制御された化学量論を有する光起電性アブソーバーのための方法
本発明は、予め決定された化学量論を有する前駆体を基材上に堆積させること、およびこの堆積した前駆体を光起電性アブソーバー材料に転換することによって、予め決定された化学量論を有する光起電性アブソーバー層を基材上に作製するためのプロセスを包含する。本発明は、(a)予め決定された化学量論を有するポリマー前駆体を提供すること;(b)基材を提供すること;(c)この前駆体をこの基材上に堆積させること;および(d)この基材を加熱することによって、予め決定された化学量論を有する光起電性アブソーバー層を基材上に作製するためのプロセスをさらに包含する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め決定された化学量論を有する光起電性アブソーバー層を基材上に形成するためのプロセスであって、該プロセスは、該予め決定された化学量論を有する前駆体を該基材上に堆積させる工程、および該堆積した前駆体を光起電性アブソーバー材料に転換する工程を包含する、プロセス。
【請求項２】
前記前駆体がポリマー前駆体である、請求項1に記載のプロセス。
【請求項３】
前記予め決定された化学量論が、一価金属原子または13族原子の化学量論である、請求項1に記載のプロセス。
【請求項４】
前記予め決定された化学量論が、Cu、Ag、In、Ga、Al、またはこれらの任意の組み合わせの化学量論である、請求項1に記載のプロセス。
【請求項５】
前記前駆体が、実験式(Cu1-xAgx)u(In1-y-tGayAlt)v((S1-zSez)R)wによる予め決定された化学量論を有し、ここでxは、0〜1であり、yは、0〜1であり、tは、0〜1であり、yとtとの合計は、0〜1であり、zは、0〜1であり、uは、0.5〜1.5であり、vは、0.5〜1.5であり、wは、2〜6であり、そしてRは、R基を表し、該Ｒ基は、数がw個あり、該Ｒ基は独立して、アルキル、アリール、ヘテロアリール、アルケニル、アミド、シリル、ならびに無機配位子および有機配位子から選択される、請求項1に記載のプロセス。
【請求項６】
xは、0〜0.5であり、yは、0〜1であり、tは、0〜1であり、yとtとの合計は、0〜1であり、zは、0〜1であり、uは、0.7〜1.2であり、vは、0.9〜1.1であり、そしてwは、2〜6である、請求項5に記載のプロセス。
【請求項７】
xは、0〜0.3であり、yは、0〜1であり、tは、0〜1であり、yとtとの合計は、0〜1であり、zは、0〜1であり、uは、0.7〜1.2であり、vは1であり、そしてwは、3〜5である、請求項5に記載のプロセス。
【請求項８】
xは、0〜0.2であり、yは、0〜1であり、tは、0〜1であり、yとtとの合計は、0〜1であり、zは、0〜1であり、uは、0.7〜1.2であり、vは1であり、そしてwは、3.5〜4.5である、請求項5に記載のプロセス。
【請求項９】
前記前駆体が、CIS、CIGS、AIS、AIGS、CAIS、CAIGS、CIGAS、AIGASおよびCAIGASから選択される光起電性アブソーバー材料の予め決定された化学量論を有する、請求項1に記載のプロセス。
【請求項１０】
１種以上の前駆体がインク組成物中で堆積させられる、請求項1に記載のプロセス。
【請求項１１】
前記堆積させる工程が、スプレー、スプレーコーティング、スプレー堆積、スプレー熱分解、印刷、スクリーン印刷、インクジェット印刷、エアロゾルジェット印刷、インク印刷、ジェット印刷、スタンプ印刷、転写、パッド印刷、フレキソ印刷、グラビア印刷、密着焼付け、裏面印刷、感熱印刷、リソグラフィー、電子写真印刷、電着、電気めっき、無電解めっき、浴堆積、コーティング、湿式コーティング、浸漬コーティング、スピンコーティング、ナイフコーティング、ローラーコーティング、ロッドコーティング、スロットダイコーティング、マイヤーバーコーティング、リップ直接コーティング、毛管コーティング、液体堆積、溶液堆積、１層ごとの堆積、スピンキャスティング、溶液流延、および上記のもののいずれかの組み合わせによって行われる、請求項1に記載のプロセス。
【請求項１２】
前記基材が、半導体、ドープ半導体、ケイ素、ヒ化ガリウム、絶縁体、ガラス、モリブデンガラス、二酸化ケイ素、二酸化チタン、酸化亜鉛、窒化ケイ素、金属、金属箔、モリブデン、アルミニウム、ベリリウム、カドミウム、セリウム、クロム、コバルト、銅、ガリウム、金、鉛、マンガン、モリブデン、ニッケル、パラジウム、白金、レニウム、ロジウム、銀、ステンレス鋼、鋼、鉄、ストロンチウム、スズ、チタン、タングステン、亜鉛、ジルコニウム、金属合金、金属ケイ化物、金属炭化物、ポリマー、プラスチック、伝導性ポリマー、コポリマー、ポリマーブレンド、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリエステルフィルム、マイラー、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリエチレン、ポリエーテルイミド、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルケトン、ポリイミド、ポリ塩化ビニル、アクリロニトリルブタジエンスチレンポリマー、シリコーン、エポキシ、紙、コート紙、および上記のもののいずれかの組み合わせの群から選択される、請求項1に記載のプロセス。
【請求項１３】
請求項1〜12のいずれか１項に記載のプロセスによって作製された光起電性アブソーバー材料。
【請求項１４】
請求項1〜12のいずれか１項に記載のプロセスによって作製された光起電性デバイス。
【請求項１５】
請求項14に記載の光起電性デバイスを使用して光を電気エネルギーに変換する工程を包含する、電力を提供するためのプロセス。
【請求項１６】
予め決定された化学量論を有する光起電性アブソーバー層を基材上に作製するためのプロセスであって、該プロセスは:
(a)該予め決定された化学量論を有するポリマー前駆体を提供する工程;
(b)基材を提供する工程;
(c)該前駆体を該基材上に堆積させる工程;および
(d)該基材を約100℃〜約650℃の温度で不活性雰囲気中で加熱する工程であって、これによって、0.01マイクロメートル〜100マイクロメートルの厚さを有する光起電性アブソーバー層を製造する、工程
を包含する、プロセス。
【請求項１７】
前記基材が、約100℃〜約550℃、または約200℃〜約400℃の温度で加熱される、請求項16に記載のプロセス。
【請求項１８】
前記前駆体が、実験式(Cu1-xAgx)u(In1-y-tGayAlt)v((S1-zSez)R)wによる予め決定された化学量論を有し、ここでxは、0〜1であり、yは、0〜1であり、tは、0〜1であり、yとtとの合計は、0〜1であり、zは、0〜1であり、uは、0.5〜1.5であり、vは、0.5〜1.5であり、wは、2〜6であり、そしてRは、R基を表し、該Ｒ基は、数がw個あり、該Ｒ基は独立して、アルキル、アリール、ヘテロアリール、アルケニル、アミド、シリル、ならびに無機配位子および有機配位子から選択される、請求項16に記載のプロセス。
【請求項１９】
xは、0〜0.5であり、yは、0〜1であり、tは、0〜1であり、yとtとの合計は、0〜1であり、zは、0〜1であり、uは、0.7〜1.2であり、vは、0.9〜1.1であり、そしてwは、2〜6である、請求項18に記載のプロセス。
【請求項２０】
xは、0〜0.3であり、yは、0〜1であり、tは、0〜1であり、yとtとの合計は、0〜1であり、zは、0〜1であり、uは、0.7〜1.2であり、vは1であり、そしてwは、3〜5である、請求項18に記載のプロセス。
【請求項２１】
xは、0〜0.2であり、yは、0〜1であり、tは、0〜1であり、yとtとの合計は、0〜1であり、zは、0〜1であり、uは、0.7〜1.2であり、vは1であり、そしてwは、3.5〜4.5である、請求項18に記載のプロセス。
【請求項２２】
１種以上の前駆体がインク組成物中で堆積させられる、請求項16に記載のプロセス。
【請求項２３】
前記堆積させる工程が、スプレー、スプレーコーティング、スプレー堆積、スプレー熱分解、印刷、スクリーン印刷、インクジェット印刷、エアロゾルジェット印刷、インク印刷、ジェット印刷、スタンプ印刷、転写、パッド印刷、フレキソ印刷、グラビア印刷、密着焼付け、裏面印刷、感熱印刷、リソグラフィー、電子写真印刷、電着、電気めっき、無電解めっき、浴堆積、コーティング、湿式コーティング、浸漬コーティング、スピンコーティング、ナイフコーティング、ローラーコーティング、ロッドコーティング、スロットダイコーティング、マイヤーバーコーティング、リップ直接コーティング、毛管コーティング、液体堆積、溶液堆積、１層ごとの堆積、スピンキャスティング、溶液流延、および上記のもののいずれかの組み合わせによって行われる、請求項16に記載のプロセス。
【請求項２４】
前記基材が、半導体、ドープ半導体、ケイ素、ヒ化ガリウム、絶縁体、ガラス、二酸化ケイ素、二酸化チタン、酸化亜鉛、窒化ケイ素、金属、金属箔、モリブデン、アルミニウム、ベリリウム、カドミウム、セリウム、クロム、コバルト、銅、ガリウム、金、鉛、マンガン、モリブデン、ニッケル、パラジウム、白金、レニウム、ロジウム、銀、ステンレス鋼、鋼、鉄、ストロンチウム、スズ、チタン、タングステン、亜鉛、ジルコニウム、金属合金、金属ケイ化物、金属炭化物、ポリマー、プラスチック、伝導性ポリマー、コポリマー、ポリマーブレンド、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリエステルフィルム、マイラー、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリエチレン、ポリエーテルイミド、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルケトン、ポリイミド、ポリ塩化ビニル、アクリロニトリルブタジエンスチレンポリマー、シリコーン、エポキシ、紙、コート紙、および上記のもののいずれかの組み合わせの群から選択される、請求項16に記載のプロセス。
【請求項２５】
請求項16〜24のいずれか１項に記載のプロセスによって作製された光起電性アブソーバー材料。
【請求項２６】
請求項16〜24のいずれか１項に記載のプロセスによって作製された光起電性デバイス。
【請求項２７】
請求項26に記載の光起電性デバイスを使用して光を電気エネルギーに変換する工程を包含する、電力を提供するためのプロセス。
【請求項１】
予め決定された化学量論を有する光起電性アブソーバー層を基材上に形成するためのプロセスであって、該プロセスは、該予め決定された化学量論を有する前駆体を該基材上に堆積させる工程、および該堆積した前駆体を光起電性アブソーバー材料に転換する工程を包含する、プロセス。
【請求項２】
前記前駆体がポリマー前駆体である、請求項1に記載のプロセス。
【請求項３】
前記予め決定された化学量論が、一価金属原子または13族原子の化学量論である、請求項1に記載のプロセス。
【請求項４】
前記予め決定された化学量論が、Cu、Ag、In、Ga、Al、またはこれらの任意の組み合わせの化学量論である、請求項1に記載のプロセス。
【請求項５】
前記前駆体が、実験式(Cu1-xAgx)u(In1-y-tGayAlt)v((S1-zSez)R)wによる予め決定された化学量論を有し、ここでxは、0〜1であり、yは、0〜1であり、tは、0〜1であり、yとtとの合計は、0〜1であり、zは、0〜1であり、uは、0.5〜1.5であり、vは、0.5〜1.5であり、wは、2〜6であり、そしてRは、R基を表し、該Ｒ基は、数がw個あり、該Ｒ基は独立して、アルキル、アリール、ヘテロアリール、アルケニル、アミド、シリル、ならびに無機配位子および有機配位子から選択される、請求項1に記載のプロセス。
【請求項６】
xは、0〜0.5であり、yは、0〜1であり、tは、0〜1であり、yとtとの合計は、0〜1であり、zは、0〜1であり、uは、0.7〜1.2であり、vは、0.9〜1.1であり、そしてwは、2〜6である、請求項5に記載のプロセス。
【請求項７】
xは、0〜0.3であり、yは、0〜1であり、tは、0〜1であり、yとtとの合計は、0〜1であり、zは、0〜1であり、uは、0.7〜1.2であり、vは1であり、そしてwは、3〜5である、請求項5に記載のプロセス。
【請求項８】
xは、0〜0.2であり、yは、0〜1であり、tは、0〜1であり、yとtとの合計は、0〜1であり、zは、0〜1であり、uは、0.7〜1.2であり、vは1であり、そしてwは、3.5〜4.5である、請求項5に記載のプロセス。
【請求項９】
前記前駆体が、CIS、CIGS、AIS、AIGS、CAIS、CAIGS、CIGAS、AIGASおよびCAIGASから選択される光起電性アブソーバー材料の予め決定された化学量論を有する、請求項1に記載のプロセス。
【請求項１０】
１種以上の前駆体がインク組成物中で堆積させられる、請求項1に記載のプロセス。
【請求項１１】
前記堆積させる工程が、スプレー、スプレーコーティング、スプレー堆積、スプレー熱分解、印刷、スクリーン印刷、インクジェット印刷、エアロゾルジェット印刷、インク印刷、ジェット印刷、スタンプ印刷、転写、パッド印刷、フレキソ印刷、グラビア印刷、密着焼付け、裏面印刷、感熱印刷、リソグラフィー、電子写真印刷、電着、電気めっき、無電解めっき、浴堆積、コーティング、湿式コーティング、浸漬コーティング、スピンコーティング、ナイフコーティング、ローラーコーティング、ロッドコーティング、スロットダイコーティング、マイヤーバーコーティング、リップ直接コーティング、毛管コーティング、液体堆積、溶液堆積、１層ごとの堆積、スピンキャスティング、溶液流延、および上記のもののいずれかの組み合わせによって行われる、請求項1に記載のプロセス。
【請求項１２】
前記基材が、半導体、ドープ半導体、ケイ素、ヒ化ガリウム、絶縁体、ガラス、モリブデンガラス、二酸化ケイ素、二酸化チタン、酸化亜鉛、窒化ケイ素、金属、金属箔、モリブデン、アルミニウム、ベリリウム、カドミウム、セリウム、クロム、コバルト、銅、ガリウム、金、鉛、マンガン、モリブデン、ニッケル、パラジウム、白金、レニウム、ロジウム、銀、ステンレス鋼、鋼、鉄、ストロンチウム、スズ、チタン、タングステン、亜鉛、ジルコニウム、金属合金、金属ケイ化物、金属炭化物、ポリマー、プラスチック、伝導性ポリマー、コポリマー、ポリマーブレンド、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリエステルフィルム、マイラー、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリエチレン、ポリエーテルイミド、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルケトン、ポリイミド、ポリ塩化ビニル、アクリロニトリルブタジエンスチレンポリマー、シリコーン、エポキシ、紙、コート紙、および上記のもののいずれかの組み合わせの群から選択される、請求項1に記載のプロセス。
【請求項１３】
請求項1〜12のいずれか１項に記載のプロセスによって作製された光起電性アブソーバー材料。
【請求項１４】
請求項1〜12のいずれか１項に記載のプロセスによって作製された光起電性デバイス。
【請求項１５】
請求項14に記載の光起電性デバイスを使用して光を電気エネルギーに変換する工程を包含する、電力を提供するためのプロセス。
【請求項１６】
予め決定された化学量論を有する光起電性アブソーバー層を基材上に作製するためのプロセスであって、該プロセスは:
(a)該予め決定された化学量論を有するポリマー前駆体を提供する工程;
(b)基材を提供する工程;
(c)該前駆体を該基材上に堆積させる工程;および
(d)該基材を約100℃〜約650℃の温度で不活性雰囲気中で加熱する工程であって、これによって、0.01マイクロメートル〜100マイクロメートルの厚さを有する光起電性アブソーバー層を製造する、工程
を包含する、プロセス。
【請求項１７】
前記基材が、約100℃〜約550℃、または約200℃〜約400℃の温度で加熱される、請求項16に記載のプロセス。
【請求項１８】
前記前駆体が、実験式(Cu1-xAgx)u(In1-y-tGayAlt)v((S1-zSez)R)wによる予め決定された化学量論を有し、ここでxは、0〜1であり、yは、0〜1であり、tは、0〜1であり、yとtとの合計は、0〜1であり、zは、0〜1であり、uは、0.5〜1.5であり、vは、0.5〜1.5であり、wは、2〜6であり、そしてRは、R基を表し、該Ｒ基は、数がw個あり、該Ｒ基は独立して、アルキル、アリール、ヘテロアリール、アルケニル、アミド、シリル、ならびに無機配位子および有機配位子から選択される、請求項16に記載のプロセス。
【請求項１９】
xは、0〜0.5であり、yは、0〜1であり、tは、0〜1であり、yとtとの合計は、0〜1であり、zは、0〜1であり、uは、0.7〜1.2であり、vは、0.9〜1.1であり、そしてwは、2〜6である、請求項18に記載のプロセス。
【請求項２０】
xは、0〜0.3であり、yは、0〜1であり、tは、0〜1であり、yとtとの合計は、0〜1であり、zは、0〜1であり、uは、0.7〜1.2であり、vは1であり、そしてwは、3〜5である、請求項18に記載のプロセス。
【請求項２１】
xは、0〜0.2であり、yは、0〜1であり、tは、0〜1であり、yとtとの合計は、0〜1であり、zは、0〜1であり、uは、0.7〜1.2であり、vは1であり、そしてwは、3.5〜4.5である、請求項18に記載のプロセス。
【請求項２２】
１種以上の前駆体がインク組成物中で堆積させられる、請求項16に記載のプロセス。
【請求項２３】
前記堆積させる工程が、スプレー、スプレーコーティング、スプレー堆積、スプレー熱分解、印刷、スクリーン印刷、インクジェット印刷、エアロゾルジェット印刷、インク印刷、ジェット印刷、スタンプ印刷、転写、パッド印刷、フレキソ印刷、グラビア印刷、密着焼付け、裏面印刷、感熱印刷、リソグラフィー、電子写真印刷、電着、電気めっき、無電解めっき、浴堆積、コーティング、湿式コーティング、浸漬コーティング、スピンコーティング、ナイフコーティング、ローラーコーティング、ロッドコーティング、スロットダイコーティング、マイヤーバーコーティング、リップ直接コーティング、毛管コーティング、液体堆積、溶液堆積、１層ごとの堆積、スピンキャスティング、溶液流延、および上記のもののいずれかの組み合わせによって行われる、請求項16に記載のプロセス。
【請求項２４】
前記基材が、半導体、ドープ半導体、ケイ素、ヒ化ガリウム、絶縁体、ガラス、二酸化ケイ素、二酸化チタン、酸化亜鉛、窒化ケイ素、金属、金属箔、モリブデン、アルミニウム、ベリリウム、カドミウム、セリウム、クロム、コバルト、銅、ガリウム、金、鉛、マンガン、モリブデン、ニッケル、パラジウム、白金、レニウム、ロジウム、銀、ステンレス鋼、鋼、鉄、ストロンチウム、スズ、チタン、タングステン、亜鉛、ジルコニウム、金属合金、金属ケイ化物、金属炭化物、ポリマー、プラスチック、伝導性ポリマー、コポリマー、ポリマーブレンド、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリエステルフィルム、マイラー、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリエチレン、ポリエーテルイミド、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルケトン、ポリイミド、ポリ塩化ビニル、アクリロニトリルブタジエンスチレンポリマー、シリコーン、エポキシ、紙、コート紙、および上記のもののいずれかの組み合わせの群から選択される、請求項16に記載のプロセス。
【請求項２５】
請求項16〜24のいずれか１項に記載のプロセスによって作製された光起電性アブソーバー材料。
【請求項２６】
請求項16〜24のいずれか１項に記載のプロセスによって作製された光起電性デバイス。
【請求項２７】
請求項26に記載の光起電性デバイスを使用して光を電気エネルギーに変換する工程を包含する、電力を提供するためのプロセス。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公表番号】特表２０１３−５０１３８１（Ｐ２０１３−５０１３８１Ａ）
【公表日】平成２５年１月１０日（２０１３．１．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５２３６７４（Ｐ２０１２−５２３６７４）
【出願日】平成２２年８月２日（２０１０．８．２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０４４０５４
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０１７２３５
【国際公開日】平成２３年２月１０日（２０１１．２．１０）
【出願人】（５１２０２７５００）プリカーサー エナジェティクス， インコーポレイテッド (3)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２５年１月１０日（２０１３．１．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月２日（２０１０．８．２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０４４０５４
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０１７２３５
【国際公開日】平成２３年２月１０日（２０１１．２．１０）
【出願人】（５１２０２７５００）プリカーサー エナジェティクス， インコーポレイテッド (3)
【Ｆターム（参考）】
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