有機(jī)電子薄膜器件(諸如，有機(jī)光伏模塊和有機(jī)發(fā)光二極管)包括厚度范圍從幾納米到幾百納米的薄膜有機(jī)層和無機(jī)層的堆疊。卷對卷制造被認(rèn)為是最經(jīng)濟(jì)的生產(chǎn)技術(shù)，并且卷通常包括在處理期間可以由各種功能層涂覆的襯底。帶有一個(gè)或多個(gè)這種涂覆的功能層的這一襯底在本領(lǐng)域中通常被稱為“網(wǎng)狀物”。一個(gè)挑戰(zhàn)是在卷對卷制程期間在不破壞任何已建立的層的情況下處理網(wǎng)狀物，這是因?yàn)閷θ魏我呀⒌膶拥钠茐膶⒃斐善骷阅芎彤a(chǎn)量的降低。

在卷對卷制造中最常見的缺陷是由在網(wǎng)狀物運(yùn)輸期間涂覆層與輥?zhàn)拥慕佑|(其也被認(rèn)為是與輥?zhàn)拥恼娼佑|)導(dǎo)致的。網(wǎng)狀物的背面與涂覆的面的接觸發(fā)生在重繞(rewinding)之后，并且在襯底背面上的任何自由顆粒也可導(dǎo)致在卷起(wind up)過程期間壓入層中且破壞該層。這種破壞可以經(jīng)由‘拾取’缺陷而造成器件性能降低，在‘拾取’缺陷中，嵌入的顆粒與其他表面的粘附導(dǎo)致層破壞，或者嵌入的顆粒在薄膜層中可以導(dǎo)致短路。通過對輥?zhàn)拥南鄬\(yùn)動或者滑動或者在網(wǎng)狀物的卷起或者退繞(unwind)期間導(dǎo)致的擦傷可以進(jìn)一步降低器件性能。“剝落”可以是相對于粘附于涂覆的面過度地粘附于輥?zhàn)颖砻婊蛘呔W(wǎng)狀物的背面的結(jié)果，并且可以由于干燥不足而加劇。

通常設(shè)想使用卷對卷(R2R)沉積過程來建立完整的器件結(jié)構(gòu)。在理想的場景中，所有層按順序沉積在一條R2R線上。以這種方式可以避免在最終涂覆之前的網(wǎng)狀物的退繞和重繞。如果在這個(gè)過程中避免了正面接觸，那么預(yù)期到低缺陷率。這個(gè)一體機(jī)將會要求以相同的速度進(jìn)行處理(除非利用昂貴的、仍具有有限容量的儲匣)。然而，不同的過程具有不同的最優(yōu)速度和速度約束。感興趣的示例性卷對卷進(jìn)程是：環(huán)境涂層濕法涂覆技術(shù)(如凹版涂覆、槽模涂覆、凹版印刷、噴墨印刷、網(wǎng)版印刷、柔性版印刷和噴涂)和真空涂覆技術(shù)(如熱蒸發(fā)或電子束蒸發(fā)以及濺射涂覆)。用于濕法膜沉積的過程速度經(jīng)常受限于干燥沉積的層所需的時(shí)間以及烘干機(jī)的長度。真空沉積過程經(jīng)常被優(yōu)化以用于高沉積率和因此的高速度。通常供應(yīng)例如已在網(wǎng)狀物上沉積的下電極(然而存在完全地濕式涂覆的和/或印刷的電極選擇)。

在分離的機(jī)器上的處理要求每當(dāng)轉(zhuǎn)變到新過程時(shí)將網(wǎng)狀物重繞和退繞。標(biāo)準(zhǔn)類型的機(jī)器經(jīng)常不提供避免在涂覆的面和輥?zhàn)颖砻嬷g接觸的網(wǎng)狀物路徑。

對幾個(gè)機(jī)器的順序處理的明顯優(yōu)點(diǎn)是對于每個(gè)過程以最優(yōu)速度進(jìn)行處理以及可用的機(jī)器資源的利用。

為了降低在這種卷對卷制程中缺陷的發(fā)生，現(xiàn)有技術(shù)方法已采用多個(gè)互補(bǔ)策略。這些策略包括改善生產(chǎn)環(huán)境的潔凈度；通過使用氣體攪拌條(air turner bar)來減少和/或避免與輥?zhàn)拥恼娼佑|；使用邊緣滾花(edge knurl)修改網(wǎng)狀物的邊緣；通過例如使用低粘附輥?zhàn)觼砀淖冚佔(zhàn)拥谋砻嫘再|(zhì)；以及通過顯著修改材料性質(zhì)，諸如膜的厚度，超出其而被視為在性質(zhì)和材料成本方面的最優(yōu)，以提高它們的魯棒性。

總之，對于減少或者避免通過正面接觸生成缺陷的現(xiàn)有技術(shù)狀態(tài)的策略依賴于下列各項(xiàng)中的任意一項(xiàng)：(a)對材料性質(zhì)的修改，這可以消極地影響器件的電氣性質(zhì)；(b)對卷對卷機(jī)器的修改，這需要相當(dāng)大的成本、時(shí)間，并且減少了機(jī)器對于不同的網(wǎng)狀物尺寸或者第三方器材的使用的通用性；以及(c)對于網(wǎng)狀物邊緣的修改，這不可擴(kuò)展，因?yàn)檫@受限于特定網(wǎng)狀物的寬度。

因此，需要改善的解決方案，其使由在機(jī)器中的輥?zhàn)由系倪\(yùn)輸期間以及經(jīng)由卷繞和重繞正面接觸網(wǎng)狀物造成的器件的電性能的缺陷的發(fā)生或者影響最小化。本發(fā)明因此尋求提供在卷對卷制程中制造電子薄膜器件的方法和柔性襯底材料，其克服了或者至少減少了以上提到的現(xiàn)有技術(shù)的問題中的一些問題。

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種柔性襯底材料，該柔性襯底材料具有對置的正面和背面并且在X-Y平面中延伸，正面被設(shè)置有第一電極層且還設(shè)置有至少一個(gè)薄膜，以形成至少一個(gè)薄膜器件堆疊；薄膜器件堆疊在垂直于X-Y平面的Z方向上從X-Y平面延伸到距離T；襯底材料具有被應(yīng)用于在襯底材料的面、第一電極層和至少一個(gè)薄膜中的至少一者的至少一個(gè)保護(hù)性結(jié)構(gòu)；至少一個(gè)保護(hù)性結(jié)構(gòu)從X-Y平面在Z方向上延伸到距離S，距離S大于距離T。

有利地，柔性襯底材料可以具有多個(gè)分立的薄膜器件堆疊；相鄰的薄膜器件堆疊具有在其之間的電互連區(qū)，并且其中至少一個(gè)保護(hù)性結(jié)構(gòu)至少部分位于電互連區(qū)中。因?yàn)殡娀ミB區(qū)是非活性區(qū)域，其不具有或者具有減少的載流子生成(太陽能器件)或者光子生成(LED)或者電荷儲存(蓄電池)，所以將至少一個(gè)保護(hù)性結(jié)構(gòu)至少部分地定位在電互連區(qū)中減少了在器件性能上的額外損耗。

柔性襯底材料還具有在薄膜器件堆疊的頂部上沉積的頂部電極；其中，薄膜器件堆疊被布置成電氣地串聯(lián)連接，并且每個(gè)電互連區(qū)均包括用于沉積傳導(dǎo)材料以用于提供在第一膜堆疊的頂部電極和相鄰的薄膜堆疊的第一電極之間的互連的區(qū)域。這個(gè)布置產(chǎn)生了在光伏模塊的情況下實(shí)現(xiàn)有用的工作電壓和電流所需要的單片串聯(lián)互連的結(jié)構(gòu)。

有利地，至少一個(gè)保護(hù)性結(jié)構(gòu)可以位于在第一電極的一部分的上方并且在頂部電極的一部分的下面。在不存在覆蓋第一電極的一部分的保護(hù)性結(jié)構(gòu)的情況下，薄膜器件堆疊將會經(jīng)歷在其頂部電極和第一電極之間的短路。

有利地，每個(gè)均由不同材料形成的兩個(gè)保護(hù)性結(jié)構(gòu)可被沉積在柔性襯底材料的電互連區(qū)中。更有利地，該結(jié)構(gòu)之一可包括液體、油脂或者蠟。油脂或者蠟具有防止金屬電極乃至其他材料沉積在它們的表面的上方的性質(zhì)。

柔性襯底材料的薄膜器件堆疊可以可選地或者另外地被布置成電氣地并聯(lián)連接，并且每個(gè)電互連區(qū)均包括在相鄰的薄膜器件堆疊之間的間隙，并且在電互連區(qū)中的至少一些包含在第一電極和輸出端子之間形成互連的導(dǎo)電材料。這個(gè)導(dǎo)電材料從第一電極的較小區(qū)域捕獲電流/向第一電極的較小區(qū)域遞送電流，并因此允許具有通過導(dǎo)電材料的小遮蔽損耗的權(quán)衡的有效提取/遞送。

有利地，至少一個(gè)保護(hù)性結(jié)構(gòu)可被沉積在導(dǎo)電材料的至少一部分的上方。更有利地，至少一個(gè)保護(hù)性結(jié)構(gòu)由導(dǎo)電材料形成。保護(hù)性部分(通常是電介質(zhì))和傳導(dǎo)部分在高度上的比率可變化，使得傳導(dǎo)部分對高度做出主要貢獻(xiàn)，而在這個(gè)情況下，保護(hù)性電介質(zhì)的相對薄的覆蓋物的目的是提供電隔離。

有利地，至少一個(gè)保護(hù)性結(jié)構(gòu)可被沉積為材料的連續(xù)的珠(bead)?？蛇x地或者另外地，至少一個(gè)保護(hù)性結(jié)構(gòu)可被沉積為分立單元，或者被沉積為材料的間斷的珠。為了提供保護(hù)性作用，保護(hù)性結(jié)構(gòu)在平面(X-Y定位)中的尺寸和位置很重要。保護(hù)性作用通過在薄膜器件堆疊(在保護(hù)性結(jié)構(gòu)之間的區(qū)域)和對柔性襯底材料進(jìn)行擠壓的表面(例如，在卷對卷制程中的機(jī)器輥?zhàn)?之間產(chǎn)生具有減少的壓力或優(yōu)選地不接觸的間隙或者區(qū)域來實(shí)現(xiàn)。

更有利地，距離S與距離T的比率是至少10:1。

根據(jù)本發(fā)明的第一方面的另一個(gè)實(shí)施例，至少一個(gè)保護(hù)性結(jié)構(gòu)可以被應(yīng)用于柔性襯底材料的背面。有利地，至少一個(gè)保護(hù)性結(jié)構(gòu)可被應(yīng)用于柔性襯底材料，以便至少部分地位于在柔性襯底材料的正面上的電互連區(qū)之下。保護(hù)性結(jié)構(gòu)的目的是在柔性襯底材料被卷起時(shí)保護(hù)薄膜器件堆疊的活性區(qū)域。通過將保護(hù)性結(jié)構(gòu)定位在襯底材料的未涂覆的表面(背面)上，使得它們接合在具有薄膜涂層(正面)的表面上的電互連區(qū)，有可能避免或者至少降低對于電分流來說關(guān)鍵的區(qū)域中的缺陷。

根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種在卷對卷制程中制造電子薄膜器件的方法，該方法包括：提供具有對置的正面和背面的柔性襯底材料，其中，第一電極層在正面上；將至少一個(gè)薄膜沉積在第一電極層上，以形成至少兩個(gè)薄膜器件堆疊；提供在相鄰的薄膜器件堆疊之間的電互連區(qū)；以及將至少一個(gè)保護(hù)性結(jié)構(gòu)至少部分地沉積在電互連區(qū)中。

在根據(jù)第二方面的方法中，柔性襯底材料在X-Y平面中延伸，并且沉積至少一個(gè)薄膜造成薄膜器件堆疊在垂直于X-Y平面的Z方向上從X-Y平面延伸到距離T；并且沉積至少一個(gè)保護(hù)性結(jié)構(gòu)造成至少一個(gè)保護(hù)性結(jié)構(gòu)在Z方向上從X-Y平面延伸到距離S，距離S大于距離T。

根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)方面，提供了一種襯底材料，該襯底材料在X-Y平面中延伸，并且被涂覆了第一電極層且還被涂覆了一個(gè)或多個(gè)薄膜以形成薄膜器件堆疊；薄膜器件堆疊在垂直于X-Y平面的Z方向上從X-Y平面延伸到距離T；至少一個(gè)間隔器元件在Z方向上從X-Y平面延伸，間隔器元件或者從襯底表面直接延伸、或者被沉積在第一電極層上或者被沉積在形成薄膜器件堆疊的薄膜中的任何薄膜上；在存在間隔器元件時(shí)，間隔器元件在Z方向上從X-Y平面延伸到距離S，距離S大于距離T。

本發(fā)明提供了具有保護(hù)其免受破壞的間隔器結(jié)構(gòu)的薄膜電子器件架構(gòu)?？梢栽诒∧る娮悠骷纳a(chǎn)的各個(gè)階段提供對薄膜電子器件的保護(hù)。例如，可以在涂覆的膜在卷對卷機(jī)器中運(yùn)輸期間、在膜的退繞和重繞過程期間、在網(wǎng)狀物的纏繞狀態(tài)下以及在任何層壓過程期間給予保護(hù)。

為了提供保護(hù)性作用，間隔器結(jié)構(gòu)在平面(X-Y定位)中的尺寸和位置以及材料很重要。同樣重要的是間隔器在Z方向上的厚度大于薄膜堆疊的厚度(Z-取向)。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了襯底材料，該襯底材料具有多個(gè)分立的薄膜器件堆疊；薄膜器件堆疊具有在相鄰的薄膜器件堆疊之間的電互連區(qū)，并且其中間隔器結(jié)構(gòu)至少部分位于電互連區(qū)中。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了還具有在薄膜器件堆疊的頂部上沉積的頂部電極的襯底材料；薄膜堆疊被布置成電氣地串聯(lián)連接，并且電互連區(qū)包括用于沉積傳導(dǎo)材料以用于提供在相鄰的薄膜堆疊的頂部電極和第一電極之間的互連的間隙。

間隔器結(jié)構(gòu)優(yōu)選地包括主要位于在兩個(gè)相鄰的薄膜元件堆疊之間的所謂的電互連區(qū)中的電介質(zhì)結(jié)構(gòu)，其也可以被稱作電池元件。

對于高性能和同質(zhì)的外表來說，用于在光伏模塊的情況下的光吸收并且用于發(fā)光膜的光發(fā)射的區(qū)域的高利用率是重要的。薄膜器件的各段的串聯(lián)互連被稱為單片互連。這是通過如在圖A1(其是通過鄰近的太陽能電池元件的串聯(lián)互連的橫截面的示意圖)中示出的將各個(gè)膜的適當(dāng)?shù)貓D案化來實(shí)現(xiàn)的。為了簡化，僅顯示了底部電極、光敏層和頂部電極。

優(yōu)選地，本發(fā)明提供了這樣的襯底材料：其中，電互連區(qū)由在圖案化的特征P1、P2和P3中的一個(gè)或多個(gè)提供；其中，P1提供了在相鄰的薄膜器件堆疊之間的第一電極的電氣分離，P2提供了用于在相鄰的薄膜堆疊的頂部和第一電極之間的電互連的間隙，并且P3提供了頂部電極的電氣分離。

優(yōu)選地，本發(fā)明提供了這樣的襯底材料：其中，薄膜元件堆疊是串聯(lián)連接的，并且電互連區(qū)包括提供在相鄰的薄膜元件堆疊的頂部和第一電極之間的互連的沉積的傳導(dǎo)材料。

在其中實(shí)現(xiàn)了鄰近的電池元件的互連的區(qū)通過在圖A1中分別由參考數(shù)字24、26和28來表示的被叫做P1、P2和P3的三個(gè)圖案化的特征或者區(qū)來表征。通常，P1提供了底部電極的分離，P2提供了在鄰近的電池的頂部電極和底部電極之間的電互連，并且P3提供了頂部電極的分離。P1和P2分別暴露了襯底或者下面的勢壘和底部電極。

在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，互連區(qū)被限定為在P1和P3圖案化的特征的外邊界之間的區(qū)域。

在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，間隔器結(jié)構(gòu)位于在第一電極的一部分的上方，并且在存在的情況下位于頂部電極的一部分的下面。

在本文描述的一個(gè)實(shí)施例中，可以通過按順序涂覆來建立薄膜層，并且隨后通過所涂覆的層來產(chǎn)生通道或者圖案，以暴露層并且形成電互連區(qū)。間隔器結(jié)構(gòu)可以部分地沉積在該區(qū)中。以這種方式，可以在已知的P1、P2和P3暴露的表面的周圍產(chǎn)生電互連區(qū)。

可以使用產(chǎn)生在光伏模塊的情況下實(shí)現(xiàn)有用的工作電壓和電流所需的單片串聯(lián)互連結(jié)構(gòu)的激光劃片過程來形成P1和P2圖案特征。這一圖案化允許在一個(gè)單片襯底上將大的太陽能電池模塊分成更小的串聯(lián)互連的電池的陣列。P3圖案化特征提供了頂部電極的分離。

在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，提供了這樣的襯底材料：其中，薄膜堆疊是串聯(lián)連接的，并且電互連區(qū)包括提供在相鄰的薄膜堆疊的頂部和第一電極之間的互連的沉積的傳導(dǎo)材料。

在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，具有兩個(gè)結(jié)構(gòu)，每個(gè)由在互連區(qū)中沉積的不同材料形成，所述結(jié)構(gòu)之一是間隔器結(jié)構(gòu)。在其中具有兩個(gè)結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的另一個(gè)更具體的實(shí)施例中，兩個(gè)結(jié)構(gòu)之一是間隔器，結(jié)構(gòu)中的另一個(gè)包括液體、油脂或者蠟。

優(yōu)選地，對以上描述的串聯(lián)互連的替代地或者潛在地額外的方法是并聯(lián)互連方法。這是通過提供電流捕獲裝置(更常規(guī)地被稱為匯流排)來實(shí)現(xiàn)的。這些匯流排從透明電極的較小區(qū)域捕獲電流/向透明電極的較小區(qū)域遞送電流，并因此允許具有通過匯流排的小遮蔽損耗的權(quán)衡的有效提取/遞送。圖A2是并聯(lián)連接的橫截面的示意圖。在較小的區(qū)域有效地并聯(lián)連接時(shí)(然而小區(qū)域物理上不與電極結(jié)構(gòu)分離)，傳導(dǎo)格柵線從底部電極收集電流。因此，由傳導(dǎo)格柵線分離的器件隔間被有效地并聯(lián)連接?；ミB區(qū)通過由電流捕獲特征覆蓋的區(qū)域限定。

在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，提供了這樣的襯底材料：其中，薄膜堆疊被布置成并聯(lián)連接，并且電互連區(qū)包括在相鄰的薄膜堆疊之間的間隙，以用于在其中接收形成在第一電極和輸出端子之間的互連的導(dǎo)電間隔器元件。

優(yōu)選地，對于特別是并聯(lián)連接的器件堆疊，本發(fā)明提供了其中電互連區(qū)被限定為在傳導(dǎo)材料和透明電極之間的界面區(qū)域的襯底材料。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，傳導(dǎo)材料是傳導(dǎo)格柵線或者匯流排。

在專利申請WO 2012/004589中，使用作為對激光劃片過程的替代的線狀物示出了將物品圖案化的方法。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，具有包括沿著X-Y平面間隔的薄膜堆疊的襯底材料，該薄膜堆疊具有一個(gè)或多個(gè)薄膜層，薄膜堆疊具有在相鄰的薄膜堆疊之間的電互連區(qū)，其中，間隔器元件至少部分位于電互連區(qū)中。

在本文描述的另一個(gè)實(shí)施例中，可以通過印刷來建立薄膜層，并且通道或者圖案作為印刷架構(gòu)的結(jié)果而產(chǎn)生。在這個(gè)示例中，印刷的優(yōu)選形式是噴墨印刷。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是其中期望的頂部電極是在間隔器結(jié)構(gòu)被沉積之后產(chǎn)生的真空沉積的金屬電極。在間隔器結(jié)構(gòu)沉積之前，薄膜元件堆疊可以包括沉積的頂部界面層，其另外可以是傳導(dǎo)層。這一組合的界面和傳導(dǎo)層的示例是PEDOT：PSS(聚(3,4-乙烯二氧噻吩)聚(苯乙烯磺酸)。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，在卷對卷制程中制造薄膜電子器件的方法包括：提供襯底；沉積一個(gè)或多個(gè)薄膜層，以產(chǎn)生薄膜器件堆疊；提供在薄膜器件堆疊之間的電互連區(qū)；以及將間隔器元件至少部分地沉積在薄膜器件堆疊之間的電互連區(qū)中。

頂部電極可以由各種材料形成或者通過不同的方法沉積。通常使用的電極是絲網(wǎng)印刷或凹版印刷的銀膏。可以從納米顆粒墨水沉積更薄的電極。沉積方法是凹版印刷、柔性(flex)印刷或噴墨印刷。噴涂也已被成功證明。也可以采用真空過程用于頂部電極的沉積以及用于界面材料的沉積。示例性的真空沉積過程是熱蒸發(fā)、濺射鍍膜、CVD(化學(xué)蒸汽沉積)等。經(jīng)常以與用于有機(jī)功能層的涂覆速度不同的速度來進(jìn)行這些以上列出的電極沉積的過程。

在實(shí)際環(huán)境中，將頂部金屬電極沉積的步驟發(fā)生在將網(wǎng)狀物繞成卷以及將網(wǎng)狀物運(yùn)輸?shù)竭m合用于頂部金屬電極的沉積的裝置的步驟之后。另外，優(yōu)選地，當(dāng)間隔器結(jié)構(gòu)被沉積時(shí)，薄膜元件堆疊包括薄膜層，其包括諸如光伏(PV)層或者形成LED或OLED的層的活性層。間隔器結(jié)構(gòu)優(yōu)選地具有大于相鄰的薄膜器件堆疊的所有薄膜層的z軸高度。在光伏器件的情況下，電流生成層可以包括有機(jī)半導(dǎo)體層。在這個(gè)領(lǐng)域中，在薄膜元件堆疊包括作為活性層的一部分的至少一個(gè)有機(jī)半導(dǎo)體層的情況下，隨后，所得到的器件被叫做有機(jī)半導(dǎo)體器件，盡管存在無機(jī)層。

本發(fā)明提供了用于網(wǎng)狀物結(jié)合間隔器結(jié)構(gòu)的架構(gòu)。在薄膜太陽能模塊的情況下，例如模塊可以包括具有大于1微米的平面外尺寸的Z軸間隔器結(jié)構(gòu)。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了在其中間隔器元件被沉積在第一電極上的襯底材料。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了襯底材料，其中，間隔器元件被沉積在傳導(dǎo)材料的至少一部分的上方。

本發(fā)明提供了薄膜電子器件架構(gòu)，其具有保護(hù)其免受破壞的內(nèi)置的間隔器結(jié)構(gòu)。保護(hù)性作用通過在薄膜(在間隔器結(jié)構(gòu)之間的區(qū)域)和擠壓網(wǎng)狀物的表面(例如，在卷起期間或者處于卷起狀態(tài)的網(wǎng)狀物的背面或機(jī)器輥?zhàn)?之間產(chǎn)生減少的壓力或優(yōu)選地?zé)o接觸的間隙或者區(qū)域來實(shí)現(xiàn)。這將會降低通過在薄膜結(jié)構(gòu)和相反的表面之間陷入的顆粒、嵌入薄膜堆疊中的顆粒、在(多個(gè))涂覆的薄膜和表面之間的粗糙的表面或者強(qiáng)粘附所導(dǎo)致的刻痕、擦傷、拾取(pick-off)而造成的破壞的可能性。

在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，提供了這樣的襯底材料：其中，間隔器元件位于薄膜之間并且在薄膜器件堆疊的非活性區(qū)域中。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了這樣的襯底材料：其中，間隔器元件沉積在傳導(dǎo)材料和在薄膜元件堆疊的非活性區(qū)域中的薄膜層中。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了在其中間隔器元件被沉積為材料的連續(xù)的珠的襯底材料。

可選地，襯底材料包括導(dǎo)電材料的間隔器元件。

可選地，襯底材料包括被沉積為點(diǎn)的形狀或類似形狀的分立單元的、或者被沉積為材料的間斷的珠的間隔器元件。

兩種類型的互連概念已與光電薄膜器件有關(guān)，串聯(lián)互連和并聯(lián)互連。用于串聯(lián)和并聯(lián)互連的互連區(qū)被限定為：

對于電池元件的串聯(lián)互連，互連區(qū)由P1和P3分離特征的外邊界(也就是如在圖A1中顯示的在P3分離特征28的左手邊緣和P1分離特征24的右手邊緣之間的區(qū)域)限定。

對于并聯(lián)互連，互連的區(qū)/區(qū)域被限定為由電流捕獲線、匯流排或者格柵覆蓋的區(qū)域，也就是在圖A2中顯示的通過傳導(dǎo)格柵19覆蓋的互連區(qū)30。

間隔器結(jié)構(gòu)優(yōu)選被包含在兩個(gè)相鄰的電池元件之間的電互連區(qū)中。這個(gè)區(qū)通過被叫做P1、P2和P3的三個(gè)圖案化的特征或者區(qū)來表征。

通常，P1提供了底部電極的分離，P2提供了在鄰近的電池的頂部電極和底部電極之間的電互連，并且P3提供了頂部電極的分離。P1和P2分別暴露了襯底或者下面的勢壘層和底部電極。區(qū)域P1和P2不對在光伏電池中生成電流或者在發(fā)光器件中發(fā)光做出貢獻(xiàn)，并且因此冗余的空間使得該區(qū)成為要將間隔器結(jié)構(gòu)沉積在其之內(nèi)的區(qū)域的有利選擇。區(qū)域P1和P2為表面界面提供了對于間隔器良好的粘附。間隔器結(jié)構(gòu)可以完全地或者部分地覆蓋P1或P2特征或區(qū)以及鄰近的區(qū)域。

考慮下列性質(zhì)來選擇間隔器結(jié)構(gòu)的尺寸：在處理期間存在的顆粒的大小和貢獻(xiàn)、在位于電池互連區(qū)中的鄰近的電池元件之間的距離-最優(yōu)的距離主要由透明電極的傳導(dǎo)性確定。更大的電池間隔將造成網(wǎng)狀物在拉力下的更大的彎曲，并且因此需要更大的z軸結(jié)構(gòu)高度以避免破壞。在互連之間的距離的通常的值是大約5至15mm?？梢园l(fā)現(xiàn)其中需要較高電壓的較小的距離，并且可以發(fā)現(xiàn)用于高傳導(dǎo)性電極(例如，通過格柵結(jié)構(gòu)促進(jìn)的電極)或者低光強(qiáng)度應(yīng)用的幾厘米的較大距離。當(dāng)考慮間隔器尺寸需要的時(shí)候其他重要的性質(zhì)包括基礎(chǔ)材料或者合成物的厚度和彈性模量、在卷對卷處理期間的網(wǎng)狀物拉力以及正面輥?zhàn)拥谋砻娲植诙取?/p>

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，間隔器結(jié)構(gòu)的高度優(yōu)選為大于通常的顆粒的直徑，并且大約是1微米至500微米，并且更優(yōu)選地在10微米至200微米之間。

在本發(fā)明的另一個(gè)示例中，襯底由可被卷起的并且適合用于卷對卷生產(chǎn)線上的柔性材料制成。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)當(dāng)涂覆的襯底以這一方式被卷起的時(shí)候，在涂覆的表面上的活性層可以相對容易地通過處理在表面上的自由顆?；蛘咴S多其他原因破壞。

為了降低對活性區(qū)域破壞的風(fēng)險(xiǎn)，另一個(gè)選擇是將保護(hù)間隔器元件放置在襯底的未涂覆的面上。這種間隔器元件可以保護(hù)薄膜涂層不受在卷起以及退繞期間由鄰近的層在一起磨損或者摩擦導(dǎo)致的破壞。然而，也已發(fā)現(xiàn)當(dāng)間隔器被不正確地放置的時(shí)候，間隔器自身可以破壞涂覆的薄膜。

優(yōu)選地，在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，具有一種在X-Y平面中延伸的襯底材料，該襯底材料在第一表面上被涂覆了一個(gè)或多個(gè)膜，以形成具有厚度并且在垂直于X-Y平面的Z方向上遠(yuǎn)離X-Y平面地延伸的薄膜元件堆疊，第二表面具有在其上的至少一個(gè)間隔器元件，間隔器元件在垂直于X-Y平面的Z方向上遠(yuǎn)離X-Y平面地延伸到大于薄膜元件的厚度的距離，間隔器元件被放置在襯底上，使得當(dāng)襯底材料被卷到卷上的時(shí)候，間隔器元件接合在第一表面上的薄膜層之間形成的互連區(qū)。

有利地，在襯底的第二表面上的間隔器元件隨后接合在襯底的涂覆的第一表面上的非活性區(qū)域，降低了對薄膜元件的活性區(qū)域的破壞的風(fēng)險(xiǎn)。

在非活性的第二表面上的間隔器的定位和圖案化可被調(diào)整以確保對膜的破壞的風(fēng)險(xiǎn)最小。

優(yōu)選地，襯底由柔性材料制成。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了這樣的襯底材料，其中，互連區(qū)是在襯底的上方在x-y平面中延伸的、并且在垂直于X-Y平面的z方向上延伸且遠(yuǎn)離襯底的三維區(qū)。

附圖簡述

現(xiàn)在將參考附圖通過示例的方式更全面地描述本發(fā)明的實(shí)施方式，其中：

圖A1是通過鄰近的太陽能電池元件的串聯(lián)互連的橫截面的示意圖。

圖A2是其中傳導(dǎo)性格柵線從底部電極捕獲電流的并聯(lián)連接的橫截面的示意圖。

圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的被包含在光伏模塊中的間隔器結(jié)構(gòu)的示意圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的在光伏電池的上方沉積的間隔器結(jié)構(gòu)的示意圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的在光伏電池的上方沉積的間隔器結(jié)構(gòu)的示意圖；

圖4是根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例的在光伏電池的上方沉積的間隔器結(jié)構(gòu)的示意圖；

圖5是根據(jù)本發(fā)明的第五實(shí)施例的在光伏電池的上方沉積的間隔器結(jié)構(gòu)的示意圖；

圖6是根據(jù)本發(fā)明的第六實(shí)施例的在光伏電池的上方沉積的間隔器結(jié)構(gòu)的示意圖；

圖7是根據(jù)本發(fā)明的第七實(shí)施例的在光伏電池的上方沉積的間隔器結(jié)構(gòu)的示意圖；

圖8是根據(jù)本發(fā)明的第八實(shí)施例的在光伏電池的上方沉積的間隔器結(jié)構(gòu)的示意圖；圖9是根據(jù)本發(fā)明的第九實(shí)施例的在光伏電池的上方沉積的雙間隔器結(jié)構(gòu)的示意圖；

圖10是作為分立的點(diǎn)或者段而被沉積的間隔器結(jié)構(gòu)的頂視圖的示意圖；

圖11A至11G是顯示最終的器件堆疊的示意性制造過程的示意圖；

圖12是具有增強(qiáng)的器件性能特性的間隔器結(jié)構(gòu)的示意圖；

圖13是示出代表性比例尺的鄰近器件堆疊的間隔器結(jié)構(gòu)的示意圖；

圖14是示出代表性比例尺的鄰近器件的間隔器結(jié)構(gòu)的示意圖；

圖15A：顯示沉積在第一電極上的間隔器結(jié)構(gòu)；

圖15B：顯示在底部電極的間隙中(部分地或者完全地)沉積在襯底上的間隔器結(jié)構(gòu)；

圖16A：顯示在薄膜堆疊的頂部上沉積的間隔器結(jié)構(gòu)；

圖16B：顯示在薄膜器件堆疊的間隙中沉積在底部電極的頂部上的間隔器結(jié)構(gòu)。

圖16C：顯示在由薄膜器件堆疊覆蓋的底部電極的頂部上的間隔器結(jié)構(gòu)。

圖16D：顯示被夾在兩個(gè)薄膜器件堆疊之間的間隔器結(jié)構(gòu)。

圖16E：顯示在互連區(qū)外面沉積的間隔器結(jié)構(gòu)。

圖17：顯示用于并聯(lián)互連的間隔器結(jié)構(gòu)配置；

圖18：顯示用于并聯(lián)互連的另一個(gè)間隔器結(jié)構(gòu)配置；

圖19：顯示用于并聯(lián)互連的又一個(gè)間隔器結(jié)構(gòu)配置；

圖20：顯示用于并聯(lián)互連的間隔器結(jié)構(gòu)的一般定位；

圖21：顯示用于串聯(lián)互連的間隔器結(jié)構(gòu)配置；

圖22：顯示了用于串聯(lián)互連的不同的間隔器結(jié)構(gòu)配置；

圖23：顯示將在互連區(qū)中接合的薄膜涂層的相反側(cè)面上的間隔器結(jié)構(gòu)；以及

圖24：顯示包括具有位于襯底在涂覆的薄膜的相反的側(cè)面上的間隔器元件的涂覆的薄膜的卷起的網(wǎng)狀物的橫截面。

在以下附圖描述中，相同的參考數(shù)字應(yīng)被用于標(biāo)識相同的部件。

圖A1描繪了通過鄰近的太陽能電池元件的串聯(lián)互連的橫截面。為了簡化，僅顯示了襯底材料10、底部電極12、光敏層14和頂部電極18。P1特征24表示在鄰近的電池之間的底部電極12的分離，P2特征26表示在鄰近的電池之間的頂部電極和底部電極之間的互連。被顯示為28的特征P3表示在鄰近的電池之間的頂部電極的分離?；ミB區(qū)30由P1特征和P3特征的外邊界限定。

圖A2描繪了并聯(lián)連接的橫截面。傳導(dǎo)格柵線19電連接于底部電極12。因此，由傳導(dǎo)格柵線分離的器件隔間實(shí)際上并聯(lián)連接?；ミB區(qū)30通過由電流捕獲特征覆蓋的區(qū)域限定。

參考圖1至9，太陽能模塊8的截面包括由塑性材料(諸如，聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET))形成的襯底10。太陽能電池11A沉積在襯底10的上方，并且包括底部電極12、光敏層14、界面層16和頂部電極18。入射光通常將在由線22指示的總體方向上落在襯底10上。

在圖1至圖9中，間隔器結(jié)構(gòu)20被沉積在與太陽能電池帶11A、11B鄰近的沉積特征中，并且在X-Y平面中基本上沿著太陽能模塊的長度延伸。因此，在圖1至圖9中，間隔器結(jié)構(gòu)20的沉積特征可以是以材料的連續(xù)的珠的形式基本連續(xù)的，或者以材料的間斷的珠的形式間斷的。在圖10中，顯示由點(diǎn)(而不是連續(xù)的珠)形成的間隔器結(jié)構(gòu)。

底部電極12是透明層或者不透明的。不透明的電極的示例是薄的鉻(粘附增強(qiáng))、鋁(薄層傳導(dǎo)率)和鉻層(界面層)的夾層。透明的底部電極12也可以包括銦錫氧化物或者涂覆有特定氧化物、提供歐姆接觸的一些其他的金屬氧化物/金屬/金屬氧化物的層系統(tǒng)。這種特定接觸可以由通過真空處理或者作為來自溶液的溶膠凝膠或者納米顆粒而沉積的(摻雜的或者本征的)TiOx或者ZnOx形成。

光敏層14可以是共軛聚合物和富勒烯衍生物的混合物，諸如，聚3-己基噻吩(P3HT)和[6,6]-苯基C61-丁酸甲酯(PCBM)的混合物。P3HT(在這個(gè)光敏合成物中的主吸收劑)具有大約2.1eV的帶隙，并且吸收多達(dá)大約650nm的波長。可選地，光敏層14可以包括兩種共軛聚合物(一種共軛聚合物代表給體，并且一種聚合物代表受體)的混合物，或者分別具有給體和受體的特性的兩種或者更多種分子種類的組合。

其他合適的光敏層14可以包括：基于對亞苯基乙烯基的5共軛聚合物，諸如，(聚(2-甲氧基-5((3′,7′-二甲基辛基)氧基)-1,4-亞苯基乙烯基)(MDMO-PPV,)；基于芴的共軛聚合物，例如，2,1,3-含苯并噻二唑的PF，聚(9,9-二辛基芴-2,7-二基-alt-4,7-雙(3-己基噻吩-5-yl)-2,1,3-苯并噻二唑-2’,”2-二基))。其他合適的光敏層14可包括CH3NH3Pbl3-xClx鈣鈦礦或者無鉛的變體，例如，甲基銨錫三碘化物(CH3NH3SnX3)。

界面層16包括空穴捕獲化合物，諸如，聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚(苯乙烯磺酸鹽)((PEDOT)-PSS)或者聚苯胺-聚(苯乙烯磺酸鹽)(聚苯胺)?？蛇x的空穴捕獲化合物包括金屬氧化物，諸如，MoO3、NiO或者V2O5。

頂部電極18沉積在界面層16的上方，并且可以包括真空沉積的金屬電極。合適的金屬包括銀、鋁、銅和金、或者其合金或者組合。

可選地，頂部電極可以基于特別的金屬或者其前體。頂部電極也可以以金屬納米顆粒或者納米線(例如，銀納米線)的形式從溶液中被沉積。與如PEDOT：PSS的傳導(dǎo)填充劑組合的后者將允許實(shí)現(xiàn)半透明電極。半透明頂部電極可以通過真空沉積的薄金屬層實(shí)現(xiàn)，經(jīng)常被夾在金屬氧化物層之間。通過涂覆和印刷技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)這些層的沉積。在不透明的底部電極或者完全透明的器件的情況下，頂部電極足夠透明以允許光透射。

參考圖1，第一P1圖案化特征24提供了底部電極12在相鄰的太陽能電池11A和112B之間的分離。第二P2圖案化特征26提供了將要由用于在相鄰的太陽能電池11A和11B的頂部電極18和底部電極12之間電互連的傳導(dǎo)材料填充的暴露的空間。如可以從圖1中看見的，通過頂部電極18的沉積，提供了在太陽能電池11A的頂部電極18和太陽能電池11B的底部電極12之間的電互連。第三P3圖案化特征28提供了頂部電極18的分離。

在圖1中，間隔器結(jié)構(gòu)20被部分地沉積在底部電極12上的、并且接觸底部電極12的第二P2圖案化特征26內(nèi)，并且覆蓋光敏層14和界面層16的一部分。間隔器結(jié)構(gòu)20通常將包括電介質(zhì)材料。間隔器結(jié)構(gòu)20也可以包括如以下描述的光學(xué)功能。

參考圖2，間隔器結(jié)構(gòu)20被部分地沉積在底部電極12上的、并且接觸底部電極12的第二P2圖案化特征26內(nèi)，并且覆蓋光敏層14和界面層16的一部分。襯底10已被暴露，使得頂部電極18在提供了在太陽能電池11A的頂部電極18和太陽能電池11B的底部電極12之間的電互連的同時(shí)接觸襯底10的暴露的空間。

圖1和圖2共同之處在于提供了兩個(gè)相鄰的電池的頂部電極18的分離的第三P3圖案化特征28位于電介質(zhì)間隔器20的、與電互連相對的側(cè)面上。

參考圖3，間隔器結(jié)構(gòu)20被部分地沉積在底部電極12上的、并且接觸底部電極12的第二P2圖案化特征26內(nèi)，并且覆蓋光敏層14和界面層16的一部分。提供了頂部電極18的分離的第三P3圖案化特征28位于電介質(zhì)間隔器20的頂部上。

參考圖4，間隔器結(jié)構(gòu)20被部分地沉積在底部電極12上的、并且接觸底部電極12的第二P2圖案化特征26內(nèi)，并且覆蓋光敏層14和界面層16的一部分。提供了頂部電極18的分離的第三P3圖案化特征28從間隔器結(jié)構(gòu)20的遮蔽效應(yīng)或者掩蔽效應(yīng)中形成。間隔器結(jié)構(gòu)20的三維結(jié)構(gòu)提供了底切，該底切阻止在電極沉積期間材料沉積在頂部電極18的整個(gè)層的上方。

參考圖5，間隔器結(jié)構(gòu)20被完全地沉積全部在底部電極12上的、并且接觸底部電極12的第二P2圖案化特征26內(nèi)。間隔器結(jié)構(gòu)20并不覆蓋光敏層14和界面層16的一部分。提供了頂部電極18的分離的第三P3圖案化特征28位于電介質(zhì)間隔器20的、與電互連相對的側(cè)面上。

參考圖6至圖9，器件架構(gòu)基于實(shí)現(xiàn)在光敏層14和界面層16的沉積之后第一P1圖案化特征24提供在相鄰的太陽能電池11A和11B之間的底部電極12的分離。在這種情況下，P1圖案化特征24通過整個(gè)分層的堆疊而實(shí)現(xiàn)。

參考圖6，間隔器結(jié)構(gòu)20沉積在通過第一圖案化特征24暴露的襯底10上，并且部分地覆蓋太陽能電池11A的所有層的邊緣。在不存在間隔器結(jié)構(gòu)20覆蓋底部電極12的暴露的邊緣的情況下，(一旦頂部電極18沉積)，太陽能電池11A將會經(jīng)歷在其頂部電極18和底部電極12之間的短路。頂部電極18沉積在間隔器結(jié)構(gòu)20的整個(gè)上表面的上方，并且填充第二P2圖案化特征26。在第三P3圖案化特征28處發(fā)生在頂部電極18中的缺口。

參考圖7，間隔器結(jié)構(gòu)20部分沉積在通過第一圖案化特征24暴露的襯底10上，并且部分地覆蓋太陽能電池11A的所有層的邊緣。在不存在間隔器結(jié)構(gòu)20覆蓋底部電極12的暴露的邊緣的情況下，太陽能電池11A將會經(jīng)歷在其頂部電極18和底部電極12之間的短路。頂部電極18沉積在間隔器結(jié)構(gòu)20的整個(gè)上表面的上方，并且部分地終止于第二P2圖案化特征26內(nèi)。

參考圖8，間隔器結(jié)構(gòu)20部分沉積在通過(未顯示的)第一圖案化特征24暴露的襯底10上，并且部分地覆蓋太陽能電池11A的所有層的邊緣。在不存在間隔器結(jié)構(gòu)20覆蓋底部電極12的暴露的邊緣的情況下，太陽能電池11A將會經(jīng)歷在其頂部電極18和底部電極12之間的短路。頂部電極18沉積在間隔器結(jié)構(gòu)20的整個(gè)上表面的上方，并且完全地填充第二圖案化特征26，延伸以覆蓋相鄰的太陽能電池11B的界面層16。正因如此，第三P3圖案化特征28提供了頂部電極18的分離。

參考圖9，顯示了雙間隔器結(jié)構(gòu)20A、20B。第一間隔器結(jié)構(gòu)20A部分沉積在通過第一圖案化特征24暴露的襯底10上，并且部分地覆蓋太陽能電池11A的所有層的邊緣。在不存在第一間隔器結(jié)構(gòu)20A覆蓋底部電極12暴露的邊緣的情況下，太陽能電池11A將會經(jīng)歷在其頂部電極18和底部電極12之間的短路。第二間隔器結(jié)構(gòu)20B與第一間隔器結(jié)構(gòu)20A間隔開，并且第二間隔器結(jié)構(gòu)20B沉積在底部電極12上，并且部分地在相鄰的太陽能電池11B的光敏層14和界面層16的邊緣區(qū)域的上方。頂部電極18沉積在第一間隔器結(jié)構(gòu)20A的整個(gè)上表面的上方，并且沉積在第二圖案化特征26的上方，向著相鄰的太陽能電池11B的頂部電極18延伸。第二間隔器結(jié)構(gòu)20B起作用，以形成頂部電極的P3圖案化特征28的分離。

使用兩個(gè)不同的間隔器結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)在于這些間隔器結(jié)構(gòu)可以由不同的材料制成。間隔器結(jié)構(gòu)20A的材料提供了電介質(zhì)性質(zhì)，使得其電隔離電池11A的暴露的邊緣。間隔器結(jié)構(gòu)20B提供了頂部電極的隔離(P3)。這可以通過由間隔器結(jié)構(gòu)的大接觸角導(dǎo)致的遮蔽效應(yīng)、通過對于多孔且粗糙的表面的微觀遮蔽效應(yīng)或者通過另一種材料實(shí)現(xiàn)。在這些情況下，可以由任意一個(gè)或者兩個(gè)間隔器結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)間隔器功能。這個(gè)配置的另一個(gè)變型是電介質(zhì)間隔器結(jié)構(gòu)20A與代替結(jié)構(gòu)20B沉積的油路結(jié)合。

油路的目的是防止在真空金屬化期間在這個(gè)區(qū)域中沉積金屬(這類過程是已知的)，并且由此形成分離P3。在這個(gè)配置中，間隔器結(jié)構(gòu)防止油路(在金屬化之前)在卷起期間接觸輥?zhàn)雍?或網(wǎng)狀物的背面。用于結(jié)構(gòu)20B的可選的材料是油脂或者蠟，其具有將會防止金屬電極乃至其他材料沉積在特別的表面的上方的性質(zhì)。

原則上，要保護(hù)的第二結(jié)構(gòu)可以由任何材料制成，但是有利的材料設(shè)置將會是在最終的電極沉積期間防止電極沉積的那一個(gè)。在最終的電極經(jīng)由熱蒸發(fā)步驟被沉積時(shí)，基于例如硅或者聚苯醚的低蒸汽壓力的油、或者低蒸汽壓力的油脂或者蠟形成的薄結(jié)構(gòu)將會是有利的。優(yōu)選的油的示例將會是由Conquest West供應(yīng)的基于硅的擴(kuò)散泵油704或者來自Edwards High Vacuum的Santovac 5^TM，它是基于聚苯醚的產(chǎn)品。合適的油脂的示例將會是Apiezon^TM油脂L、M、N、或者T，它們是基于碳?xì)浠衔锏?，并且它們中的一些包含蠟。合適的蠟的示例將會是Apiezon^TMW乃至是固體石蠟，這取決于工藝溫度和蒸汽壓力容限。另一個(gè)選擇將會是部分或者完全地未固化的UV固化的化合物，諸如Dupont 5018。這些材料可以通過適合于選定的特別的封閉材料的任何已知的技術(shù)來沉積，諸如，在材料顯示形成特性的優(yōu)良特征的溫度處的無接觸印刷(例如，熱噴墨)、柔版印刷(特別是油)或者噴嘴分配(特別是更黏的材料)。在一些實(shí)例中，可以要求向合成物添加濕潤劑。

另外，其可以有益于將顯示出高等級粗糙度的材料合并到要保護(hù)的特征中，使得在最終的電極沉積期間，防止在該結(jié)構(gòu)上形成顯著的電荷滲透網(wǎng)絡(luò)。這個(gè)材料的示例是云母，云母可以作為非常細(xì)小的薄片而存在，諸如，在由Imerys Performance Minerals生產(chǎn)的MKT^TM中所發(fā)現(xiàn)的。

圖10顯示了用于間隔器結(jié)構(gòu)的可選布置。圖10A是側(cè)視圖并且類似于所有其他先前的圖。圖10C是圖10A的間隔器布置的平面圖。線A和B顯示了在圖10A和10B中顯示的側(cè)視圖的位置。間隔器元件20被顯示為點(diǎn)線的圓圈，指示間隔器在這個(gè)示例中是圓形的或者滴形的。作為替代方案，間隔器可以是在該圖案內(nèi)適配的任何其他實(shí)用形狀，諸如，橢圓形的或者長劃線類型的圖案。

圖11A至11G示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例用于制造太陽能模塊8的順序。雖然在圖11G處示出的最終的圖案化的器件堆疊與在圖1處示出的器件堆疊一致，但是沉積和制造的總體原則可應(yīng)用于在圖1至圖9處示出的器件中的任何器件。在本文檔中使用的表述“器件堆疊”旨在指被建立以產(chǎn)生薄膜元件堆疊的一個(gè)或多個(gè)薄膜層，薄膜元件堆疊將造成可操作的器件成為光吸收器件或者發(fā)光器件。

因此，參考圖11A，提供了襯底10，其具有在襯底10上沉積的底部電極12。底部電極12被圖案化，具有穿過底部電極12形成的P1圖案化特征24，從而通過暴露在下面的襯底10來產(chǎn)生在相鄰的底部電極12之間的電隔離。

圖11B顯示圖案化的底部電極12，其具有沉積在圖案化的底部電極12和暴露的襯底10的上方的活性層14。雖然活性層14被顯示為單個(gè)層14，但是其可以包括如上結(jié)合圖1描述的層的堆疊。轉(zhuǎn)到圖11D(沒有圖11C)，在襯底10上的圖案化的底部電極12由活性層14涂覆，其轉(zhuǎn)而包括界面層16。界面層16包括空穴捕獲化合物，諸如，聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚(苯乙烯磺酸鹽)((PEDOT)-PSS)或者聚苯胺-聚(苯乙烯磺酸鹽)(聚苯胺)?？蛇x的空穴捕獲化合物包括金屬氧化物，諸如MoO₃、NiO、或者V₂O₅。

參考圖11D，第二P2圖案化特征26被產(chǎn)生成接觸底部電極12，并且覆蓋光敏層14和界面層16的一部分。圖11E示出在底部電極12上的、并且接觸底部電極12的第二P2圖案化特征26內(nèi)部分沉積的間隔器結(jié)構(gòu)20，并且間隔器結(jié)構(gòu)20覆蓋光敏層14和界面層16的一部分。如以上結(jié)合圖所述，間隔器結(jié)構(gòu)20可以是電介質(zhì)材料，然而其他材料也可以被單獨(dú)使用或者與電介質(zhì)結(jié)合地使用。

參考圖11F，蒸發(fā)的頂部金屬電極層18沉積在間隔器結(jié)構(gòu)20的上方。在實(shí)際環(huán)境中，這一沉積過程將會發(fā)生在遠(yuǎn)離被用于建立為了運(yùn)輸而要求卷起網(wǎng)狀物的器件堆疊的卷對卷裝置的地點(diǎn)或者裝備處。圖11G示出了最終的圖案化的器件堆疊，其具有提供了頂部電極18的分離的第三P3圖案化特征28。

圖12顯示在其中間隔器材料能夠透射光的可選的實(shí)施例。在這個(gè)示例中，入射光22穿過襯底10和該結(jié)構(gòu)的其他層，以在內(nèi)部被反射性的頂部電極18反射回到界面層16和光敏層14中。在一些情況下，頂部的界面層提供了一定等級的薄層傳導(dǎo)率，該薄層傳導(dǎo)率足夠使在由間隔器結(jié)構(gòu)20覆蓋的光敏區(qū)域中生成的電流將對由電池生成的總電流做出貢獻(xiàn)。另外，間隔器結(jié)構(gòu)20在光敏層14的區(qū)域外面的區(qū)域上沖擊的一部分入射光將反射回到光敏區(qū)域14上，并因此對光電流做出貢獻(xiàn)。結(jié)果，用于光捕獲的有效區(qū)域增加了。間隔器材料20的光學(xué)性質(zhì)被選定為使得其顯示在太陽能電池的光敏材料的活躍的光譜范圍中的高透射。將熒光染料包含到間隔器材料中可以額外地促進(jìn)在這些結(jié)構(gòu)中捕獲光以及將其調(diào)低到更可能在鄰近的電池元件中被吸收并且隨后變換成電能的更低的波長。通過包含含氟聚合物，可以提供對輥?zhàn)颖砻婢哂械驼掣降拈g隔器結(jié)構(gòu)20。頂部電極18沉積在間隔器結(jié)構(gòu)20上，并且接觸間隔器結(jié)構(gòu)20。

合適的間隔器材料的示例是：

熱熔性膠粘劑

隆起的化合物

電介質(zhì)材料

UV固化電介質(zhì)材料，諸如

Dupont 5018(TM)

傳導(dǎo)材料：Dupont PV412^TM絲網(wǎng)印刷膏。

間隔器材料可以經(jīng)由噴墨、閥門噴射、分配噴嘴、旋轉(zhuǎn)絲網(wǎng)和在本領(lǐng)域已知的其他沉積技術(shù)被沉積，諸如，ToneJet^TM、電子攝像印刷和其中沉積在特定的襯底所要求的厚度范圍中并且材料的性質(zhì)和特征間隔適當(dāng)?shù)钠渌练e技術(shù)。

參考圖13，并且試圖提供在間隔器結(jié)構(gòu)20和器件堆疊之間的比例的一些實(shí)際參考，具有大約10um的高度的間隔器結(jié)構(gòu)20被顯示為部分沉積在互連區(qū)圖案化特征內(nèi)，其提供了P1圖案化特征24形式的間隙，以及作為P2圖案化特征26的結(jié)果的在底部電極12上暴露的空間。P2圖案化特征26可以是1-500um，并且在這個(gè)示例中是大約25um。器件堆疊在高度上(箭頭1)不大于大約1微米(所以圖仍然沒有完全按照比例)。如可以在圖13中容易看見的，間隔器結(jié)構(gòu)20使器件堆疊變矮小，并且在P3圖案化特征28的后電極圖案化之前，間隔器結(jié)構(gòu)20由頂部電極18涂覆，P3圖案化特征的可能位置由朝下的箭頭指示，并且其將會提供在鄰近的電池之間的頂部電極18中所需要的缺口。在這個(gè)情況下，間隔器結(jié)構(gòu)20也提供了避免在頂部電極沉積期間頂部電極18與在左手側(cè)器件堆疊上的底部電極12短路的裝置。

參考圖14，大約20微米(實(shí)線)高度和50微米以上(虛線)的尺寸的間隔器結(jié)構(gòu)20被示出為更接近在間隔器結(jié)構(gòu)20和器件堆疊之間真實(shí)的相對比例的示例。圖14的間隔器結(jié)構(gòu)20被顯示為部分地沉積在包括P1和P2圖案化特征24和26的互連區(qū)內(nèi)，這提供了在底部電極12中的間隙以及在底部電極12上的暴露的空間。P2圖案化特征26延伸了大于25微米，并且器件堆疊在高度上經(jīng)常小于1微米，其中通常是300-500納米。在圖14中描繪的鄰近的器件堆疊的活性區(qū)域(2)之間的距離大于75微米，然而更窄的特征的間隔和間隙是可能的，這取決于采用的圖案化技術(shù)。

間隔器結(jié)構(gòu)的主要目的是防止發(fā)生對沉積在襯底材料的頂部上的膜的破壞。在第一示例中，間隔器結(jié)構(gòu)沒有由第一電極覆蓋。這可以通過如在圖15a中顯示的將間隔器結(jié)構(gòu)沉積在第一電極上或者如在圖15B中顯示地部分地或者完全地在電極旁邊(沉積進(jìn)入在第一電極中產(chǎn)生的間隙中)來實(shí)現(xiàn)。在其中有利的是間隔器由第一電極覆蓋的可選的示例中，覆蓋間隔器結(jié)構(gòu)的第一電極的一部分必須或者不與主要覆蓋襯底的主要的第一(底部)電極電接觸，或者不與第二(頂部)電極的主要的平面區(qū)域電接觸。為了避免在第一電極和頂部電極之間通過它們直接接觸而產(chǎn)生短路，這是必需的。這可以在層電極沉積或者隨后的例如對頂部電極進(jìn)行減少圖案化期間通過例如遮蔽效應(yīng)來實(shí)現(xiàn)。

多個(gè)薄膜層可以如在圖16A中顯示地存在于襯底和間隔器結(jié)構(gòu)20之間。優(yōu)選的定位取決于在特定過程中該層的穩(wěn)定性、過程順序以及通過重繞和退繞網(wǎng)狀物以及間隔器結(jié)構(gòu)與薄膜堆疊的粘附造成的任何中斷。

圖16B顯示其中薄膜涂層被中斷并且間隔器結(jié)構(gòu)直接固定于第一電極的示例。在這個(gè)情況下，重要的是間隔器結(jié)構(gòu)21覆蓋最初暴露的底部電極。在圖16C中，在涂覆薄膜之前，間隔器結(jié)構(gòu)21被沉積在底部電極上。這可能有在薄膜涂層中的厚度變化的缺點(diǎn)，然而，在間隔器結(jié)構(gòu)的區(qū)域中的層的部分移除并沒有造成在頂部電極沉積之后的電分流的產(chǎn)生。如果粘附允許，間隔器結(jié)構(gòu)21可沉積于在底部電極上方并且在頂部電極下方的任何層上。這在圖16D中被描繪。在圖16E中顯示間隔器結(jié)構(gòu)沉積在互連區(qū)外部。缺點(diǎn)是降低了活性區(qū)域的大小。

如在圖17中顯示的，對于并聯(lián)互連的實(shí)例，部分移除在間隔器結(jié)構(gòu)的沉積區(qū)中的一個(gè)或多個(gè)涂覆的層也是可行的。間隔器結(jié)構(gòu)20通過傳導(dǎo)特征19和電介質(zhì)蓋21的組合形成。間隔器結(jié)構(gòu)的電介質(zhì)部件與傳導(dǎo)部件在高度上的比率可以變化。圖18說明了在這個(gè)實(shí)施方式中導(dǎo)體如何對間隔器結(jié)構(gòu)的高度做出主要貢獻(xiàn)，而在這個(gè)情況下，相對薄的電介質(zhì)覆蓋層21的目的是提供電隔離。

多個(gè)薄膜層可以部分地或者完全地覆蓋間隔器結(jié)構(gòu)20以及在薄膜堆疊中的其他層。如在圖19中顯示的，原則上，除了底部電極之外的包括界面層16、(多個(gè))光敏(或者復(fù)合)層14、金屬層18的整個(gè)堆疊可被定位在間隔器結(jié)構(gòu)20的上方。這個(gè)配置的缺點(diǎn)可以是通過間隔器結(jié)構(gòu)誘導(dǎo)的表面效應(yīng)導(dǎo)致的、其中它們由溶液被涂覆的層的不均勻的厚度分布引起的。通過真空處理或者大氣水汽處理(例如，空間ALD(原子層沉積)、CVD)沉積的薄膜層受影響較小。因此，優(yōu)選的實(shí)施方式是其中間隔器結(jié)構(gòu)在最終溶液處理器件堆疊的層之后被施加的實(shí)施方式。

圖20顯示用于并聯(lián)互連的間隔器結(jié)構(gòu)20的總體定位。導(dǎo)體19與底部電極12接觸。間隔器元件20可以位于薄膜堆疊的任何垂直位置。最合適的位置由層的粘附以及在卷對卷制程中的處理?xiàng)l件確定。優(yōu)選的配置是其中僅有(可選地包括界面層或者層16并且包括不同的金屬組合的)最終的頂部電極覆蓋間隔器結(jié)構(gòu)和薄膜堆疊的配置。

間隔器結(jié)構(gòu)優(yōu)選地包括主要位于在兩個(gè)相鄰的薄膜元件堆疊之間的所謂的電互連區(qū)中的電介質(zhì)或者電荷傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)，薄膜元件堆疊也可以被稱作電池元件。在圖21中顯示了基于傳導(dǎo)的間隔器結(jié)構(gòu)20的示例。在這個(gè)情況下，通過主要由傳導(dǎo)材料(諸如，例如，碳黑或者金屬負(fù)載膏)制成的傳導(dǎo)的間隔器元件促進(jìn)鄰近的電池元件的串聯(lián)互連。

并非總是需要產(chǎn)生通道，特別是在間隔器結(jié)構(gòu)到所涂覆的薄膜的粘附足夠牢固的時(shí)候。在圖22中顯示了示例。電介質(zhì)間隔器結(jié)構(gòu)20沉積在薄膜系統(tǒng)14和16的層的頂部。電介質(zhì)間隔器結(jié)構(gòu)20也由頂部注入層16涂覆。當(dāng)考慮到處理順序時(shí)，假如間隔器到下面的薄膜的粘附足夠并且頂部界面層的同質(zhì)性可被適當(dāng)?shù)乇３?例如，如果頂部界面層通過真空過程沉積)，這個(gè)結(jié)構(gòu)可以是有利的。

參考圖23，間隔器結(jié)構(gòu)20位于襯底10的不具有任何薄膜涂層或者器件堆疊的、并且在電互連區(qū)30對面的一側(cè)上。如在圖23中指示的，間隔器元件不需要覆蓋襯底在形成互連區(qū)的完整區(qū)域的上方的表面。橫截面圖示顯示在卷對卷制造的太陽能模塊的橫向方向上進(jìn)行的切割。間隔器結(jié)構(gòu)的目的是在網(wǎng)狀物被卷起時(shí)保護(hù)薄膜器件的活性區(qū)域。通過將在襯底的未涂覆的表面上放置使得它們在互連區(qū)中接合的間隔器結(jié)構(gòu)20定位在具有薄膜涂層的表面上，有可能避免或者至少降低對于電分流來說關(guān)鍵的區(qū)域中的缺陷。圖24顯示了通過卷起的網(wǎng)狀物的截面的橫截面。

在本發(fā)明的一個(gè)示例中，間隔器并非由底部電極覆蓋。這可以通過首先在底部電極沉積之后將間隔器元件沉積，并且其次在最終的頂部電極的沉積之前將間隔器元件沉積來實(shí)現(xiàn)。在將間隔器結(jié)構(gòu)沉積之前，薄膜元件堆疊可包括沉積的頂部界面層。這一優(yōu)選的界面層是PEDOT：PSS。界面層的其他示例是WoOx、MoOx、NiOx、ZnO、TiOx。可選地，界面層也可通過真空沉積來成績，隨后是金屬電極的真空沉積。

間隔器的存在應(yīng)當(dāng)盡可能不突出，并且理想的是應(yīng)當(dāng)不影響器件的性能和區(qū)域使用。因此，間隔器結(jié)構(gòu)優(yōu)選被包含在兩個(gè)相鄰的電池元件之間的電互連區(qū)中。在兩個(gè)P1和P3電池互連區(qū)之間的區(qū)通常并不以顯著的方式對在光伏電池中的電流的生成或者在發(fā)光器件中發(fā)光做出貢獻(xiàn)，并且可被認(rèn)作多余的空間。因此，這個(gè)區(qū)域被用于間隔器結(jié)構(gòu)的一體化。區(qū)P1和P2特別地提供用于間隔器結(jié)構(gòu)的具有優(yōu)良粘附性的表面界面。間隔器結(jié)構(gòu)可以完全地或者部分地覆蓋P1或P2特征或區(qū)以及鄰近的區(qū)域(P3)。

如本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識到的，間隔器結(jié)構(gòu)的優(yōu)選的高度范圍是行距與襯底柔性的函數(shù)，然而高度超出100微米的間隔器結(jié)構(gòu)也滿足很多情況。

因此，包括在襯底上沉積的多個(gè)串聯(lián)連接的光伏電池的光敏模塊使用薄膜器件技術(shù)來制造。至少具有底部電極層、光伏材料主體以及在光敏材料主體上支撐的頂部電極層的襯底被圖案化，從而限定多個(gè)單獨(dú)的、空間分離的光伏電池和多個(gè)類似地空間分離的連接區(qū)。連接區(qū)被圖案化，以使每個(gè)連接區(qū)均包括在底部電極材料中的一部分，并且連接區(qū)被配置使得在連接區(qū)的每段中的底部電極材料被暴露并且與特定電池的底部電極部分進(jìn)行電通信。每個(gè)電池的頂部電極被放置成與毗鄰的電池的底部電極經(jīng)由在適當(dāng)?shù)倪B接區(qū)中的電極層進(jìn)行電通信。以這種方式，建立了在電池之間的串聯(lián)互連。電端子可以固定于模塊，并且已完成的模塊可被封裝在保護(hù)性材料的主體中。

示例1；對于通過涂覆的膜與輥?zhàn)咏佑|以及在卷起期間導(dǎo)致的有機(jī)光伏電池的生產(chǎn)產(chǎn)量的影響被實(shí)驗(yàn)研究。使用卷對卷和單頁送入式過程的組合，制造了一系列有機(jī)光伏電池，其由承載透明電極、隨后是界面層、光敏層、PEDOT：PSS界面層的125um的襯底組成。為了完成器件，通過熱蒸發(fā)將金屬電極沉積。在卷對卷機(jī)器上的每個(gè)涂覆步驟之后，樣品被采集，并且通過其中避免正面接觸的手動薄層涂覆過程來繼續(xù)制造。這能夠?qū)崿F(xiàn)經(jīng)歷正面接觸(卷對卷沉積的)的過程步驟以及沒有經(jīng)歷正面接觸步驟(通過單頁送入的)的過程步驟的分別評估。在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中的產(chǎn)量由具有高于0.3％的電力轉(zhuǎn)換(大約1.5cm²的測試電池區(qū)域)的器件的百分比限定。對于第一界面層隨后是光敏層的涂覆以及退繞，測量的產(chǎn)量高于95％。在涂覆以及重繞PEDOT：PSS界面層之后，產(chǎn)量降到58％。在重復(fù)的退繞和重繞之后，觀察到進(jìn)一步降到25％。這個(gè)實(shí)驗(yàn)證明特別是最終的PEDOT：PSS界面層在正面接觸輥?zhàn)颖砻嫫陂g以及卷起期間傾向于有缺陷。

示例2；在實(shí)驗(yàn)性的設(shè)置中使用機(jī)器輥?zhàn)泳_地模仿具有朝向輥?zhàn)颖砻娴耐扛矊拥木W(wǎng)狀物的運(yùn)輸，來研究本發(fā)明的間隔器結(jié)構(gòu)的保護(hù)性作用。準(zhǔn)備了使用與包含1.5cm2OPV的測試電池的以上的示例1相同的材料所準(zhǔn)備的測試涂層堆疊，其中的一些具有應(yīng)所用的125um高的保護(hù)性特征，保護(hù)性特征是在PEDOT：PSS沉積之后由在互連區(qū)域中使用分配噴嘴沉積并且采用UV燈固化的UV固化電介質(zhì)材料(Dupont 5018A)形成。樣品被安裝在代表性涂覆機(jī)器的輥?zhàn)由?，并且在頂部電極沉積之前在輥?zhàn)拥纳戏綉?yīng)用200N/m的網(wǎng)狀物拉力重復(fù)地滾動幾百次。采用根據(jù)圖1的樣品結(jié)構(gòu)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(輥?zhàn)訙y試)。樣品隨后具有通過熱蒸發(fā)施加的金屬(銀)電極，并且使用太陽能模擬器被測量，并且IV測量裝置被用于提取太陽能電池的參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了在100mJ/cm2處的太陽能電池效率測量。這個(gè)測試的結(jié)果是在輥?zhàn)訙y試之后不可觀察到太陽能電池性能的顯著改變。在兩個(gè)情況下(預(yù)輥?zhàn)訙y試和后輥?zhàn)訙y試)，實(shí)現(xiàn)了高于50％的(電流電壓曲線的)電填充因數(shù)，這給予對于通過電分流流動的低寄生電流的指示。對于具有施加的保護(hù)性結(jié)構(gòu)(間隔器)的器件，測量出100％的產(chǎn)量，并且沒有觀察到表面的破壞。不具有被應(yīng)用的間隔器結(jié)構(gòu)的比較測試器件顯示了大量的表面破壞，并且具有低于40％的填充因數(shù)和對應(yīng)的低產(chǎn)量(小于50％)。

將認(rèn)識到，雖然僅詳細(xì)描述了本發(fā)明的一個(gè)特定實(shí)施例，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不偏離本發(fā)明的范圍的情況下做出各種修改和改進(jìn)。

發(fā)明的條款

1.一種襯底材料，其在X-Y平面中延伸，并且被涂覆了第一電極層且還被涂覆了一個(gè)或多個(gè)薄膜以形成薄膜器件堆疊；薄膜器件堆疊在垂直于X-Y平面的Z方向上從X-Y平面延伸到距離T；至少一個(gè)間隔器元件在Z方向上從X-Y平面延伸，該間隔器元件或者從襯底的表面直接延伸、或者被沉積在第一電極層上或者被沉積在形成薄膜器件堆疊的薄膜中的任何薄膜上；間隔器元件在存在的情況下在Z方向上從X-Y平面延伸到距離S，距離S大于距離T。

2.根據(jù)條款1所述的襯底材料，其中，襯底材料具有多個(gè)分立的薄膜器件堆疊；薄膜器件堆疊在相鄰的薄膜器件堆疊之間具有電互連區(qū)，并且其中間隔器元件至少部分地位于電互連區(qū)中。

3.根據(jù)條款1或2所述的襯底材料，還具有在薄膜器件堆疊的頂部上沉積的頂部電極；薄膜堆疊被布置成電氣地串聯(lián)連接，并且電互連區(qū)包括用于沉積用于提供在相鄰的薄膜堆疊的頂部和第一電極之間的互連的傳導(dǎo)材料的區(qū)域。

4.根據(jù)條款1或2或3所述的襯底材料，其中，電互連區(qū)由圖案化特征P1、P2和P3中的一個(gè)或多個(gè)提供；其中，P1提供了在相鄰的薄膜器件堆疊之間的第一電極的電分離，P2提供了用于在相鄰的薄膜堆疊的頂部和第一電極之間的電互連的區(qū)域，并且P3提供了頂部電極的電分離。

5.根據(jù)條款4所述的襯底材料，其中，互連區(qū)被限定為P1和P3圖案化特征的外邊界。

6.根據(jù)在前述條款中的任意一個(gè)條款所述的襯底材料，其中，間隔器結(jié)構(gòu)如果存在的情況下位于第一電極的一部分的上方并且在頂部電極的一部分的下面。

7.根據(jù)任意前述條款所述的襯底材料，其中，每個(gè)均由不同材料形成的兩個(gè)結(jié)構(gòu)被沉積在互連區(qū)中，所述結(jié)構(gòu)中的一個(gè)是間隔器元件。

8.根據(jù)條款7所述的襯底材料，其中，結(jié)構(gòu)之一包括液體、油脂或者蠟。

9.根據(jù)條款1或2所述的襯底材料，其中，薄膜堆疊被布置成并聯(lián)連接，并且電互連區(qū)包括相鄰的薄膜堆疊之間的間隙，以用于在其中接收形成在第一電極和輸出端子之間的互連的導(dǎo)電間隔器元件。

10.根據(jù)條款9所述的襯底材料，其中，電互連區(qū)被限定為在傳導(dǎo)材料和透明電極之間的界面區(qū)域。

11.根據(jù)條款9或10所述的襯底材料，其中，傳導(dǎo)材料是傳導(dǎo)格柵線或者匯流排。

12.根據(jù)條款9至11中的任意條款所述的襯底材料，其中，間隔器元件被沉積在第一電極上。

13.根據(jù)條款9至12中的任意條款所述的襯底材料，其中，間隔器元件被沉積在傳導(dǎo)材料的至少一部分的上方。

14.根據(jù)條款13所述的襯底材料，其中，間隔器元件位于薄膜之間并且在薄膜器件堆疊的非活性區(qū)域中。

15.根據(jù)條款13所述的襯底材料，其中，間隔器元件沉積在傳導(dǎo)材料上，并且薄膜層沉積在薄膜堆疊的非活性區(qū)域的至少一部分中。

16.根據(jù)任意前述條款所述的襯底材料，其中，薄膜堆疊是連續(xù)的直列式條帶。

17.根據(jù)條款16所述的襯底材料，其中，間隔器元件被沉積在與相鄰的條帶鄰近的圖案化特征中。

18.根據(jù)條款1至7或者9至17中的任意條款所述的襯底材料，其中，間隔器元件被沉積為材料的連續(xù)的珠。

19.根據(jù)條款9至12、14、17或18中的任意一個(gè)條款所述的襯底材料，其中，間隔器元件是導(dǎo)電材料。

20.根據(jù)條款16或17所述的襯底材料，其中，間隔器元件被沉積在分立單元中，或者被沉積為材料的間斷的珠。

21.根據(jù)任意前述條款所述的襯底材料，其中，多個(gè)薄膜器件堆疊形成太陽能模塊，并且間隔器元件的沉積基本上沿著太陽能模塊的長度延伸。

22.根據(jù)任意前述條款所述的襯底材料，其中，薄膜器件堆疊包括光敏層。

23.根據(jù)條款22所述的襯底材料，其中，薄膜器件堆疊是光伏電池。

24.根據(jù)任意前述條款所述的襯底材料，其中，薄膜器件堆疊具有在間隔器元件上方真空沉積的頂部電極。

25.根據(jù)條款24所述的襯底材料，其中，頂部電極是金屬電極。

26.根據(jù)任意前述條款所述的襯底材料，其中，間隔器元件在Z方向上具有的厚度大于1微米或者優(yōu)選地在從1微米到500微米的范圍中；更優(yōu)選地在10微米到300微米之間的范圍中；甚至更優(yōu)選地在從25微米到150微米的范圍中。

27.根據(jù)任意前述條款所述的襯底材料，其中，薄膜器件堆疊在Z方向上具有50納米直到5微米的厚度，優(yōu)選地是150納米到3微米，更優(yōu)選地是300納米到1.5微米。

28.根據(jù)任意前述條款所述的襯底材料，其中，互連區(qū)是在襯底的上方的X-Y平面中延伸的、并且在Z方向上遠(yuǎn)離襯底延伸的三維區(qū)域。

29.一種由根據(jù)任意前述條款所述的涂覆的襯底材料形成的電子薄膜器件。

30.根據(jù)條款29所述的電子薄膜器件，其中，該器件是太陽能模塊。

31.一種在卷對卷制程中制造薄膜電子器件的方法，該方法包括：提供襯底；沉積一個(gè)或多個(gè)薄膜層以在襯底上產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)薄膜器件堆疊；提供在薄膜器件堆疊之間的電互連區(qū)；并且將間隔器元件至少部分地沉積在薄膜器件堆疊之間的電互連區(qū)中。

32.一種在X-Y平面中延伸的襯底材料，該襯底材料在第一表面上被涂覆了一個(gè)或多個(gè)膜，以形成具有厚度T的并且在垂直于X-Y平面的Z方向上且遠(yuǎn)離所述X-Y平面地延伸的薄膜器件堆疊，第二表面具有在其上的至少一個(gè)間隔器元件，該間隔器元件在垂直于X-Y平面的Z方向上遠(yuǎn)離X-Y平面地延伸到大于距離T的距離S，該間隔器元件被定位在襯底上，使得當(dāng)襯底材料被卷到卷上時(shí)，間隔器元件接合在第一表面上的薄膜層之間形成的互連區(qū)。

33.根據(jù)條款32所述的襯底材料，并且襯底材料具有處于與在薄膜堆疊中的非活性區(qū)域接合的圖案中的多個(gè)間隔器元件。

34.根據(jù)任意前述條款所述的襯底材料，其中，襯底是柔性的。

35.根據(jù)條款34所述的襯底材料，其中，襯底可被卷到卷上。