой 33, как пример, может представлять собой один единственный слой, либо может являться слоем, включающим несколько пленок из просветляющих материалов и/или диэлектрических материалов. Примеры указанных материалов включают оксиды металлов, оксиды металлических сплавов, нитриды, оксинитриды или их смеси. Примеры подходящих оксидов металлов для просветляющего слоя 33 включают оксиды титана, гафния, циркония, ниобия, цинка, висмута, свинца, индия, олова и/или их смесей. В состав перечисленных оксидов металлов могут входить другие материалы в небольшом количестве, примером служит марганец в оксиде висмута, олово в оксиде индия и т.д. Кроме того, могут быть использованы оксиды металлических сплавов или смесей металлов, такие как оксиды, содержащие цинк и олово (например, станнат цинка), оксиды сплавов индий-олово, нитриды кремния, нитриды алюминий-кремний или нитриды алюминия. В частности, могут быть использованы допированные оксиды металлов, такие как оксиды олова, допированные сурьмой или индием, или оксиды кремния, допированные никелем или бором.
Просветляющий слой 33 может иметь физическую толщину, находящуюся в диапазоне от 5 до 600 нм, например, от 10 нм до 500 нм, к примеру, от 20 нм до 400 нм, например, от 25 до 300 нм, к примеру, от 25 нм до 200 нм, например, от 25 нм до 100 нм. Физическая толщина может находиться в диапазоне от 25 до 50 нм. К примеру, просветляющий слой 33 может иметь, физическую толщину, находящуюся в диапазоне от 30 нм до 40 нм.
Просветляющий слой 33 может иметь оптическую толщину, находящуюся в диапазоне от 10 до 1200 нм, например, от 20 нм до 1000 нм, к примеру, от 40 до 800 нм, например, от 50 до 600 нм, к примеру, от 50 нм до 400 нм, к примеру, от 50 нм до 200 нм. Оптическая толщина может находиться, например, в диапазоне от 50 нм до 100 нм. К примеру, оптическая толщина просветляющего слоя может находиться в диапазоне от 60 нм до 80 нм.
Необязательный функциональный слой 32 может представлять собой или может включать необязательный внешний экстракционный слой 35. Внешний экстракционный слой 35 может быть сформирован в виде покрытия, такого как покрытие из оксида металла, имеющего шероховатую наружную поверхность. Примеры оксидов, подходящих для внешнего экстракционного слоя 35, включают диоксид кремния, оксид алюминия, оксид цинка, диоксид титана, оксид циркония, оксид олова и/или их смеси.
Внешний экстракционный слой 35 может иметь среднюю шероховатость поверхности (Ra) в диапазоне от 5 до 500 нм, например, от 5 до 500 нм, к примеру, от 50 нм до 500 нм. Например, шероховатость поверхности может находиться в диапазоне от 50 нм до 200 нм. К примеру, шероховатость поверхности может находиться в диапазоне от 100 нм до 200 нм.
Внешний экстракционный слой 35 может иметь среднеквадратичную шероховатость (Rq), находящуюся в диапазоне от 100 нм до 250 нм. Диапазон может составлять, например, от 150 нм до 200 нм.
Внешний экстракционный слой 35 может иметь физическую толщину, находящуюся в диапазоне от 10 нм до 500 нм, например, от 50 нм до 500 нм. Внешний экстракционный слой 35 может иметь физическую толщину, находящуюся, например, в диапазоне от 100 нм до 500 нм. Внешний экстракционный слой 35 может быть однослойным или, при необходимости, многослойным покрытием.
Внешний экстракционный слой 35 может иметь оптическую толщину, находящуюся в диапазоне от 20 нм до 1000 нм, например, от 100 нм до 1000 нм. Оптическая толщина может находиться, к примеру, в диапазоне от 200 нм до 1000 нм.
Необязательный функциональный слой 32 может содержать как просветляющий слой 33, так и внешний экстракционный слой 35. Альтернативно, необязательный функциональный слой 32 может содержать только один из слоев, а именно, просветляющий слой 33 или внешний экстракционный слой 35. Как альтернатива, функциональный слой 32 может отсутствовать.
Для формирования одного или нескольких слоев, которые были описаны выше, могут использоваться любые из известных способов нанесения покрытий. Примеры способов нанесения покрытий включают спрей-пиролиз, осаждение из паровой фазы, такое как химическое осаждение из паровой фазы (CVD), испарение методом уплотненного псевдоожиженного слоя, испарение методом плоского слоя и испарение методом падающей пленки; и/или вакуумное осаждение при магнетронном распылении (MSVD). Все слои могут быть сформированы одним и тем же способом, либо разные слои могут быть сформированы разными способами. Например, один или несколько слоев могут быть сформированы методом химического осаждения из паровой фазы CVD, тогда как один или несколько других слоев могут быть сформированы, например, методом вакуумного осаждения при магнетронном распылении MSVD или спрей-пиролизом.
Например, один или несколько слоев, либо областей могут быть сформированы в процессе изготовления стекла флоат-методом. Согласно другому примеру один или несколько слоев или областей могут быть сформированы в процессе вертикального вытягивания вниз.
При осуществлении флоат-метода расплавленную в печи стекольную шихту выливают на поверхность расплавленного металла во флоат-ванне. Стекломасса растекается по поверхности расплавленного металла с образованием стеклянной ленты. Выходящая из флоат-ванны стеклянная лента поступает в лер для регулируемого охлаждения. Во флоат-ванне может быть расположено одно или несколько устройств для нанесения покрытия, например, устройство для нанесения покрытия химическим осаждением из паровой фазы (CVD) или устройство для осаждения частиц, например, устройство для пламенного напыления.
На фиг. 2 показано устройство 46 для нанесения покрытия осаждением из паровой фазы, особенно хорошо подходящее для нанесения летучих предшественников. Устройство 46 для нанесения покрытия содержит камерный блок 48 и сопловый блок 50. Сопловый блок 50 имеет выпускную поверхность 51, направленную к подложке, подлежащей нанесению покрытия, например, к стеклянной ленте 96. Показанный на чертеже камерный блок 48 имеет первую впускную камеру 52, вторую впускную камеру 54 и третью впускную камеру 56. Камерный блок 48 имеет первую отводную камеру 58 и вторую отводную камеру 60. Сопловый блок 50 соединен с камерным блоком 48, например, посредством болтов.
Первая впускная камера 52 сообщается по текучей среде с первым выпускным каналом 62, имеющим первое выпускное отверстие (щелевое отверстие) 64. Вторая впускная камера 54 сообщается по текучей среде со вторым выпускным каналом 66, имеющим второе выпускное отверстие (щелевое отверстие) 68. Третья впускная камера 56 сообщается по текучей среде с третьим выпускным каналом 70, имеющим третье выпускное отверстие (щелевое отверстие) 72. В выпускных каналах могут быть предусмотрены впускные смесительные отсеки 74.
Первый отводной трубопровод 76 простирается от выпускной поверхности 51 к первой отводной камере 58. Второй отводной трубопровод 78 простирается от выпускной поверхности 51 ко второй отводной камере 60. В отводных трубопроводах 76, 78 могут быть предусмотрены отводные отсеки 80.
Согласно иллюстративному примеру, второй выпускной канал 66 расположен перпендикулярно выпускной поверхности 51 (то есть центровая ось второго выпускного канала 66 перпендикулярна плоскости выпускной поверхности 51). Однако первый выпускной канал 62 и третий выпускной канал 70 наклонены относительно выпускной поверхности 51. Центровые оси первого выпускного канала 62 и третьего выпускного канала 70 пересекаются в точке, находящейся ниже выпускной поверхности 51. Таким образом, пары предшественников, выходящие из выпускных отверстий 64, 68, 72, не смешиваются до выпуска из соплового блока 50. Это особенно важно при использовании летучих предшественников, поскольку предварительное смешение предшественников вызывает преждевременную реакцию.
Чтобы осевые линии двух или нескольких выпускных каналов 62, 66, 70 пересекались в требуемой точке (с учетом, например, расстояния от выпускной поверхности 51 и/или местоположения относительно нижележащей подложки), угол наклона одного или нескольких выпускных каналов 62, 66, 70 относительно выпускной поверхности 51 может быть изменен. Например, выпускные каналы разных сопловых блоков 50 могут быть расположены под разными углами. Можно подобрать сопловый блок 50 с выпускными каналами, расположенными под требуемым углом, и закрепить его болтами на камерном блоке 48. Альтернативно, сопловый блок 50 может быть сформирован из отдельных секций. Первый отводной трубопровод 76 может находиться в одной секции, второй отводной трубопровод 78 может находиться в другой секции, а выпускные каналы 62, 66, 70 могут находиться в третьей секции. Разные секции могут быть индивидуально соединены с камерным блоком 48. При такой конфигурации соплового блока 50 с выпускными каналами 62, 66, 70 только одна из секций должна быть заменена на секцию с выпускным каналом, имеющим нужный угол наклона. В качестве альтернативы первый выпускной канал 62, второй выпускной канал 66 и третий выпускной канал 70 могут быть расположены в отдельных секциях соплового блока 50 и подвижно соединены с камерным блоком 48, например, с возможностью скольжения. Например, со ссылкой на фиг. 2, если первый выпускной канал 62 расположен в одной скользящей секции, а третий выпускной канал 70 расположен в отдельной скользящей секции, при перемещении влево или вправо (со ссылкой на фиг. 2) скользящей секции, содержащей первый выпускной канал, и/или другой скользящей секции, содержащей третий выпускной канал 70, можно изменить точку пересечения осевых линий выпускных каналов. Например, при перемещении влево секции, содержащей первый выпускной канал 62, и перемещении вправо секции, содержащей третий выпускной канал 70 (фиг. 2), увеличивается расстояние от точки пересечения осевых линий до выпускной поверхности 51.
За счет изменения угла наклона выпускных каналов 62 и/или 70 точка пересечения центровых осей выпускных каналов может находиться над поверхностью подложки, в частности, стеклянной ленты 96, или на поверхности подложки, или ниже поверхности подложки. Если расчетная точка пересечения центровых осей находится ниже поверхности подложки, пары из второго выпускного канала 66, расположенного перпендикулярно выпускной поверхности 51, образуют монослой на стеклянной ленте, при этом материал, поступающий из первого выпускного канала 62 и третьего выпускного канала 70, реагирует с указанным монослоем. Как показано на фиг. 2, точка пересечения центровых осей выпускных каналов находится над стеклянной лентой 96.
На фиг. 3 показана центральная часть модифицированного соплового блока 50 модифицированного устройства 47 для нанесения покрытия. В этой модификации первое выпускное отверстие 64 и третье выпускное отверстие 72 сообщаются по текучей среде со вторым выпускным каналом 66 выше выпускной поверхности 51. Таким образом, пары из трех выпускных каналов смешиваются до выпуска из второго выпускного отверстия 68.
Устройство 46, 47 для нанесения покрытия, имеющее несколько щелевых выпускных отверстий, является особенно эффективным для нанесения одного или нескольких слоев, описанных выше.
Один или несколько из вышеописанных слоев могут быть получены путем селективного осаждения нескольких материалов-предшественников. К примеру, первый проводящий слой 20 может быть сформирован с использованием двух или более материалов-предшественников. Покрытия на основе оксида олова, полученные с использованием трихлорида монобутилолова (MBTC), как правило, имеют более слабую дымку, чем при использовании других предшественников олова, таких как тетрахлорид олова (TTC). Однако эффективность осаждения тетрахлорида олова (TTC) выше, чем трихлорида монобутилолова (MBTC). Кроме того, покрытие, полученное с использованием тетрахлорида олова (TTC) обычно имеет более низкое удельное поверхностное сопротивление слоя, чем покрытие, полученное с использованием трихлорида монобутилолова (MBTC). Таким образом, первый проводящий слой 20 может быть сначала сформирован с использованием трихлорида монобутилолова (MBTC) (обеспечивающего дымку), с последующим переключением материала-предшественника на тетрахлорид олова (TTC) для формирования оставшейся части первого проводящего слоя 20. Следовательно, повышается общая эффективность процесса формирования слоя и полученное покрытие имеет преимущество дымки за счет использования трихлорида монобутилолова (MBTC) и преимущество удельного поверхностного сопротивления слоя за счет использования тетрахлорида олова (TTC).
Согласно другому примеру, первый проводящий слой 20 может быть сформирован с использованием трихлорида монобутилолова (MBTC) и диацетата дибутилолова (DBTA). Оловянные покрытия, сформированные с использованием трихлорида монобутилолова (MBTC), обычно имеют более высокую шероховатость поверхности, чем оловянные покрытия, сформированные с использованием диацетата дибутилолова (DBTA). Однако диацетат дибутилолова (DBTA) имеет более низкую скорость осаждения. Покрытие, полученное в результате использования смеси трихлорида монобутилолова (MBTC) с диацетатом дибутилолова (DBTA), является более гладким по сравнению с покрытием, полученным с использованием только трихлорида монобутилолова (MBTC), к тому же, скорость осаждения смеси выше, чем скорость осаждения только диацетата дибутилолова (DBTA).
Первый проводящий слой 20 может быть сформирован как имеющий несколько слоев и/или областей. Например, первая область первого проводящего слоя 20 может быть сформирована с использованием предшественника олова и предшественника вольфрама с получением покрытия из оксида олова, допированного вольфрамом. Предшественник олова, к примеру, может представлять собой трихлорид монобутилолова (MBTC) или тетрахлорид олова (TTC). Предшественник вольфрама может представлять собой тетрахлорид вольфрама. Например, вторая область первого проводящего слоя 20 может быть затем сформирована с использованием предшественника олова и предшественника фтора, с получением покрытия из оксида олова, допированного фтором.
Для формирования буферного слоя 42 может использоваться предшественник олова и предшественник цинка или магния. Для примера, предшественник олова может представлять собой трихлорид монобутилолова (MBTC) или е олова (TTC). Предшественником цинка может быть диэтилцинк (DEZ), диметилцинк (DMZ), ацетилацетат цинка или алкоксид алкилцинка. Предшественник магния может представлять собой бис(циклопентадиенил)магний. Как пример, буферный слой 42 может быть сформирован с использованием смеси хлорида магния с трихлоридом монобутилолова (MBTC).
Изобретение не ограничивается использованием флоат-метода изготовления стекла. Один или несколько слоев покрытия могут быть сформированы во время технологического процесса вертикального вытягивания вниз стекла. В процессе вертикального вытягивания вниз расплавленная стекломасса содержится в приемнике. Указанная стекломасса вытекает из приемника, формируя стеклянную ленту, которая под действием силы тяжести перемещается вниз. Примеры процессов вертикального вытягивания вниз включают процесс вытягивания вниз через щелевое отверстие и процесс вытягивания вниз со сплавлением. В процессе вытягивания вниз через щелевое отверстие приемник представляет собой удлиненный желоб, имеющий выпускное щелевое отверстие, расположенное в нижней части желоба. Стекломасса вытекает через выпускное щелевое отверстие, формируя стеклянную ленту. В процессе вытягивания вниз со сплавлением приемник представляет собой открытый сверху желоб. Стекломасса стекает из верхней части желоба вниз по наружной поверхности противолежащих боковых сторон желоба, образуя снизу желоба стеклянную ленту. На фиг. 4 показан узел 81 вертикального вытягивания вниз, выполненный в виде узла вытягивания вниз со сплавлением. Однако узел 81 вертикального вытягивания вниз может представлять собой узел вытягивания вниз через щелевое отверстие.
В иллюстративном процессе вытягивания вниз со сплавлением, представленном на фиг. 4, стекломасса 82 находится в приемнике 83 в виде формирующего желоба 86, имеющего канал 84 и противоположные стороны 88, 90. Стекломасса 82, переполняя канал 84, стекает вниз вдоль наружных поверхностей сторон 88, 90 с образованием соответствующих стеклянных пленок 92, 94, которые соединяются вместе и, таким образом, формируют под желобом 86 стеклянную ленту 96. Указанная стеклянная лента 96 под действием силы тяжести перемещается вниз. В процессе вертикального вытягивания вниз стекла, такого как процесс вытягивания вниз со сплавлением или процесс вытягивания вниз через щелевое отверстие, вертикальная плоскость, вдоль которой перемещается стеклянная лента 96, определяет траекторию 98 перемещения стеклянной ленты для процесса вертикального вытягивания вниз. Траектория 98 перемещения стеклянной ленты имеет первую сторону 106 и вторую сторону 108, которые определяют, соответственно, первую поверхность 114 и вторую поверхность 116 стеклянной ленты 96. Как описывалось выше, процесс вытягивания вниз через щелевое отверстие осуществляется с использованием приемника 83 в виде удлиненного желоба, имеющего в нижней части щелевое отверстие, определяющее вертикальную плоскость стеклянной ленты 96, выходящей через указанное щелевое отверстие.
Одно или несколько устройств для нанесения покрытия расположены вблизи стеклянной ленты 96 (то есть с одной или обеих сторон 106, 108 траектории 98 перемещения стеклянной ленты). Устройства для нанесения покрытия могут представлять собой, например, устройства для нанесения покрытия химическим осаждением из паровой фазы (CVD) и/или устройства для нанесения покрытия распылением, и/или устройства для нанесения покрытия пламенным напылением, и/или устройства для нанесения покрытия из паровой фазы. В проиллюстрированном примере по меньшей мере одно устройство 100 для нанесения покрытия расположено вблизи второй поверхности 116 стеклянной ленты 96 (то есть со второй стороны 108 траектории 98 перемещения стеклянной ленты). Если требуется еще по меньшей мере одно устройство 102 для нанесения покрытия может быть расположено вблизи первой поверхности 114 стеклянной ленты 96 (то есть с первой стороны 106 траектории 98 перемещения стеклянной ленты). Таким образом, на одной или обеих поверхностях стеклянной ленты 96 можно сформировать один или несколько из вышеописанных слоев оптоэлектронного покрытия 17 и/или сформировать функциональный слой 32. Устройства 100, 102 для нанесения покрытия могут представлять собой типичные устройства для нанесения покрытия осаждением из паровой фазы, например, могут являться устройствами для нанесения покрытия химическим осаждением из паровой фазы (CVD). Например, в качестве одного или нескольких устройств 100, 102 для нанесения покрытия можно использовать устройство 46 или устройство 47 для нанесения покрытия, описанные выше.
Как показано на фиг. 1, подложка 12 может содержать необязательную внутреннюю область 34 экстракции света. Внутренняя область 34 экстракции света может быть образована наночастицами 40, введенными во вторую поверхность 16 подложки 12, и/или внедренными или введенными в область подложки 12, прилегающую ко второй поверхности 16. Примеры подходящих наночастиц 40 включают оксидные наночастицы, но не ограничиваются ими. Неограничительными примерами оксидов являются оксид алюминия, оксид титана, оксид церия, оксид цинка, оксид олова, диоксид кремния и диоксид циркония. Другим примером подходящих наночастиц являются наночастицы металлов. Неограничительными примерами являются наночастицы железа, стали, меди, серебра, золота и титана. Другие примеры включают наночастицы сплавов, содержащие сплавы двух или более материалов. Дополнительные примеры включают сульфидсодержащие наночастицы и нитридсодержащие наночастицы. Указанные наночастицы могут быть введены в подложку 12 (например, в стеклянную ленту 96) на глубину от поверхности подложки в диапазоне от 0 мкм до 50 мкм, например, от 0 мкм до 10 мкм, к примеру, от 0 мкм до 5 мкм. Глубина введения наночастиц, например, может составлять от 0 мкм до 3 мкм.
Наночастицы могут быть нанесены на подложку 12 и/или введены в подложку 12 путем направления наночастиц из устройства для нанесения покрытия или устройства для осаждения частиц к подложке 12. Например, в процессе изготовления стекла флоат-методом устройство для осаждения частиц (такое как устройство для осаждения посредством сжигания или устройство для пламенного напыления) может быть установлено в флоат-ванне выше по ходу от устройства для нанесения покрытия химическим осаждением из паровой фазы (CVD). Подходящее устройство для пламенного напыления имеется на рынке и выпускается Beneq-Oy Vantaa, Финляндия. Другое подходящее устройство для пламенного напыления описано в WO 01/28941. В устройстве для пламенного напыления исходные материалы покрытия измельчают, сжигают, а затем распыляют непосредственно на ленту горячего стекла. Частицы формируются на поверхности ленты и/или диффундируют в поверхность ленты или проникают в поверхность и внедряются в верхнюю часть стеклянной ленты. Указанные частицы, а именно, наночастицы оксида металла, присутствуют на поверхности стекла или диффундируют в стекло и реагируют со стеклянной матрицей. Указанный процесс может быть осуществлен в любом подходящем месте во флоат-ванне, но считается предпочтительным его осуществление в местах, где температура стеклянной ленты находится в диапазоне от 400 до 1000°С, например, от 500 до 900°С, к примеру, от 500 до 800°С, например, от 600 до 800°С. Например, процесс может осуществляться при температуре стеклянной ленты в диапазоне от 700 до 800°C. Стеклянная лента после осаждения наночастиц на ее поверхности и/или введения в поверхность перемещается под устройством для нанесения покрытия химическим осаждением из паровой фазы (CVD), обеспечивающим нанесение одного или нескольких слоев покрытия, описанных выше.
В процессе вертикального вытягивания вниз, проиллюстрированном на фиг. 4, одно или несколько устройств 104 для осаждения частиц могут быть расположены вблизи траектории 98 перемещения стеклянной ленты. Устройство (устройства) 104 для осаждения частиц могут представлять собой, например, типичные устройства пламенного напыления. Например, устройство (устройства) 104 для осаждения частиц могут быть расположены выше по ходу (то есть выше) одного или обоих устройств 100, 102 для нанесения покрытия. Наночастицы 40 могут быть нанесены на и/или введены в одну или обе поверхности 114, 116 стеклянной ленты 96. Затем при использовании устройств 100, 102 для нанесения покрытия можно поверх одной или обеих поверхностей 114, 116 стеклянной ленты 96 сформировать один или несколько слоев покрытия, описанных выше. Например, при использовании устройства 104 для осаждения частиц можно нанести наночастицы 40 на и/или ввести во вторую поверхность 116 стеклянной ленты 96 (например, соответствующую второй поверхности 16 подложки 12). Далее, при использовании одного или нескольких устройств 100 для нанесения покрытия можно поверх второй поверхности 116 стеклянной ленты 96 нанести один или несколько других слоев оптоэлектронного покрытия 17. При использовании одного или нескольких устройств 102 для нанесения покрытия можно поверх первой поверхности 114 стеклянной ленты 96 нанести один или несколько слоев необязательного функционального слоя 32.
3
Наночастицы могут быть получены любым из традиционных способов. Согласно одному из примеров жидкий предшественник в испарителе нагревают до образования пара. Пары направляют в зону реакции для образования желаемых наночастиц. Примеры испарителей жидких реагентов описаны в патентах США №№ 4924936, 5354551 и 7730747. В результате нагрева в испарителе хлорида металла, в частности, тетрахлорида титана, можно получить пары желаемого предшественника. Пары могут быть направлены на аппликатор или коллектор. Например, испаритель может быть соединен с устройством осаждения частиц, таким как устройство пламенного напыления. Пары тетрахлорида титана могут быть гидролизованы или окислены с образованием наночастиц диоксида титана. В качестве предшественников можно использовать другие материалы, например, металлоорганические соединения. Изопропоксид титана является одним из примеров другого материала, который может быть испарен с образованием наночастиц диоксида титана. Поток предшественника может быть образован из одного, двух или более жидких реагентов разного состава для образования наночастиц, имеющих беспримесную композицию, композицию со смешанными фазами и/или композициями, или гомогенных однофазных или многофазных сплавов. Как будет понятно специалистам в данной области техники, жидкие реагенты могут подаваться в разных соотношениях для образования наночастиц желаемой композиции. Кроме того, один или несколько предшественников могут подаваться из газообразного источника для образования наночастиц желаемой композиции. Примеры этого включают подачу сероводорода в качестве предшественника, содержащего серу, для образования серосодержащих наночастиц, или подачу аммиака (NH) для образования наночастиц, содержащих нитрид.
Представленное на фиг. 5 иллюстративное изделие 110 с покрытием получено методом вертикального вытягивания вниз согласно настоящему изобретению. Указанное изделие 110 с покрытием содержит подложку 112 (стеклянную ленту 96), на первой поверхности 114 которой сформировано первое покрытие 118, а на второй поверхности 116 сформировано второе покрытие 120. Первое покрытие 118 может содержать описанное выше функциональное покрытие 32, имеющее один или несколько слоев. Второе покрытие 120 может содержать описанное выше оптоэлектронное покрытие 17, имеющее один или несколько слоев.
Сущность настоящего изобретения раскрывается также в нижеприведенных пронумерованных пунктах его описания.
Пункт 1. Оптоэлектронное устройство 10, содержащее первую подложку 12, имеющую первую поверхность 14 и вторую поверхность 16; оптоэлектронное покрытие 17, содержащее подстилающий слой 18, расположенный поверх второй поверхности 16; первый проводящий слой 20, расположенный поверх подстилающего слоя 18; верхний слой 22, расположенный поверх первого проводящего слоя 20; полупроводниковый слой 24, расположенный поверх первого проводящего слоя 20; и второй проводящий слой 26, расположенный поверх полупроводникового слоя 24. Первый проводящий слой 20 может содержать проводящий оксид и по меньшей мере одну допирующую добавку, выбранную из группы, состоящей из: вольфрама, молибдена, ниобия и/или фтора.
Пункт 2. Оптоэлектронное устройство 10 согласно пункту 1, в котором первая подложка 12 представляет собой стекло с низким содержанием железа.
Пункт 3. Оптоэлектронное устройство 10 согласно пунктам 1 или 2, в котором подстилающий слой 18 включает натрий-ион барьерный слой 38, содержащий оксид кремния.
Пункт 4. Оптоэлектронное устройство 10 согласно любому из пунктов 1 – 3, в котором подстилающий слой 18 включает нижний оптический слой 36, содержащий оксид олова, цинка, кремния, алюминия, титана и/или их смеси.
Пункт 5. Оптоэлектронное устройство 10 согласно любому из пунктов 1 – 4, в котором подстилающий слой 18 включает натрий-ион барьерный слой 38, содержащий оксид кремния, и нижний оптический слой 36, содержащий оксиды олова и цинка.
Пункт 6. Оптоэлектронное устройство 10 согласно любому из пунктов 1 – 5, в котором первый проводящий слой 20 содержит оксид олова и вольфрам.
Пункт 7. Оптоэлектронное устройство 10 согласно любому из пунктов 1 – 6, в котором первый проводящий слой 20 включает первый слой, содержащий оксид олова и вольфрам, и второй слой, содержащий оксид олова и фтор.
Пункт 8. Оптоэлектронное устройство 10 согласно любому из пунктов 1 – 7, в котором верхний слой 22 включает буферный слой 42, содержащий оксид олова и по меньшей мере один из нижеперечисленных элементов: цинк, индий, галлий, магний и азот.
Пункт 9. Оптоэлектронное устройство 10 согласно любому из пунктов 1 – 8, в котором верхний слой 22 включает буферный слой 42, содержащий оксид олова и цинк.
Пункт 10. Оптоэлектронное устройство 10 согласно любому из пунктов 1 – 9, в котором верхний слой 22 включает изолирующий слой 44, содержащий сульфид кадмия и/или сульфат кадмия.
Пункт 11. Оптоэлектронное устройство 10 согласно любому из пунктов 1 – 10, в котором верхний слой 22 включает буферный слой 42, содержащий оксид олова и цинк и/или магний, а также включает изолирующий слой 44, содержащий сульфид кадмия и/или сульфат кадмия.
Пункт 12. Оптоэлектронное устройство 10 согласно любому из пунктов 1 – 11, в котором полупроводниковый слой 24 содержит теллурид кадмия.
Пункт 13. Оптоэлектронное устройство 10 согласно любому из пунктов 1 – 12, в котором второй проводящий слой 26 содержит металлический слой.
Пункт 14. Оптоэлектронное устройство 10 согласно любому из пунктов 1 – 13, в котором второй проводящий слой 26 содержит серебро.
Пункт 15. Оптоэлектронное устройство 10 согласно любому из пунктов 1 – 14, дополнительно содержащее вторую подложку 28, расположенную поверх второго проводящего слоя 26, причем вторая подложка 28 содержит стекло.
Пункт 16. Оптоэлектронное устройство 10 согласно любому из пунктов 1 – 15, содержащее внутреннюю область 34 экстракции света, сформированную в и/или на второй поверхности 16 первой подложки 12. Внутренняя область 34 экстракции света может содержать наночастицы.
Пункт 17. Оптоэлектронное устройство 10 согласно любому из пунктов 1 – 16, содержащее функциональный слой 32, сформированный поверх первой поверхности 14 первой подложки 12, причем функциональный слой 32 выбран из группы, состоящей из просветляющего слоя 33 и внешнего слоя 35 экстракции света.
Пункт 18. Оптоэлектронное устройство 10 согласно пункту 17, в котором просветляющий слой 33 содержит оксид материала, выбранного из группы, состоящей из: титана, циркония, цинка, олова и их смесей.
Пункт 19. Оптоэлектронное устройство 10 согласно пункту 17 или пункту 18, в котором внешний слой 35 экстракции света выбран из группы, состоящей из: диоксида кремния, оксида алюминия, оксида цинка, диоксида титана, оксида циркония, оксида олова и их смесей.
Пункт 20. Оптоэлектронное устройство 10 согласно любому из пунктов 1 – 19, в котором первый проводящий слой 20 содержит первую область, осажденную из первого материала-предшественника, и вторую область, осажденную из второго материала-предшественника.
Пункт 21. Оптоэлектронное устройство 10 согласно пункту 20, в котором первый материал-предшественник содержит трихлорид монобутилолова (MBTC), а второй материал-предшественник выбран из группы, состоящей из тетрахлорида олова (TTC) и диацетата дибутилолова (DBTA).
Пункт 22. Прозрачный проводящий оксидный слой 20 для изделия, в частности, для оптоэлектронного устройства 10, содержащий оксид олова и вольфрам, предпочтительно, оксид олова, допированный вольфрамом.
Пункт 23. Устройство 46, 47 для нанесения покрытия осаждением из паровой фазы, содержащее: камерный блок 48, содержащий по меньшей мере одну впускную камеру 52, 54, 56 и по меньшей мере одну отводную камеру 58, 60; и сопловый блок 50, содержащий выпускную поверхность 51 по меньшей мере один выпускной канал 62, 66, 70, находящийся в сообщении по текучей среде с по меньшей мере одной впускной камерой 52, 54, 56 и по меньшей мере один отводной трубопровод 76, находящийся в сообщении по текучей среде с по меньшей мере одной отводной камерой 58, 60. По меньшей мере один выпускной канал 62, 66, 70 расположен под углом относительно выпускной поверхности 51 соплового блока 50.
Пункт 24. Устройство 46, 47 для нанесения покрытия осаждением из паровой фазы согласно пункту 23, в котором по меньшей мере один отводной трубопровод 76 расположен под углом относительно выпускной поверхности 51.
Пункт 25. Устройство 46, 47 для нанесения покрытия осаждением из паровой фазы согласно пункту 23 или пункту 24, содержащее: первую впускную камеру 52, сообщающуюся по текучей среде с первым выпускным каналом 62, вторую впускную камеру 54, сообщающуюся по текучей среде со вторым выпускным каналом 66, и третью впускную камеру 56, сообщающуюся по текучей среде с третьим выпускным каналом 70, причем по меньшей мере один из выпускных каналов 62, 66, 70 расположен под углом к выпускной поверхности 51 и по меньшей мере один из выпускных каналов 62, 66, 70 расположен перпендикулярно к выпускной поверхности 51.
Пункт 26. Устройство 46, 47 для нанесения покрытия осаждением из паровой фазы согласно любому из пунктов 23 – 25, содержащее: первую отводную камеру 58, сообщающуюся по текучей среде с первым отводным трубопроводом 76, и вторую отводную камеру 60, сообщающуюся по текучей среде со вторым отводным трубопроводом 78, причем первый отводной трубопровод 76 и второй отводной трубопровод 78 расположены под углом относительно выпускной поверхности 51.
Пункт 27. Устройство 46, 47 для нанесения покрытий осаждением из паровой фазы согласно любому из пунктов 23 – 26, содержащее по меньшей мере один смесительный отсек 74, расположенный в выпускных каналах 62, 66, 70 между впускными камерами 52, 54, 56 и выпускной поверхностью 51.
Пункт 28. Устройство 46, 47 для нанесения покрытий осаждением из паровой фазы согласно любому из пунктов 23 – 27, содержащее по меньшей мере один отводной отсек 80, расположенный в отводных трубопроводах 76, 78 между отводной камерой 58, 60 и выпускной поверхностью 51.
Пункт 29. Устройство 46, 47 для нанесения покрытия осаждением из паровой фазы согласно пункту 25, в котором первый выпускной канал 62 имеет первое выпускное отверстие 64, второй выпускной канал 66 имеет второе выпускное отверстие 68, а третий выпускной канал 70 имеет третье выпускное отверстие 72, причем первое выпускное отверстие 64, второе выпускное отверстие 68 и третье выпускное отверстие 72 расположены на выпускной поверхности 51.
Пункт 30. Устройство 46, 47 для нанесения покрытия осаждением из паровой фазы согласно пункту 25, в котором первый выпускной канал 62 имеет первое выпускное отверстие 64, второй выпускной канал 66 имеет второе выпускное отверстие 68, а третий выпускной канал 70 имеет третье выпускное отверстие 72, причем второе выпускное отверстие 68 расположено на выпускной поверхности 51, а первое выпускное отверстие 64 и третье выпускное отверстие 72 сообщаются по текучей среде со вторым выпускным каналом 66 в отдалении от выпускной поверхности 51, например, над выпускной поверхностью 51.
Пункт 31. Устройство 46, 47 для нанесения покрытия осаждением из паровой фазы согласно любому из пунктов 23 – 30, в котором угол наклона по меньшей мере одного из выпускных каналов 62, 66, 70 является регулируемым относительно выпускной поверхности 51.
Пункт 32. Способ формирования покрытия на стеклянной подложке 12, 112 в процессе изготовления стекла, включающий: введение первого материала-предшественника покрытия в первую впускную камеру 52 устройства 46, 47 для нанесения покрытия осаждением из паровой фазы, имеющего выпускную поверхность 51, причем первая впускная камера 52 находится в сообщении по текучей среде с первым выпускным каналом 62, при этом первый выпускной канал 62 определяет первую траекторию выпуска; введение второго материала-предшественника покрытия во вторую впускную камеру 54 устройства 46, 47 для нанесения покрытия осаждением из паровой фазы, причем вторая впускная камера 54 сообщается по текучей среде со вторым выпускным каналом 70, при этом второй выпускной канал 70 определяет вторую траекторию выпуска, причем первая траектория выпуска пересекает вторую траекторию выпуска в положении, выбранном из: (а) над поверхностью стеклянной ленты 96, (b) на поверхности стеклянной ленты 96, либо (с) ниже поверхности стеклянной ленты 96.
Пункт 33. Узел 81 вертикального вытягивания вниз, содержащий приемник 83 и по меньшей мере одно устройство 100, 102 для нанесения покрытия осаждением из паровой фазы, расположенное вблизи первой стороны 106 и/или второй стороны 108 траектории 98 перемещения стеклянной ленты. Например, приемник может содержать формующий желоб 86 или продолговатый желоб, имеющий выпускное щелевое отверстие.
Пункт 34. Узел 81 вертикального вытягивания вниз согласно пункту 33, содержащий по меньшей мере одно устройство 104 для осаждения частиц, расположенное вблизи первой стороны 106 и/или второй стороны 108 траектории 98 перемещения стеклянной ленты.
Пункт 35. Узел 81 вертикального вытягивания вниз согласно пункту 33 или пункту 34, содержащий одно устройство 100 для нанесения покрытия осаждением из паровой фазы, расположенное со второй стороны 108, и другое устройство 102 для нанесения покрытия осаждением из паровой фазы, расположенное с первой стороны 106, а также устройство 104 для осаждения частиц, расположенное с первой стороны 106 выше по ходу от устройства 100 для нанесения покрытия осаждением из паровой фазы.
Пункт 36. Способ изготовления стеклянного изделия 110 с покрытием в процессе вертикального вытягивания вниз, включающий: размещение по меньшей мере одного устройства 100 для нанесения покрытия вблизи второй стороны 108 траектории 98 перемещения стеклянной ленты; размещение по меньшей мере одного другого устройства 102 для нанесения покрытия вблизи первой стороны 106 траектории 98 перемещения стеклянной ленты; и использование устройств 100, 102 для нанесения покрытия с целью нанесения по меньшей мере одного покрытия на по меньшей мере одну из сторон стеклянной ленты 96.
Пункт 37. Способ согласно пункту 36, в котором по меньшей мере одно устройство 100 для нанесения покрытия представляет собой устройство для нанесения покрытия осаждением из паровой фазы.
Пункт 38. Способ согласно пункту 36 или пункту 37, в котором по меньшей мере одно другое устройство 102 для нанесения покрытия представляет собой устройство для нанесения покрытия осаждением из паровой фазы.
Пункт 39. Способ согласно любому из пунктов 36 – 38, в котором используется по меньшей мере одно устройство 104 для осаждения частиц, расположенное со второй стороны 108, и при необходимости по меньшей мере одно устройство 104 для осаждения частиц, расположенное с первой стороны 106.
Пункт 40. Способ согласно пункту 39, в котором указанное по меньшей мере одно устройство 104 для осаждения частиц расположено выше по ходу от устройства 100 для нанесения покрытия и/или устройства 102 для нанесения покрытия.
Пункт 41. Изделие 110 с двусторонним покрытием, сформированное в процессе вертикального вытягивания вниз, содержащее: стеклянную подложку 112, имеющую первую поверхность 114 и противолежащую вторую поверхность 116; второе покрытие 120, сформированное поверх второй поверхности 116 посредством устройства 102 для нанесения покрытия химическим осаждением из паровой фазы, расположенного вблизи второй поверхности 116; и при необходимости, первое покрытие 118, сформированное поверх первой поверхности 114 посредством другого устройства 100 для нанесения покрытия химическим осаждением из паровой фазы, расположенного вблизи первой поверхности 114.
Пункт 42. Буферный слой 42 для оптоэлектронного устройства 10, содержащий оксид олова и по меньшей мере один из следующих элементов: цинк, индий, галлий и магний.
Пункт 43. Буферный слой 42 согласно пункту 42, который содержит оксид олова и цинк.
Пункт 44. Буферный слой 42 согласно пункту 42, который содержит оксид олова и магний.
Пункт 45. Оптоэлектронное устройство 10, содержащее первую подложку 12, имеющую первую поверхность 14 и вторую поверхность 16; подстилающий слой 18, расположенный поверх второй поверхности 16; первый проводящий слой 20, расположенный поверх подстилающего слоя 18; верхний слой 22, расположенный поверх первого проводящего слоя 20; полупроводниковый слой 24, расположенный поверх первого проводящего слоя 20; и второй проводящий слой 26, расположенный поверх полупроводникового слоя 24. Верхний слой 18 включает буферный слой 42, содержащий оксид олова и по меньшей мере один из следующих элементов: цинк, индий, галлий и магний.
Пункт 46. Оптоэлектронное устройство 10 согласно пункту 45, в котором буферный слой содержит оксид олова и цинк.
Пункт 47. Оптоэлектронное устройство 10 согласно пункту 45, в котором буферный слой 42 содержит оксид олова и магний.
Пункт 48. Оптоэлектронное устройство 10 согласно любому из пунктов 45 – 47, содержащее функциональный слой 32, расположенный поверх первой поверхности 14 подложки 12, причем функциональный слой 32 выбран из группы, состоящей из просветляющего слоя 33 и внешнего слоя 35 экстракции света.
Пункт 49. Оптоэлектронное устройство 10 согласно любому из пунктов 45 – 48, в котором по меньшей мере один слой покрытия поверх первой поверхности 14, а также по меньшей мере один слой покрытия поверх второй поверхности 16 сформированы в процессе вертикального вытягивания вниз с использованием по меньшей мере одного устройства 100, 102, 104 для нанесения покрытия, расположенного с одной из с противоположных сторон траектории 98 перемещения стеклянной ленты.
Пункт 50. Оптоэлектронное устройство 10 согласно любому из пунктов 45 – 49, в котором первый проводящий слой 20 содержит проводящий оксид и по меньшей мере одну допирующую добавку, выбранную из группы, состоящей из: вольфрама, молибдена, ниобия и/или фтора.
Пункт 51. Оптоэлектронное устройство 10 согласно любому из пунктов 45 – 50, в котором первая подложка 12 представляет собой стекло с низким содержанием железа.
Пункт 52. Оптоэлектронное устройство 10 согласно любому из пунктов 45 – 51, в котором подстилающий слой 18 включает натрий-ион барьерный слой 38, содержащий оксид кремния.
Пункт 53. Оптоэлектронное устройство 10 согласно любому из пунктов 45 – 52, в котором подстилающий слой 18 включает нижний оптический слой 36, содержащий оксид олова, цинка, кремния, алюминия, титана и/или их смеси.
Пункт 54. Оптоэлектронное устройство 10 согласно любому из пунктов 45 – 53, в котором подстилающий слой 18 включает натрий-ион барьерный слой 38, содержащий оксид кремния, и нижний оптический слой 36, содержащий оксиды олова и цинка.
Пункт 55. Оптоэлектронное устройство 10 согласно любому из пунктов 45 – 54, в котором первый проводящий слой 20 содержит оксид олова и вольфрам.
Пункт 56. Оптоэлектронное устройство 10 согласно любому из пунктов 45 – 55, в котором первый проводящий слой 20 включает первый слой, содержащий оксид олова и вольфрам, и второй слой, содержащий оксид олова и фтор.
Пункт 57. Оптоэлектронное устройство 10 согласно любому из пунктов 45 – 56, в котором верхний слой 22 включает изоляционный слой 44, содержащий сульфид кадмия и/или сульфат кадмия.
Пункт 58. Оптоэлектронное устройство 10 согласно любому из пунктов 45 – 57, в котором верхний слой 22 включает буферный слой 42, содержащий оксид олова и цинка и/или магния, а также включает изолирующий слой 44, содержащий сульфид кадмия и/или сульфат кадмия.
Пункт 59. Оптоэлектронное устройство 10 согласно любому из пунктов 45 – 58, в котором полупроводниковый слой 24 содержит теллурид кадмия.
Пункт 60. Оптоэлектронное устройство 10 согласно любому из пунктов 45 – 59, в котором второй проводящий слой 26 включает металлический слой.
Пункт 61. Оптоэлектронное устройство 10 согласно любому из пунктов 45 – 60, в котором второй проводящий слой 26 содержит серебро.
Пункт 62. Оптоэлектронное устройство 10 согласно любому из пунктов 45 – 61, содержащее вторую подложку 28, расположенную поверх второго проводящего слоя 26, причем вторая подложка 28 содержит стекло.
Пункт 63. Оптоэлектронное устройство 10 согласно любому из пунктов 45 – 62, содержащее внутреннюю область 34 экстракции света на и/или вблизи второй поверхности 16 подложки 12, причем внутренняя область 34 экстракции света содержит наночастицы 40.
Пункт 64. Оптоэлектронное устройство 10 согласно любому из пунктов 45 – 63, содержащее функциональный слой 32, расположенный поверх первой поверхности 14 подложки 12, причем функциональный слой 32 выбран из группы, состоящей из просветляющего слоя 33 и внешнего слоя 35 экстракции света.
Пункт 65. Оптоэлектронное устройство 10 согласно пункту 64, в котором просветляющий слой 33 содержит оксид материала, выбранного из группы, состоящей из: титана, циркония, цинка, олова и их смесей.
Пункт 66. Оптоэлектронное устройство 10 согласно пункту 64 или пункту 65, в котором внешний слой 35 экстракции света выбран из группы, состоящей из: диоксида кремния, оксида алюминия, оксида цинка, диоксида титана, оксида циркония, оксида олова и их смесей.
Пункт 67. Оптоэлектронное устройство 10 согласно любому из пунктов 45 – 66, в котором первый проводящий слой 20 включает первую область, осажденную из первого материала-предшественника, и вторую область, осажденную из второго материала-предшественника.
Пункт 68. Оптоэлектронное устройство 10 согласно пункту 67, в котором первый материал-предшественник содержит трихлорид монобутилолова (MBTC), а второй материал-предшественник выбран из группы, состоящей из тетрахлорида олова (TTC) и диацетата дибутилолова (DBTA).
Пункт 69. Прозрачный проводящий оксидный слой 20 для электронного устройства, содержащий слой оксида олова, допированного материалом, выбранным из группы, состоящей из: вольфрама, молибдена и ниобия.
Пункт 70. Прозрачный проводящий оксидный слой 20 согласно пункту 69, который содержит оксид олова и вольфрам.
Пункт 71. Прозрачный проводящий оксидный слой 20 согласно пункту 69 или пункту 70, в котором электронное устройство выбрано из группы, состоящей из: солнечного элемента, органического светоизлучающего диода и светодиода, предпочтительно, солнечного элемента.
Пункт 72. Изделие 110 с покрытием, содержащее: подложку 112, имеющую первую поверхность 114 и вторую поверхность 116; первое покрытие 118, расположенное поверх первой поверхности 114; и второе покрытие 120, расположенное поверх второй поверхности 116. Второе покрытие 120 содержит первый проводящий слой 20, содержащий оксид олова, допированный материалом, выбранным из группы, состоящей из: вольфрама, молибдена и ниобия.
Пункт 73. Изделие 110 с покрытием согласно пункту 72, в котором первый проводящий слой 20 содержит оксид олова, допированный вольфрамом.
Пункт 74. Изделие 110 с покрытием согласно пункту 72 или пункту 73, в котором по меньшей мере один слой, расположенный поверх первой поверхности 114 и по меньшей мере один слой, расположенный поверх второй поверхности 116, сформированы в процессе вертикального вытягивания вниз при использовании по меньшей мере одного устройства 100, 102, 104 для нанесения покрытия, расположенного с одной из противоположных сторон траектории 98 перемещения стеклянной ленты.
Пункт 75. Изделие 110 с покрытием согласно любому из пунктов 72 – 74, которое выбрано из группы, состоящей из: солнечного элемента, фотогальванического элемента, органического светоизлучающего диода и светоизлучающего диода.
Пункт 76. Изделие 110 с покрытием согласно любому из пунктов 72 – 75, в котором второе покрытие 120 включает подстилающий слой 18, расположенный поверх второй поверхности 116; первый проводящий слой 20, расположенный поверх подстилающего слоя 18; верхний слой 22, расположенный поверх первого проводящего слоя 20; полупроводниковый слой 24, расположенный поверх первого проводящего слоя 20; и второй проводящий слой 26, расположенный поверх полупроводникового слоя 24.
Пункт 77. Изделие 110 с покрытием согласно пункту 76, в котором подложка 112 представляет собой стекло с низким содержанием железа.
Пункт 78. Изделие 110 с покрытием согласно пункту 76 или пункту 77, в котором подстилающий слой 18 включает натрий-ион барьерный слой 38, содержащий оксид кремния.
Пункт 79. Изделие 110 с покрытием согласно любому из пунктов 76 – 77, в котором подстилающий слой 18 включает нижний оптический слой 36, содержащий оксид олова, цинка, кремния, алюминия, титана и/или их смеси.
Пункт 80. Изделие 110 с покрытием согласно любому из пунктов 76 – 79, в котором подстилающий слой 18 включает натрий-ион барьерный слой 38, содержащий оксид кремния, и нижний оптический слой 36, содержащий оксиды олова и цинка.
Пункт 81. Изделие 110 с покрытием согласно любому из пунктов 76 – 88, в котором первый проводящий слой 20 содержит оксид олова и вольфрам.
Пункт 82. Изделие 110 с покрытием согласно любому из пунктов 76 – 81, в котором первый проводящий слой 20 включает первый слой, содержащий оксид олова и вольфрам, и второй слой, содержащий оксид олова и фтор.
Пункт 83. Изделие 110 с покрытием согласно любому из пунктов 76 – 82, в котором верхний слой 22 включает буферный слой 42, содержащий оксид олова и по меньшей мере один из следующих элементов: цинк, индий, галлий, магний и азот.
Пункт 84. Изделие 110 с покрытием согласно любому из пунктов 76 – 83, в котором верхний слой 22 включает буферный слой 42, содержащий оксид олова и цинк.
Пункт 85. Изделие 110 с покрытием согласно любому из пунктов 76 – 84, в котором верхний слой 22 включает изоляционный слой 44, содержащий сульфид кадмия и/или сульфат кадмия.
Пункт 86. Изделие 110 с покрытием согласно любому из пунктов 76 – 85, в котором верхний слой 22 включает буферный слой 42, содержащий оксид олова и цинк и/или магний, и изолирующий слой 44, содержащий сульфид кадмия и/или сульфат кадмия.
Пункт 87. Изделие 110 с покрытием согласно любому из пунктов 76 – 86, в котором полупроводниковый слой 24 содержит теллурид кадмия.
Пункт 88. Изделие 110 с покрытием согласно любому из пунктов 76 – 87, в котором второй проводящий слой 26 содержит металлический слой.
Пункт 89. Изделие 110 с покрытием согласно любому из пунктов 76 – 88, в котором второй проводящий слой 26 содержит серебро.
Пункт 90. Изделие 110 с покрытием согласно любому из пунктов 76 – 99, содержащее вторую подложку 28, расположенную поверх второго проводящего слоя 26, причем вторая подложка 28 содержит стекло.
Пункт 91. Изделие 110 с покрытием согласно любому из пунктов 76 – 90, содержащее внутреннюю область 34 экстракции света, в и/или на второй поверхности 116 подложки 112, причем внутренняя область 34 экстракции света содержит наночастицы 40.
Пункт 92. Изделие 110 с покрытием согласно любому из пунктов 76 – 91, в котором первое покрытие 118 включает функциональный слой 32, расположенный поверх первой поверхности 114 подложки 112, причем функциональный слой 32 выбран из группы, состоящей из просветляющего слоя 33 и внешнего слоя 35 экстракции света.
Пункт 93. Изделие 110 с покрытием согласно пункту 92, в котором просветляющий слой 33 содержит оксид материала, выбранного из группы, состоящей из: титана, циркония, цинка, олова и их смесей.
Пункт 94. Изделие 110 с покрытием согласно пункту 92 или пункту 93, в котором внешний слой 35 экстракции света выбран из группы, состоящей из: диоксида кремния, оксида алюминия, оксида цинка, диоксида титана, оксида циркония, оксида олова и их смесей.
Пункт 95. Изделие 110 с покрытием согласно любому из пунктов 76 – 94, в котором первый проводящий слой 20 содержит первую область, осажденную из первого материала-предшественника, и вторую область, осажденную из второго материала-предшественника.
Пункт 96. Изделие 110 с покрытием согласно пункту 95, в котором первый материал-предшественник содержит трихлорид монобутилолова (MBTC), а второй материал-предшественник выбран из группы, состоящей из тетрахлорида олова (TTC) и диацетата дибутилолова (DBTA).
Пункт 97. Способ изготовления изделия 110, такого как оптоэлектронное устройство 10, в процессе вертикального вытягивания вниз стекла, включающий: размещение по меньшей мере одного устройства 100 для нанесения покрытия со второй стороны 108 траектории 98 перемещения стеклянной ленты; при необходимости, размещение по меньшей мере одного другого устройства 102 для нанесения покрытия с первой стороны 106 траектории 98 перемещения стеклянной ленты; формирование второго покрытия 120 поверх второй поверхности 116 стеклянной ленты 96, причем второе покрытие 120 включает по меньшей мере один из указанных: (i) буферный слой 42, содержащий оксид олова и по меньшей мере один материал, выбранный из группы, состоящей из: цинка, индия, галлия и магния, (ii) прозрачный проводящий оксидный слой 20, содержащий оксид олова, допированный материалом, выбранным из группы, состоящей из: вольфрама, молибдена и ниобия.
Пункт 98. Способ согласно пункту 97, в котором буферный слой 42 содержит оксид олова и цинк.
Пункт 99. Способ согласно пункту 97, в котором буферный слой 42 содержит оксид олова и магний.
Пункт 100. Способ согласно любому из пунктов 97 – 99, в котором прозрачный проводящий оксидный слой 20 содержит оксид олова, допированный вольфрамом.
Пункт 101. Устройство 46, 47 для нанесения покрытия осаждением из паровой фазы, содержащее: сопловый блок 50, имеющий выпускную поверхность 51 по меньшей мере один выпускной канал 62, 66, 70, сообщающийся по текучей среде с по меньшей мере одной впускной камерой 52, 54, 56. Угол наклона по меньшей мере одного выпускного канала 62, 66, 70 является регулируемым относительно выпускной поверхности 51.
Пункт 102. Устройство 46, 47 для нанесения покрытия осаждением из паровой фазы согласно пункту 101, содержащее первый выпускной канал 62, второй выпускной канал 66 и третий выпускной канал 70, при этом по меньшей мере один из указанных выпускных каналов 62, 66, 70 расположен под углом относительно выпускной поверхности 51 и по меньшей мере один из выпускных каналов 62, 66, 70 расположен перпендикулярно к выпускной поверхности 51.
Пункт 103. Устройство 46, 47 для нанесения покрытия осаждением из паровой фазы согласно пункту 101 или пункту 102, в котором первый выпускной канал 62 имеет первое выпускное отверстие 64, второй выпускной канал 66 имеет второе выпускное отверстие 68, а третий выпускной канал 70 имеет третье выпускное отверстие 72, при этом первое выпускное отверстие 64, второе выпускное отверстие 66 и третье выпускное отверстие 72 расположены на выпускной поверхности 51.
Пункт 104. Устройство 46, 47 для нанесения покрытия осаждением из паровой фазы согласно пункту 101 или пункту 102, в котором первый выпускной канал 62 имеет первое выпускное отверстие 64, второй выпускной канал 66 имеет второе выпускное отверстие 68, а третий выпускной канал 70 имеет третье выпускное отверстие 72, при этом второе выпускное отверстие 68 расположено на выпускной поверхности 51, а первое выпускное отверстие 64 и третье выпускное отверстие 72 находятся в сообщении по текучей среде со вторым выпускным каналом 66 выше выпускной поверхности 51.
Пункт 105. Способ формирования слоя покрытия на стеклянной подложке в процессе изготовления стекла, включающий, введение первого материала-предшественника покрытия для выбранной композиции слоя покрытия в по меньшей мере одно многощелевое устройство 46, 47 для нанесения покрытия с целью формирования первой области покрытия выбранного слоя покрытия; и введение второго материала-предшественника покрытия для выбранной композиции слоя покрытия в по меньшей мере одно многощелевое устройство 46, 47 для нанесения покрытия с целью формирования второй области покрытия выбранного слоя покрытия поверх первой области. Первый материал-предшественник покрытия отличается от второго материала-предшественника покрытия.
Пункт 106. Способ согласно пункту 105, в котором процесс изготовления стекла представляет собой флоат-метод, причем по меньшей мере одно многощелевое устройство 46, 47 для нанесения покрытия расположено во флоат-ванне.
Пункт 107. Способ согласно пункту 105, в котором процесс изготовления стекла представляет собой метод вертикального вытягивания вниз, причем по меньшей мере одно многощелевое устройство 46, 47 для нанесения покрытия расположено вблизи траектории 98 перемещения стеклянной ленты.
Пункт 108. Способ согласно пункту 107, в котором процесс изготовления стекла представляет собой метод вертикального вытягивания вниз, в котором траектория 98 перемещения стеклянной ленты имеет первую сторону 106 и вторую сторону 108, причем по меньшей мере одно многощелевое устройство 100 для нанесения покрытия расположено вблизи второй стороны 108 траектории 98 перемещения стеклянной ленты и по меньшей мере одно другое многощелевое устройство 102 для нанесения покрытия расположено вблизи первой стороны 106 траектории 98 перемещения стеклянной ленты.
Пункт 109. Способ согласно пункту 107, в котором процесс изготовления стекла представляет собой метод вертикального вытягивания вниз, в котором траектория 98 перемещения стеклянной ленты имеет первую сторону 106 и вторую сторону 108, причем по меньшей мере одно многощелевое устройство 100 для нанесения покрытия расположено вблизи второй стороны 108 траектории 98 перемещения стеклянной ленты и по меньшей мере одно другое многощелевое устройство 102 для нанесения покрытия расположено вблизи первой стороны 106 траектории 98 перемещения стеклянной ленты.
Пункт 110. Способ формирования покрытия на стеклянной подложке в процессе изготовления стекла, включающий: введение первого материала-предшественника покрытия в выпускной канал 62, 66, 70, имеющий первую траекторию выпуска; и введение второго материала-предшественника покрытия во второй выпускной канал 62, 66, 70, имеющий вторую траекторию выпуска. Первая траектория выпуска пересекает вторую траекторию выпуска в точке, выбранной из следующих: (а) над поверхностью стеклянной ленты 96, (b) на поверхности стеклянной ленты 96, либо (с) ниже поверхности стеклянной ленты 96.
Пункт 111. Оптоэлектронное устройство 10 согласно любому из пунктов 1 – 21 или 45 – 68, которое выбрано из группы, состоящей из: солнечного элемента, светодиода и органического светодиода, предпочтительно, солнечного элемента.
Для специалистов в данной области техники являются очевидными всевозможные модификации изобретения, не выходящие за рамки объема и существа изобретения, раскрытого в описании. Разумеется, описанные подробно конкретные варианты осуществления изобретения являются исключительно иллюстративными и не ограничивают объем изобретения, полностью раскрытый в прилагаемой формуле изобретения и любых и всех ее эквивалентах.