工業材料雜誌五月號推出『矽晶太陽電池極細電極網版印刷技術』及『量子點技術應用』專題

 

刊登日期:2015/5/6
  • 字級

量子點技術應用技術專題
量子點( Quantum Dots;QDs )是最近二十年開始成型的材料型態,基本上是 2~10奈米等級的半導體晶體顆粒,在合成時藉控制反應時間,來掌控晶體的成長大小。目前常見的量子點奈米顆粒通常包含有核( Core )/殼( Shell )/表面有機改質層三種材料。近三年內,電激發光模式的量子點發光二極體有驚人的進展,紅光元件的外部量子效率突破 20%,綠光元件的效率也達可應用的範圍,惟壽命表現不佳與藍光效率不足尚待克服。工業材料雜誌五月號精心企劃『量子點技術應用技術專題』,其中「量子點發光二極體的發展與應用」一文將帶領讀者回顧過去 20年 QD-LED的發展歷程,以及其在顯示與照明的應用,並對 OLED與 QD-LED之優劣做一分析比較。

量子點材料迅速照亮了顯示器的研發之路,突然間這種半自發光的材料成了媲美 OLED 材料的廣色域材料首選, LCD色域達 100%不再是夢想。然而量子點材料不易取得且昂貴,其分散性與安定性也是配方製程的一大考驗。為此,「量子點材料專利現況分析」一文將解析量子點構造及材料特性,從專利觀點切入量子點材料的製備方法,如MIT 的含 Te 高效率核-殼量子點合成方法、Nanoco 以分子播種法生產出單分散量子點等,再以各家重要專利為分析主軸,一窺量子點材料在製備上的關鍵問題與新的發展方向。

隨著發光二極體( Light-Emitting Diode; LED )普及化,量子點應用於平面顯示器之研究愈來愈多,各種量子點顯示器也不斷推陳出新。量子點為無機材料,壽命及穩定性均優於有機發光材料,加上溶液製程之便利性,大幅提高量子點於有機發光二極體( Organic Light-emitting Diode; OLED )上的應用,包括量子點雷射、新的背光模組設計及照明領域等,尤其是顯示器用的背光模組,將有機會把量子點推向高峰。「量子點技術應用在 LED 領域」一文即介紹量子點於背光模組的三類應用方式,以及發展量子電腦、太陽電池、量子雷射二極體的半導體量子點技術,協助國內廠商搶佔市場先機。

二價態陽離子與六價態陰離子組成 II-VI 族量子點,其研究與應用最為廣泛,但此含鎘系列之量子點的高毒性,製備成各種顯示器後,勢必對環境造成極大傷害,故發展低毒性之磷化銦量子點是未來最佳選擇。「無鎘 Ⅲ-Ⅴ 族磷化銦量子點合成及其於發光二極體應用」一文針對無毒 III-V QDs 的兩種合成方法-熱注射法及水熱法進行詳細說明,並分析磷化銦量子點的電激放光應用與光激放光應用,同時也整理比較含鎘之 VI 族量子點與無鎘量子點之螢光特性。

矽晶太陽電池極細電極網版印刷技術專題
台灣是全球半導體領域中重要的生產大國,在矽晶圓方面已成功創造出台積電、聯電等世界級企業,但是對於產製半導體所需之設備,主要來源仍由國外引進,國內半導體設備自給率只有6%,廠商縱使擁有優良的技術,也不易取得市場認同,如今太陽能產業的興起,給了國內設備廠商一個絕佳的切入點。工業材料雜誌五月號特別推出『矽晶太陽電池極細電極網版印刷技術專題』,詳細介紹網版印刷技術、超高精細金屬遮罩製作技術等,期能協助國內相關業者在太陽電池領域穩占一席之地。

利用網版印刷技術(Screen Printing),金屬粉漿料直接印刷於基版,再經加熱固化成形,定義出圖案,便可快速製造生產,且適用的基材面積範圍相當廣泛。近年來太陽電池廠運用它來大量製作矽晶太陽電池表面的細線接觸電極,而為了製作線寬更小、縱深比更高的接觸電極,選擇以金屬遮罩模板取代傳統金屬絲網,「矽晶太陽電池極細電極印刷模板精密金屬蝕刻製作技術」一文即介紹應用精密蝕刻技術製作高精細金屬遮罩的流程,以及其所成型之金屬遮罩模板之特性。

矽晶太陽電池為了提高光電轉換率,必須採用精細且穩定的細線電極。高精密電鑄技術因具備製造高深寬比結構,結構內表面平滑並維持高精密度之特性,被認為是製備精細太陽電池電極網版的最佳選擇之一。「高精密電鑄技術應用於矽晶太陽電池之細線電極製作」一文將針對光刻電鑄模造、電鑄成型網版及光誘導電鍍三種技術的原理、製作流程做一介紹,並分析其運用於矽晶太陽電池細線電極製作之優勢。

隨著太陽電池被廣泛使用,透過金屬接觸電極細線化及增加縱深比,來提高電池效率並降低製作成本,已是必然的趨勢。而使用金屬遮罩來達到此項目標,是正確且最有效之方法,以金屬遮罩搭配二次印刷製程已經被驗證具有實際之成效,可以提高電池效能 0.5%以上,且可節省銀漿用量 20%以上。即使金屬遮罩之製作成本高於傳統金屬絲網,然而其使用壽命遠高於絲網,且細線化效果極佳,帶來的效益是有機會超越其所增加的成本。「矽晶太陽電池高精細電極印刷技術」一文將深入探討精密金屬遮罩加工製作技術,包括蝕刻技術、電鑄技術、雷射切割技術等。

矽晶太陽電池製程中的金屬電極製作為關鍵的生產程序,任何太陽電池製作都需要經過網版印刷製程,而現今在電極的製作部分以網版印刷為主流,其製備簡單且成本低,可大量應用在太陽電池上,但現階段面臨導電膠流變性、粉體易凝聚結塊、導線的高線寬/線高比等製程參數的關鍵問題導致效率下降,為了改善電池本身的效率,「利用印刷技術製作改良矽晶太陽能電池之金屬電極的技術發展」一文將針對金屬電極的技術來探討效率的變化,並詳加說明利用低溫噴塗法製作銅電極及利用電液動噴流法製作雙峰分散式銀電極的過程,有助於相關業者生產高效率、低成本的矽晶太陽電池。

主題專欄
微結構概念已廣泛使用在 LED上下游製程中,主要的概念為當光線打到微結構時,會因微結構的形狀破壞光的全反射性而產生漫射或反射。在上游晶粒製程中,微結構圖案化藍寶石基板可增加光取出效率及降低磊晶缺陷;在下游封裝製程中,為配合 LED 燈具達到蝠翼型或聚光型光源應用,目前國際大廠多採用二次光學之微結構擴散膜片或微結構透鏡。「微結構封裝技術發展與應用」一文提出利用高精密微量射出技術,使用一次光學微結構封裝取代傳統二次光學封裝,達到微型化之聚光型光學特性,被認為有高度潛力可應用於系統級光引擎( Light Engine )介面,利用 COB( Chip On Board )技術將多顆 LED 晶片置於光板上,並整合 AC 驅動 IC 於單一光引擎,可大幅縮減光引擎封裝體積、降低成本及製作時間,適合應用於單位面積高光通量之聚光型投光式光源。

太陽能光電/熱水複合系統同時具備生產電能與熱能的功能,在固定的設置面積下,可大幅提升太陽能的轉換效率,是一個極具市場潛力之綠色環保產品。「太陽能光電/熱水複合系統技術發展介紹」一文將介紹太陽能光電/熱水複合系統基本架構,繼而彙整國內外的研發現況及成果,並比較分析國際上PVT產品規格,最後探討國內業者發展此技術的機會與所遭遇的障礙。

亞太地區(APAC)市場對於醫療設備和醫療器材的需求正處於成長階段,因此為上游的材料供應商提供龐大的機會。目前相對於其他地區的醫用高分子應用產品,亞太地區在醫用高分子應用產品的消耗量較低,然而在法規的訂定和醫療技術的提升下,將推動亞太地區醫用高分子聚合物的需求與消費。「由醫療產業發展看亞太地區醫用高分子市場趨勢」一文將論述亞太地區在東南亞國家(SEA市場)的新加坡、馬來西亞、泰國、菲律賓、印尼、越南,以及澳大利亞和紐西蘭(ANZ市場)的醫用高分子聚合物市場概況,並綜合探討亞太地區各國醫療器材產業的發展。

抗菌的議題從民生產品到醫療器材,增加產品機能性乃至於成為產品必須具備之功能,多年來在觀念上已深植人心。近年來抗菌產品應用多元,技術也迅速發展。「抗菌敷料技術進展」一文特別針對臨床上抗菌醫療器材,尤其是傷口照護時感染防治所必需的抗菌敷料技術發展趨勢,分類剖析醫療領域常見之抗菌材料機制、使用時機選擇,以及具未來潛力的技術等,期能協助讀者對抗菌敷料關鍵技術發展現況及前景有更深入的了解。

纖維素為自然界中最豐富的多醣類,依取得來源可分類為植物性纖維、動物性纖維及細菌性纖維( Bacterial Cellulose;BCel )。纖維素為植物細胞壁之主要結構,大多數植物皆可分離出植物性纖維,因此植物性纖維為目前最易取得且最為廣泛應用之纖維素類型,可應用於紡織工業及造紙業;動物性纖維較為少見,可見於某些海洋性生物,如海鞘等。動物性纖維可作為海鞘之外殼,扮演支持及保護的角色,由於產量稀少,於應用發展上有其困難;細菌性纖維由細菌所生產,其特殊的材料特性具有迥異於植物性纖維之應用。「細菌性纖維簡介與其於傷口照護之應用」一文將介紹細菌性纖維透過修飾後,成為多功能性癒創敷材,適合各種類型及不同癒合時期的傷口照護,並且分析比較細菌性纖維敷材優缺點,讓讀者對此簡便有效的新材料有初步的認識,提早掌握未來細菌性纖維產品的商機。

除了上述各專題專欄之外,本期的「材料補給站」安排了「從Finetech Japan 2015 看薄膜、顯示器、觸控面板、OLED 最新趨勢」一文,帶來今年顯示器的年度盛會「Finetech Japan」大展現場的最新消息及各家領導廠商的研發亮點。內容精采豐富,不可錯過。

凡對以上內容有興趣的讀者,歡迎參閱 2015年 5月號『工業材料雜誌』,並歡迎長期訂閱或加入材料世界網會員,以獲得最快、最及時的資訊!

服務專線:03-5918205葉小姐、03-5915439 林小姐、03-5915351張小姐
■ 工業材料雜誌 訂閱一年 2000元 ►線上訂閱
■ 材料世界網個人會員 5000元/年,5人團體會員 20,000元/年 ►加入會員

★其他繳款方式請見下列網址:
http://www.materialsnet.com.tw/MmbrService.aspx#p3


分享