專利名稱：具有絕緣層的金屬基板及其制備方法、半導(dǎo)體器件及其制備方法、太陽能電池及其制備方 ...的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有絕緣層的金屬基板，所述金屬基板具有陽極氧化膜作為絕緣層，其用于半導(dǎo)體器件、太陽能電池等中，以及其制備方法；半導(dǎo)體器件及其制備方法；太陽能電池及其制備方法；電子電路及其制備方法；以及發(fā)光元件及其制備方法。尤其是，本發(fā)明涉及具有絕緣層的金屬基板，其中陽極氧化膜在室溫具有壓縮應(yīng)變(壓縮方向上的應(yīng)變)，以及其制備方法；半導(dǎo)體器件及其制備方法；太陽能電池及其制備方法；電子電路及其制備方法；以及發(fā)光元件及其制備方法。
背景技術(shù)：
隨著電子器件的性能和功能增加以及它們的尺寸和重量降低，減小的尺寸、降低 的厚度和更大的柔韌性是其上安裝有發(fā)光元件如激光、LED和有機EL，以及CPU、電子器件 和電子電路的基板的需要。作為柔性基板，已經(jīng)使用耐熱聚合物膜如聚酰亞胺樹脂、聚醚
坐寸ο此外，在半導(dǎo)體器件中，因為產(chǎn)生大量的熱，從為防止冒煙、著火等的問題的安全性的角度，以及從為防止性能降低和歸因于熱的劣化的問題的可靠性的角度，對于熱的對策是不可避免的。由器件產(chǎn)生的熱通過經(jīng)由基板的熱傳導(dǎo)，熱轉(zhuǎn)移至空氣以及空氣的對流或通過輻射等而散熱，但是通常，大部分的散熱歸因于向基板的熱傳導(dǎo)而出現(xiàn)。為此，需要具有高熱傳導(dǎo)特性的基板，并且開發(fā)了新的散熱材料和具有高熱導(dǎo)率的材料(例如，參考專利文獻(xiàn)I)。通常，有機材料具有非常低的熱導(dǎo)率(導(dǎo)熱系數(shù)λ為約0.2W/mK)，并且雖然嘗試了通過形成具有導(dǎo)熱纖維的復(fù)合物來增加熱導(dǎo)率，所提高的熱導(dǎo)率不超過10W/mK，這并不足夠。因此，使用了在由具有高熱輻射特性的鋁構(gòu)成的主體的頂部上具有絕緣層的基板(例如，參考專利文獻(xiàn)2)。提出了使用有機材料如環(huán)氧樹脂的技術(shù)用于絕緣層，但在這種情況下存在以下問題鋁與有機材料之間的粘合強度弱，并且存在在電子器件長期使用的過程中導(dǎo)致層離的風(fēng)險。已經(jīng)嘗試了改善這些問題，但改善仍然不足。因此，目前，已經(jīng)嘗試了使用陽極氧化膜作為形成在金屬基底上的絕緣層(例如，參考專利文獻(xiàn)3和4)。專利文獻(xiàn)3公開了耐熱絕緣基板包括金屬基板和經(jīng)由由可陽極氧化金屬制成的中間層設(shè)置在金屬基板的至少一個表面上的絕緣層，其中絕緣層由構(gòu)成中間層的金屬的陽極氧化物質(zhì)制成。在專利文獻(xiàn)3的耐熱絕緣金屬基板中，可以使用不銹鋼基板、銅基板、鋁基板、鈦基板、鐵基板或鐵合金基板中的任一個作為金屬基板。注意到在專利文獻(xiàn)3中，當(dāng)中間層是鋁時，陽極氧化膜是Al2O3 (氧化鋁)膜。
此外，專利文獻(xiàn)3的耐熱絕緣基板用于傳感器或微反應(yīng)器中，并且其使用溫度被假設(shè)為至少200°C。此外，專利文獻(xiàn)I陳述可以通過光刻以所需的圖案形成中間層和絕緣層的層合體。在通過將鋁陽極氧化獲得的Al2O3膜中，陽極氧化膜自身的耐熱性極高。此外，Al2O3也是絕緣的，因為它是陶瓷。此外，陽極氧化膜的形成在工業(yè)上通過輥至輥工藝進(jìn)行，并且生產(chǎn)率高。此外，專利文獻(xiàn)4描述了一種太陽能電池，所述太陽能電池具有太陽能電池基板上的光電轉(zhuǎn)換層，所述太陽能電池基板通過以下方式獲得通過陽極氧化在鋁基板上形成具有多個孔的第一絕緣氧化物膜，并且之后在一些孔上形成第二絕緣膜以獲得5-80%的封孔率。
當(dāng)使用陽極氧化膜用于耐熱絕緣基板時，所關(guān)心的問題是經(jīng)受器件安裝過程中的 回流焊的能力、半導(dǎo)體元件的制備過程中的耐熱性、用于輥至輥制備過程中的柔性基板的耐彎曲性以及長期耐久性和強度。這些全都是歸因于陽極氧化膜不能經(jīng)受當(dāng)將應(yīng)力從外部施加至陽極氧化膜時出現(xiàn)的應(yīng)力和裂紋而產(chǎn)生的問題。形成在Al材料上的陽極氧化膜的破裂由Al的線性膨脹系數(shù)(23ppm/K)大于陽極氧化膜的線性膨脹系數(shù)的事實導(dǎo)致。這里，發(fā)明人知道陽極氧化膜的線性膨脹系數(shù)為5ppm/K。因為鋁的線性熱膨脹系數(shù)為23ppm/K，據(jù)信破裂歸因于陽極氧化膜不能經(jīng)受歸因于溫度升高由線性熱膨脹系數(shù)上18ppm/K的巨大區(qū)別導(dǎo)致的陽極氧化膜中的拉伸應(yīng)力的事實而出現(xiàn)。例如，當(dāng)將半導(dǎo)體元件等安裝在基板上時，通常使用回流焊工藝，其為具有低成本和短處理時間的技術(shù)。采用該技術(shù)，因為將整個安裝好的基板通過紅外線或熱空氣加熱而由基板導(dǎo)致大量的熱應(yīng)力。在銀/錫共融焊接的情況下，例如，回流焊條件為在210°C持續(xù)30秒，并且需要在絕緣層中不出現(xiàn)破裂等并且需要在整個過程中基板的絕緣性質(zhì)不減少。然而，當(dāng)使用傳統(tǒng)的陽極氧化的基板時，耐熱性差，并且在陽極氧化膜中出現(xiàn)破裂并且在回流焊過程中絕緣性質(zhì)下降。如從非專利文獻(xiàn)I清楚的，已知的是當(dāng)將Al基板上的陽極氧化膜加熱至120°C以上時破裂出現(xiàn)，并且一旦破裂出現(xiàn)，存在絕緣性質(zhì)變差的問題，并且尤其是，漏電流增加。此外，還存在隨時間劣化的問題，因為在實際器件的使用環(huán)境中，由于器件運行時產(chǎn)生的熱導(dǎo)致高溫，并且歸因于室溫與高溫之間的反復(fù)循環(huán)基板反復(fù)地經(jīng)歷熱膨脹和收縮。當(dāng)長期重復(fù)溫度增加和降低時，應(yīng)力集中在陽極氧化膜內(nèi)、在陽極氧化膜的表面上或在陽極氧化膜與金屬基底之間的界面處，并且在易于出現(xiàn)裂紋的產(chǎn)生和傳播上存在耐破裂性上的問題。尤其是，當(dāng)使用其中陽極氧化膜形成為絕緣層的基板作為用于電子器件的需要絕緣性質(zhì)的基板時，當(dāng)在絕緣層中產(chǎn)生裂紋時，它們成為用于漏電流的通路并且導(dǎo)致絕緣性質(zhì)上的下降。此外，在最差的情況下，存在歸因于使用裂紋作為通路的漏電流的絕緣擊穿的風(fēng)險。此外，在輥至輥工藝中的傳送過程中遭受沖擊或遭受彎曲應(yīng)變的情況下，也可能出現(xiàn)歸因于破裂的絕緣性質(zhì)下降的問題。因此，使用具有陽極氧化膜的基板作為絕緣基板具有耐熱性、耐彎曲性和長期可靠性多個問題。因此，過去進(jìn)行了嘗試以改善陽極氧化膜的多個問題(例如，參考專利文獻(xiàn)5-10)。專利文獻(xiàn)5公開了陽極氧化的鋁合金，所述陽極氧化的鋁合金包含鋁合金以及形成在鋁合金的表面上的陽極氧化膜，所述鋁合金含有O. 1-2.0質(zhì)量％1%、0. 1-2. O質(zhì)量％ Si和O. 1-2. O質(zhì)量％ Mn作為合金組分，其中Fe、Cr和Cu的含量各自被限制至O. 03質(zhì)量％以下，并且余量由Al和不可避免的雜質(zhì)組成。在該合金中，存在硬度在陽極氧化膜的厚度方向上不同的位置，并且如作為維氏硬度測量的最大硬度的位置與最小硬度的位置之間的區(qū)別為至少5。在專利文獻(xiàn)5的陽極氧化的鋁合金中，即使破裂出現(xiàn)，裂紋的傳播也被抑制，以至于裂紋不會延伸至與鋁合金自身同樣長。專利文獻(xiàn)6公開了，在使用數(shù)字照相術(shù)工藝的影印機中使用的薄熔化輥中，提供了硬度上的區(qū)別，以使得比較遠(yuǎn)離輥材料的內(nèi)部表面一側(cè)的硬度大于比較靠近輥材料的內(nèi)部表面一側(cè)的硬度。專利文獻(xiàn)6的薄熔化輥具有抗變形之后的剝離的高強度和提高耐破裂性的目的?！ご送猓趯＠墨I(xiàn)7的樹脂涂布的鋁合金部件中，經(jīng)歷過陽極氧化物涂層的封孔的陽極氧化膜形成在鋁合金基體的表面部分上，并且氟樹脂或硅樹脂的樹脂涂層形成在陽極氧化膜的頂部，并且網(wǎng)狀裂紋形成在陽極氧化膜中。樹脂從頂部的樹脂涂層連續(xù)滲入并且充滿陽極氧化膜中的網(wǎng)狀裂紋。在專利文獻(xiàn)7中，與裂紋內(nèi)的樹脂為整體的樹脂涂層被有力地保持至陽極氧化膜并且展現(xiàn)出對其非常高的附著性，因為裂紋內(nèi)的樹脂具有沿網(wǎng)狀裂紋在表面方向上連續(xù)并分枝的網(wǎng)的形式。專利文獻(xiàn)8公開了一種陽極氧化膜，所述陽極氧化膜具有作為用于真空室中使用的部件的材料的出色的耐破裂性和耐腐蝕性。歸因于鋁合金基體與陽極氧化膜的線性熱膨脹系數(shù)上的區(qū)別，力作用于陽極氧化膜，并且當(dāng)該力超過膜所能耐受的力時，破裂出現(xiàn)。隨著多孔陽極氧化膜的孔隙比變得更大，作用于膜的力變小，而另一方面，隨著真實密度變得更大，由膜耐受的力變得更大。因此，孔隙比和陽極氧化膜的真實密度越大，陽極氧化膜的耐破裂性越高。專利文獻(xiàn)9描述了通過使得陽極氧化膜的結(jié)構(gòu)具有在陽極氧化層中的生長方向上延伸的孔以及在基本上垂直的方向上與它們交叉的空隙，抑制了加熱過程中導(dǎo)致傳導(dǎo)的破裂。作為結(jié)果，即使當(dāng)用作大面積基體材料時，也可以確保沿整個表面的足夠的絕緣性質(zhì)。如上所述，內(nèi)部應(yīng)力的大小和裂紋的產(chǎn)生密切相關(guān)。過去，陽極氧化膜的內(nèi)部應(yīng)力描述在專利文獻(xiàn)10等中。在專利文獻(xiàn)10中，顯示了在3微米以上的陽極氧化膜中，內(nèi)部應(yīng)力為拉伸應(yīng)力。此外，專利文獻(xiàn)10公開了最好在拉伸方向上最小化應(yīng)力以便增加鋁陽極氧化膜的強度。在于室溫具有壓縮應(yīng)力的陽極氧化膜中，即使歸因于隨時間的變化應(yīng)力集中在陽極氧化膜中，在陽極氧化膜的表面上或在陽極氧化膜與鋁之間的界面處，據(jù)信這與裂紋產(chǎn)生不相關(guān)，并且歸因于壓縮應(yīng)變作用在膜上的事實，耐破裂性出色。然而，當(dāng)其膜厚小于3微米時陽極氧化膜具有壓縮應(yīng)力，并且當(dāng)厚度為3微米以上時它轉(zhuǎn)變?yōu)槔鞈?yīng)力。其原因表述如下。通常，在酸性電解液中獲得的陽極氧化膜由存在于與鋁的界面附近的被稱為阻擋層的致密層，以及存在于表面?zhèn)壬系谋环Q為多孔層的多孔物質(zhì)層組成。在這些層中，阻擋層具有壓縮應(yīng)力。這是因為當(dāng)由簡單的鋁形成陽極氧化的鋁時，它附帶有體積膨脹。另一方面，已知的是多孔層具有拉伸應(yīng)力。為此，已知的是當(dāng)陽極氧化膜較厚時，在整個陽極氧化膜中很大地看出多孔層的作用，以使得在整個陽極氧化膜中展現(xiàn)拉伸應(yīng)力。在專利文獻(xiàn)10中，描述了當(dāng)膜厚小于3微米時存在壓縮應(yīng)力，并且當(dāng)厚度為3微米以上時它轉(zhuǎn)變?yōu)槔鞈?yīng)力。[引用列舉][專利文獻(xiàn)][專利文獻(xiàn)1]JP 2010-47743A[專利文獻(xiàn)2] JP 2630858B[專利文獻(xiàn)3] JP 2009-132996A[專利文獻(xiàn)4] JP 2009-267664A[專利文獻(xiàn)5] JP 2009-46747A[專利文獻(xiàn)6] JP 2002-196603A[專利文獻(xiàn)7] JP 32IO6IlB[專利文獻(xiàn)8] JP 2010-133003A[專利文獻(xiàn)9] JP 2000-349320A [專利文獻(xiàn)10]JP S6I-I9796A[非專利文獻(xiàn)][非專利文獻(xiàn) I]Masashi KAYASHIMA, Masakatsu MUSHIRO, Tokyo MetropolitanIndustrial Technology Research Institute,研究報告第 3 期，2000 年十二月，第 21 頁。

發(fā)明內(nèi)容
[技術(shù)問題]在專利文獻(xiàn)5-7中，需要裂紋出現(xiàn)的抑制和裂紋抑制方式的控制，但是存在沒有基本上防止裂紋產(chǎn)生的問題。如上所述，陽極氧化膜不能經(jīng)受歸因于陽極氧化膜與基體之間熱膨脹上的區(qū)別產(chǎn)生的拉伸應(yīng)力，并且如果它超過斷裂極限，將產(chǎn)生裂紋。換言之，將招致斷裂極限的拉伸應(yīng)力的溫度稱為陽極氧化膜的裂紋產(chǎn)生溫度。這里，陽極氧化的鋁膜的斷裂極限可以被估計如下。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)普通陽極氧化的鋁膜的室溫內(nèi)部應(yīng)變?yōu)榧s0. 005-0. 06%的拉伸應(yīng)變，并且線性熱膨脹系數(shù)為約5ppm/K。在鋁基板上的陽極氧化膜的情況下，鋁的線性熱膨脹系數(shù)為23ppm/K，并且因此歸因于溫度升高拉伸應(yīng)變以18ppm/K的比例作用于陽極氧化膜。這示例性地顯示在圖6中。因為裂紋產(chǎn)生溫度大約是120-150°C，已經(jīng)顯示了當(dāng)陽極氧化膜遭遇略0. 16-0. 23%的拉伸應(yīng)變時產(chǎn)生裂紋。該應(yīng)變與陶瓷的拉伸斷裂極限通常為0. 1-0. 2%的事實一致。這里，據(jù)信當(dāng)加熱具有壓縮應(yīng)變的陽極氧化膜時，如圖6中所示，陽極氧化膜的室溫內(nèi)部應(yīng)變可以導(dǎo)致溫度(所述溫度招致作為上述斷裂極限的0. 16-0. 23%拉伸應(yīng)變)升聞，從而提聞裂紋廣生溫度。專利文獻(xiàn)10還公開了其中內(nèi)部應(yīng)力是壓縮應(yīng)力的陽極氧化膜，但是它描述了當(dāng)專利文獻(xiàn)10的陽極氧化膜的厚度超過3微米時，它變?yōu)槔鞈?yīng)力。如果膜厚為3微米以下，內(nèi)部應(yīng)力是壓縮應(yīng)力并且可以預(yù)期的是裂紋將不容易產(chǎn)生，但是如下所述，歸因于絕緣性質(zhì)，難以使用專利文獻(xiàn)10中公開的具有陽極氧化膜的基板作為具有絕緣層的金屬基板。已知陽極氧化的鋁的絕緣性質(zhì)依賴于陽極氧化膜的厚度。當(dāng)專利文獻(xiàn)10的陽極氧化膜要用于絕緣基板時，如果其上作用壓縮應(yīng)力的膜厚小于約3微米，則不能確保足夠的絕緣性質(zhì)。將絕緣擊穿電壓看做絕緣性質(zhì)的指標(biāo)，在例如，對其施加高電壓的半導(dǎo)體、預(yù)期在高溫運行的太陽能電池或半導(dǎo)體器件等，需要至少數(shù)百伏的絕緣擊穿電壓。例如，在作為用于太陽能電池的基板的應(yīng)用中，將單獨的電池集成在基板上，并且通過串聯(lián)連接多個電池，獲得數(shù)十至數(shù)百伏的輸出電壓。為獲得約200V的絕緣擊穿電壓，需要具有超過約3微米的厚度的陽極氧化膜。為獲得這種絕緣膜，只能使得多孔層更厚而沒有其他選擇，并且自然地陽極氧化膜作為整體變得具有拉伸應(yīng)力。為此，所關(guān)心的問題是半導(dǎo)體元件的制備過程中的耐熱性，輥至輥制備過程中作為柔性基板的耐彎曲性，以及長期耐久性和強度。本發(fā)明的目標(biāo)是提供具有絕緣層的金屬基板及其制備方法，從而即使暴露至高溫環(huán)境、發(fā)生彎曲應(yīng)變或長期經(jīng)歷溫度循環(huán)，也能抑制作為絕緣層形成的陽極氧化膜中裂紋的產(chǎn)生，并且提供使用該具有絕緣層的金屬基板的半導(dǎo)體器件及其制備方法，太陽能電池 及其制備方法，電子電路及其制備方法以及發(fā)光元件及其制備方法，這解決了基于上述現(xiàn)有技術(shù)的問題。[問題的解決方案]本發(fā)明通過控制陽極氧化膜的內(nèi)部應(yīng)力并使用壓縮應(yīng)變來提供高溫耐破裂性，并且通過具有至少數(shù)微米的陽極氧化膜厚確保足夠的絕緣性質(zhì)。過去，同時具有這些性質(zhì)的陽極氧化膜不存在，并且此外，如下所述，其原理完全不同于現(xiàn)有技術(shù)。為實現(xiàn)上述目標(biāo)，根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種具有絕緣層的金屬基板，所述具有絕緣層的金屬基板包括至少具有鋁基底的金屬基板，以及形成在金屬基板的鋁基底上的多孔鋁陽極氧化膜，其中陽極氧化膜由阻擋層部分和多孔層部分制成，并且至少多孔層部分在室溫具有壓縮應(yīng)變。在現(xiàn)有技術(shù)中，焦點集中在陽極氧化膜的應(yīng)變與耐破裂性之間的關(guān)系上。此外，關(guān)于應(yīng)變的大小，在專利文獻(xiàn)7等中已知的是其中多孔層部分在張力方向具有應(yīng)變的陽極氧化膜，但本發(fā)明與現(xiàn)有的已知技術(shù)的不同之處在于多孔層部分具有室溫壓縮應(yīng)變。在這種情況下，應(yīng)變的大小優(yōu)選為O. 005-0. 25%。如果壓縮應(yīng)變小于O. 005%，雖然存在壓縮應(yīng)變，但幾乎沒有實際的壓縮力作用在陽極氧化膜上，并且不容易獲得耐破裂性的效果。為此，當(dāng)在膜形成過程中暴露至高溫環(huán)境、在輥至輥制備過程中或在最終產(chǎn)品中發(fā)生彎曲應(yīng)變，長期經(jīng)歷溫度循環(huán)或遭遇外部沖擊或應(yīng)力時，破裂在作為絕緣層形成的陽極氧化膜中出現(xiàn)，導(dǎo)致絕緣性質(zhì)減小。另一方面，在壓縮應(yīng)變的上限，因為產(chǎn)生裂紋，絕緣性質(zhì)確定地減小，陽極氧化膜膨出，其平整性降低并且歸因于陽極氧化膜層離和作用在陽極氧化膜上的強壓縮應(yīng)變而出現(xiàn)層離。為此，O. 25%以下的壓縮應(yīng)變是優(yōu)選的。更優(yōu)選的是O. 20%以下，并且特別優(yōu)選O. 15%以下。在這種情況下，陽極氧化膜優(yōu)選具有3微米至20微米的厚度。可以獲得歸因于具有至少3微米的膜厚的絕緣性質(zhì)，歸因于在室溫具有壓縮應(yīng)力的在沉積過程中的耐熱特性，以及長期可靠性。膜厚優(yōu)選至少3微米且至多20微米，并且更優(yōu)選至少5微米且至多20微米，并且特別優(yōu)選至少5微米且至多15微米。如果膜極薄，存在它將不能電絕緣并且防止來自處理過程中機械沖擊的損壞的風(fēng)險。此外，絕緣性質(zhì)和耐熱性迅速地下降，并且存在巨大的隨時間劣化。這是因為，歸因于膜變得更薄，陽極氧化膜表面上的粗糙效果變得相對大并且裂紋傾向于以這些作為基點形成，并且此外，因為金屬沉積物、金屬間化合物和由于鋁中含有的金屬雜質(zhì)出現(xiàn)的陽極氧化膜中的空隙的作用變得相對大，絕緣性質(zhì)下降，并且當(dāng)陽極氧化膜遭遇外部沖擊或應(yīng)力時傾向于由于破裂而形成裂紋。作為結(jié)果，如果陽極氧化膜小于3微米，絕緣性質(zhì)減小，并且因此它不能在如柔性耐熱基板的應(yīng)用中或在通過輥至輥工藝的制備中使用。此外，如果膜厚過大，這是不適宜的，因為柔韌性下降并且用于陽極氧化所需的成本和時間增加。此外，耐彎曲性和耐熱應(yīng)變性降低。降低的耐彎曲性的原因推測為截面方 向上的應(yīng)力分布變得更大并且局部應(yīng)力集中傾向于升高，因為當(dāng)陽極氧化膜彎曲時陽極氧化膜的表面與鋁之間的界面處的拉伸應(yīng)力的大小不同。降低的耐應(yīng)變性的原因被推測為截面方向上的應(yīng)力分布變得更大，并且局部應(yīng)力集中傾向于出現(xiàn)，因為當(dāng)拉伸應(yīng)力歸因于基體的熱膨脹而作用在陽極氧化膜上時，大的應(yīng)力作用在與鋁的界面上。作為結(jié)果，如果陽極氧化膜大于20微米，耐彎曲性和耐熱應(yīng)變性變小，并且因此它不能在如柔性耐熱基板的應(yīng)用中或在采用輥至輥工藝的制備中使用。此外，絕緣可靠性也減小。上述陽極氧化膜是多孔陽極氧化的鋁膜。該膜由兩層制成阻擋層和多孔層。如上所述，通常，阻擋層具有壓縮應(yīng)力并且多孔層具有拉伸應(yīng)力，但本發(fā)明的陽極氧化膜是其中多孔層具有壓縮應(yīng)力的由阻擋層和多孔層制成的多孔陽極氧化膜。為此，即使涂層厚度為3微米以上，陽極氧化膜作為整體可以處于壓縮應(yīng)力之下，并且提供其中在膜形成過程中沒有歸因于熱膨脹上的區(qū)別的裂紋產(chǎn)生并且在近室溫具有出色的長期可靠性的絕緣膜。此外，上述陽極氧化膜可以或者具有規(guī)則的多孔結(jié)構(gòu)或者具有不規(guī)則的多孔結(jié)構(gòu)。此外，金屬基板由鋁基底制成，并且陽極氧化膜優(yōu)選形成在鋁基底的至少一個表面上。此外，在金屬基板中，優(yōu)選的是將鋁基底設(shè)置在金屬基底的至少一個表面上。此外，在金屬基板中，優(yōu)選的是將鋁基底設(shè)置在由不同于鋁的金屬制成的金屬基底的至少一個表面上，并且將陽極氧化膜形成在鋁基底的表面上。此外，在金屬基板中，優(yōu)選的是將鋁基底設(shè)置在由具有比鋁更大的楊氏模量的金屬制成的金屬基底的至少一個表面上，并且將陽極氧化膜形成在鋁基底的表面上。此外，優(yōu)選的是金屬基底的熱膨脹系數(shù)大于陽極氧化膜的熱膨脹系數(shù)，并且小于鋁的熱膨脹系數(shù)。此外，優(yōu)選的是金屬基底的楊氏模量大于陽極氧化膜的楊氏模量，并且大于招的楊氏模量。此外，在金屬基板中，優(yōu)選的是金屬基底和鋁基底通過壓焊(壓力接合)成為整體。此外，優(yōu)選的是陽極氧化膜的壓縮應(yīng)變通過將金屬基板的鋁基底在使金屬基板比在室溫使用的狀態(tài)下伸長的狀態(tài)下陽極氧化形成，或通過將鋁基底在50-98 V酸性水溶液中陽極氧化形成，或通過由將鋁基底陽極氧化形成陽極氧化膜并且之后將陽極氧化膜熱處理形成。此外，具有壓縮應(yīng)變的陽極氧化膜優(yōu)選通過使用輥至輥工藝的陽極氧化形成。此外，具有壓縮應(yīng)變的陽極氧化膜優(yōu)選為通過加熱至100-600°C獲得的陽極氧化膜，并且在這種情況下，更優(yōu)選100-200°C。
此外，具有壓縮應(yīng)變的陽極氧化膜優(yōu)選為通過將具有拉伸應(yīng)變的陽極氧化膜加熱獲得的陽極氧化膜。此外，用于形成具有壓縮應(yīng)變的陽極氧化膜的加熱時間為優(yōu)選I秒至100小時。此外，具有壓縮應(yīng)變的陽極氧化膜優(yōu)選通過其中使用輥至輥工藝熱處理的制備方法獲得。并且，本發(fā)明的具有絕緣層的金屬基板包含至少具有鋁基底的金屬基板和形成在金屬基板的鋁基底上的絕緣層，其中絕緣層是鋁陽極氧化膜，并且在室溫壓縮應(yīng)力作用在陽極氧化膜上，并且壓縮應(yīng)力的大小為2. 5-300MPa。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種具有絕緣層的金屬基板的制備方法，所述制備方法包括在具有至少鋁基底的金屬基板的鋁基底上形成充當(dāng)絕緣層的多孔陽極氧化的鋁膜的步驟，所述多孔陽極氧化的鋁膜由阻擋層部分和多孔層部分組成，其中至少多孔層部分具有室溫壓縮應(yīng)變。在這種情況下，形成具有壓縮應(yīng)變的多孔陽極氧化的鋁膜的步驟優(yōu)選為在金屬基板比在室溫使用的狀態(tài)伸長更大的狀態(tài)形成多孔陽極氧化的鋁膜的步驟。此外，形成陽極氧化膜的步驟優(yōu)選通過在具有50_98°C的溫度的溶液中電解進(jìn)行，并且優(yōu)選在水溶液中進(jìn)行，再更優(yōu)選在50-98°C酸性水溶液中進(jìn)行，所述酸性水溶液在25°C 具有 2. 5-3. 5 的 pKa。此外，形成陽極氧化膜的步驟和提供壓縮應(yīng)變的步驟優(yōu)選通過輥至輥工藝以一體方式進(jìn)行。此外，提供壓縮應(yīng)變的步驟優(yōu)選為以O(shè). 005-0. 25%的大小在室溫對陽極氧化膜在壓縮的方向上施加應(yīng)變，其通過將在50-98 °C形成的陽極氧化膜冷卻至室溫產(chǎn)生。在金屬基板中，優(yōu)選的是將鋁基底通過在由不同于鋁的金屬制成的金屬基底的至少一個表面上壓焊成為整體，并且將陽極氧化膜形成在鋁基底的表面上。此外，本發(fā)明提供具有絕緣層的金屬基板的制備方法，其中形成具有壓縮應(yīng)變的多孔陽極氧化的鋁膜的步驟包括在金屬基板的鋁基底上形成多孔陽極氧化的鋁膜的陽極氧化處理步驟，以及將形成的陽極氧化膜在100-600°C的加熱溫度熱處理的熱處理步驟。在這種情況下，熱處理步驟的熱處理條件優(yōu)選包括100-200°C的加熱溫度和I秒至100小時的保持時間。尤其是，如果使用僅由鋁制成的基板，熱處理步驟優(yōu)選在鋁基底的軟化點以下，更優(yōu)選在200°C以下，并且再更優(yōu)選在150°C以下的加熱溫度進(jìn)行。此外，在熱處理步驟中熱處理的陽極氧化膜優(yōu)選具有拉伸應(yīng)變。此外，陽極氧化處理步驟和/或熱處理步驟中的任一個或兩個優(yōu)選通過輥至輥工藝進(jìn)行。
此外，陽極氧化膜的厚度優(yōu)選為3-20微米，并且優(yōu)選的是在熱處理步驟之后，對陽極氧化膜在室溫在壓縮的方向提供有O. 005-0. 25%大小的應(yīng)變。此外，在金屬基板中，優(yōu)選的是將鋁基底通過壓焊在由具有比鋁更大的楊氏模量的金屬制成的金屬基底的至少一個表面上而成為整體，并且將陽極氧化膜形成在鋁基底的表面上。注意在本發(fā)明的第二方面，可以使用本發(fā)明的第一方面的具有絕緣層的金屬基板的任何金屬基板。根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供一種半導(dǎo)體器件，所述半導(dǎo)體器件采用本發(fā)明的第一方面的具有絕緣層的金屬基板。在這種情況下，在其中將半導(dǎo)體元件形成在具有絕緣層的金屬基板(其作為經(jīng)過 熱處理的本發(fā)明的第一方面的具有絕緣層的金屬基板)上的半導(dǎo)體器件中，可以將半導(dǎo)體元件連續(xù)地形成在具有絕緣層的金屬基板上而不在熱處理之后將具有絕緣層的金屬基板的溫度降低至室溫。半導(dǎo)體元件的形成溫度優(yōu)選高于熱處理步驟的加熱溫度。在這種情況下，具有絕緣層的金屬基板和半導(dǎo)體元件可以通過輥至輥工藝以一體方式形成。此外，在其中將半導(dǎo)體元件形成在具有絕緣層的金屬基板上的半導(dǎo)體器件中，具有絕緣層的金屬基板和半導(dǎo)體元件可以通過輥至輥工藝以一體方式形成。根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供一種半導(dǎo)體器件的制備方法，所述制備方法包括通過本發(fā)明的第二方面的具有絕緣層的金屬基板的制備方法制備具有絕緣層的金屬基板的步驟，以及在具有絕緣層的金屬基板上形成半導(dǎo)體元件的步驟，其中制備具有絕緣層的金屬基板的步驟和形成半導(dǎo)體元件的步驟通過輥至輥工藝以一體方式進(jìn)行。當(dāng)通過本發(fā)明的第二方面的具有絕緣層的金屬基板的制備方法制備具有絕緣層的金屬基板時，可以將半導(dǎo)體元件連續(xù)地形成在具有絕緣層的金屬基板上而不在熱處理之后將具有絕緣層的金屬基板的溫度降低至室溫。半導(dǎo)體元件的形成溫度優(yōu)選高于熱處理步驟的加熱溫度。在這種情況下，制備具有絕緣層的金屬基板的步驟和形成半導(dǎo)體元件的步驟可以通過輥至輥工藝以一體方式進(jìn)行。根據(jù)本發(fā)明的第五方面，提供一種太陽能電池，所述太陽能電池采用本發(fā)明的第一方面的具有絕緣層的金屬基板。在這種情況下，優(yōu)選的是將化合物系光電轉(zhuǎn)換層形成在具有絕緣層的金屬基板上。此外，光電轉(zhuǎn)換層優(yōu)選由具有至少一種類型的黃銅礦結(jié)構(gòu)的化合物半導(dǎo)體形成。此外，光電轉(zhuǎn)換層優(yōu)選由第Ib族元素、第IIIb族元素和第VIb族元素組成的至少一種類型的化合物半導(dǎo)體形成。此外，在光電轉(zhuǎn)換層中，第Ib族元素優(yōu)選為選自由Cu和Ag組成的組的至少一種；第IIIb族元素優(yōu)選為選自由Al、Ga和In組成的組的至少一種；第VIb族元素優(yōu)選為選自由S、Se和Te組成的組的至少一種。在其中至少將化合物系光電轉(zhuǎn)換層形成在具有絕緣層的金屬基板(其作為經(jīng)過熱處理的本發(fā)明的第一方面的具有絕緣層的金屬基板)上的太陽能電池中，可以將化合物系光電轉(zhuǎn)換層連續(xù)地形成在具有絕緣層的金屬基板上而不在熱處理之后將具有絕緣層的金屬基板的溫度降低至室溫?；衔锵倒怆娹D(zhuǎn)換層的形成溫度優(yōu)選高于熱處理步驟的加熱溫度。在這種情況下，具有絕緣層的金屬基板和化合物系光電轉(zhuǎn)換層可以通過輥至輥工藝以一體方式形成。此外，在其中至少將化合物系光電轉(zhuǎn)換層形成在具有絕緣層的金屬基板上的太陽能電池中，具有絕緣層的金屬基板和化合物系光電轉(zhuǎn)換層可以通過輥至輥工藝以一體方式形成。根據(jù)本發(fā)明的第六方面，提供一種太陽能電池的制備方法，所述制備方法包括通過本發(fā)明的第二方面的具有絕緣層的金屬基板的制備方法制備具有絕緣層的金屬基板的步驟，以及在具有絕緣層的金屬基板上形成至少化合物系光電轉(zhuǎn)換層的膜沉積步驟，其中制備具有絕緣層的金屬基板的步驟和膜沉積步驟通過輥至輥工藝以一體方式進(jìn)行。當(dāng)通過第二方面的具有絕緣層的金屬基板的制備方法制備具有絕緣層的金屬基板時，可以將化合物系光電轉(zhuǎn)換層連續(xù)地形成在具有絕緣層的金屬基板上而不在熱處理之 后將所制備的具有絕緣層的金屬基的溫度板降低至室溫?；衔锵倒怆娹D(zhuǎn)換層的形成溫度優(yōu)選高于熱處理步驟的加熱溫度。在這種情況下，制備具有絕緣層的金屬基板的步驟和膜沉積步驟可以通過輥至輥工藝以一體方式進(jìn)行。根據(jù)本發(fā)明的第七方面，提供一種電子電路，所述電子電路采用本發(fā)明的第一方面的具有絕緣層的金屬基板。在這種情況下，在其中將電子元件形成在具有絕緣層的金屬基板(其作為經(jīng)過熱處理的本發(fā)明的第一方面的具有絕緣層的金屬基板)上的電子電路中，可以將電子元件連續(xù)地形成在具有絕緣層的金屬基板上而不在熱處理之后將具有絕緣層的金屬基板的溫度降低至室溫。電子電路的形成溫度優(yōu)選高于熱處理步驟的加熱溫度。在這種情況下，具有絕緣層的金屬基板和電子電路可以通過輥至輥工藝以一體方式形成。此外，在其中將電子元件形成在具有絕緣層的金屬基板上的電子電路中，可以將具有絕緣層的金屬基板和電子元件通過輥至輥工藝以一體方式形成。根據(jù)本發(fā)明的第八方面，提供一種電子電路的制備方法，所述制備方法包括通過本發(fā)明的第二方面的具有絕緣層的金屬基板的制備方法制備具有絕緣層的金屬基板的步驟，以及在具有絕緣層的金屬基板上形成電子元件的步驟。在這種情況下，制備具有絕緣層的金屬基板的步驟和形成電子元件的步驟可以通過棍至棍工藝以一體方式進(jìn)行。當(dāng)通過本發(fā)明的第二方面的具有絕緣層的金屬基板的制備方法制備具有絕緣層的金屬基板時，可以將電子元件連續(xù)地形成在具有絕緣層的金屬基板上而不在熱處理之后將所制備的具有絕緣層的金屬基板的溫度降低至室溫。電子元件的形成溫度優(yōu)選高于熱處理步驟的加熱溫度。在這種情況下，制備具有絕緣層的金屬基板的步驟和形成電子元件的步驟可以通過輥至輥工藝以一體方式進(jìn)行。根據(jù)本發(fā)明的第九方面，提供一種發(fā)光元件，所述發(fā)光元件采用本發(fā)明的第一方面的具有絕緣層的金屬基板。在這種情況下，在其中將發(fā)光器件形成在具有絕緣層的金屬基板(其作為經(jīng)過熱處理的本發(fā)明的第一方面的具有絕緣層的金屬基板)上的發(fā)光元件中，可以將發(fā)光器件連續(xù)地形成在具有絕緣層的金屬基板上而不在熱處理之后將具有絕緣層的金屬基板的溫度降低至室溫。發(fā)光器件的形成溫度優(yōu)選高于熱處理步驟的加熱溫度。在這種情況下，具有絕緣層的金屬基板和發(fā)光器件可以通過輥至輥工藝以一體方式形成。此外，根據(jù)本發(fā)明的第一方面，其中發(fā)光元件形成在具有絕緣層的金屬基板上的發(fā)光器件、具有絕緣層的金屬基板和發(fā)光元件可以通過輥至輥工藝以一體方式形成。根據(jù)本發(fā)明的第十方面，提供了一種發(fā)光器件的制備方法，所述制備方法包括通過本發(fā)明的第二方面的具有絕緣層的金屬基板的制備方法制備具有絕緣層的金屬基板的步驟，以及在具有絕緣層的金屬基板上形成發(fā)光元件的步驟。在這種情況下，制備具有絕緣層的金屬基板的步驟和形成發(fā)光元件的步驟可以通過棍至棍工藝以一體方式進(jìn)行。當(dāng)通過本發(fā)明的第二方面的具有絕緣層的金屬基板的制備方法制備具有絕緣層的金屬基板時，可以將發(fā)光元件連續(xù)地形成在具有絕緣層的金屬基板上而不在熱處理之后 將所制備的具有絕緣層的金屬基板的溫度降低至室溫。發(fā)光元件的形成溫度優(yōu)選高于熱處理步驟的加熱溫度。在這種情況下，制備具有絕緣層的金屬基板的步驟和形成發(fā)光元件的步驟可以通過輥至輥工藝以一體方式進(jìn)行。[發(fā)明的有益效果]根據(jù)本發(fā)明，提供多孔陽極氧化的鋁膜作為形成在至少包含鋁基底的金屬基板的表面上的絕緣膜，并且在陽極氧化膜中，至少多孔層部分具有室溫壓縮應(yīng)變，并且應(yīng)變的大小為O. 005-0. 25 %。作為結(jié)果，即使歸因于隨時間的變化應(yīng)力集中在陽極氧化膜內(nèi)側(cè)、在陽極氧化膜的表面處或在陽極氧化膜與金屬基底之間的界面處，也不容易導(dǎo)致裂紋產(chǎn)生，因為壓縮應(yīng)變作用在陽極氧化膜上，并且可以獲得具有出色的耐破裂性的具有絕緣層的金屬基板。本發(fā)明的具有絕緣層的金屬基板使用多孔陽極氧化的鋁膜作為絕緣層。因為該陽極氧化的鋁膜是陶瓷，在高溫度不容易出現(xiàn)化學(xué)變化，使得能夠使用陽極氧化的鋁膜作為提供高可靠性沒有破裂的絕緣層。作為結(jié)果，本發(fā)明的具有絕緣層的金屬基板使得可以獲得對熱應(yīng)變高度耐受并且即使當(dāng)暴露于500°C以上的溫度條件也不經(jīng)歷性能劣化的具有絕緣層的金屬基板。此外，因為它具有至少3微米的膜厚，可以獲得具有良好的絕緣性質(zhì)的具有絕緣膜的金屬基板。此外，根據(jù)本發(fā)明，因為可以使用具有鋁基底的金屬基板，它是柔性的，并且作為結(jié)果，可以通過輥至輥工藝制備半導(dǎo)體器件、太陽能電池等，因此可以提高生產(chǎn)率。此外，可以將所獲得的器件如太陽能電池安裝在彎曲的表面如屋頂或墻壁上。此外，根據(jù)本發(fā)明，半導(dǎo)體器件，太陽能電池，電子電路和發(fā)光元件具有出色的耐久性和儲存壽命，因為所使用的具有絕緣層的金屬基板具有出色的耐破裂性和出色的絕緣性質(zhì)。


[圖1A]圖IA是示例性地描述根據(jù)本發(fā)明的實施方案的具有絕緣層的金屬基板的截面視圖。[圖1B]圖IB是示例性地描述根據(jù)本發(fā)明的實施方案的具有絕緣層的金屬基板的另一個實例的截面視圖。[圖1C]圖IC是示例性地描述根據(jù)本發(fā)明的實施方案的具有絕緣層的金屬基板的再另一個實例的截面視圖。[圖2]圖2是示例性地描述在壓縮應(yīng)變?yōu)镺. 09%和O. 16%，以及傳統(tǒng)的陽極氧化膜的情況下施加至陽極氧化膜的應(yīng)變的圖。[圖3]圖3是示例性地描述在復(fù)合基板的線性熱膨脹系數(shù)為17ppm/K和10ppm/K，以及傳統(tǒng)的陽極氧化膜的情況下施加至陽極氧化膜的應(yīng)變的圖。 [圖4]圖4是示例性地描述熱處理條件的圖，所述垂直軸是退火溫度并且水平軸是退火時間。[圖5]圖5是示例性地描述根據(jù)本發(fā)明的實施方案的使用具有絕緣層的金屬基板的薄膜太陽能電池的截面視圖。[圖6]圖6是示例性地描述施加至傳統(tǒng)的陽極氧化膜的應(yīng)變的圖。
具體實施例方式在以下幾頁中，將參考附圖中所示的優(yōu)選的實施方案詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明的具有絕緣層的金屬基板及其制備方法，太陽能電池及其制備方法，電子電路及其制備方法和發(fā)光元件及其制備方法。下面將描述本發(fā)明的具有絕緣層的基板。如圖IA中所示，基板10是具有絕緣層的金屬基板，其包括金屬基底12、具有鋁作為其主要組分的鋁基底14 (在下文中“Al基底14”)以及將金屬基底12與Al基底14與外部電絕緣的絕緣層16。絕緣層16由陽極氧化膜構(gòu)成。在基板10中，鋁基底14形成在金屬基底12的前表面12a上，并且絕緣層16形成在Al基底14的前表面14a上。此外，鋁基底14形成在金屬基底12的背表面12b上，并且絕緣層16形成在Al基底14的前表面14a上。在基板10中，Al基底14和絕緣層16以金屬基底12為中心對稱地形成。注意到將金屬基底12和兩個Al基底14層壓并成為整體以形成金屬基板15。該實施方案的基板10用作半導(dǎo)體器件、光電轉(zhuǎn)換元件和薄膜太陽能電池的基板，并且在形狀上為例如平面的。基板10的形狀和尺寸根據(jù)要將其在其中使用的半導(dǎo)體器件、發(fā)光元件、光電轉(zhuǎn)換元件和薄膜太陽能電池的尺寸等適宜地決定。當(dāng)在薄膜太陽能電池中使用時，基板10在形狀上是方形的，例如，具有超過Im的一邊長度。在基板10中，在金屬基底12中使用不同于鋁的金屬。作為不同的金屬，例如，使用具有比鋁和鋁合金更高的楊氏模量的金屬或合金。此外，優(yōu)選的是金屬基底12的熱膨脹系數(shù)大于構(gòu)成絕緣層16的陽極氧化膜的熱膨脹系數(shù)，并且小于鋁的熱膨脹系數(shù)。此外，優(yōu)選的是金屬基底12的楊氏模量大于構(gòu)成絕緣層16的陽極氧化膜的楊氏模量,并且大于招的楊氏模量?？紤]上面描述的事實，在該實施方案中，在金屬基底12中使用鋼材料如碳鋼或鐵素體不銹鋼。此外，因為在金屬基底12中使用的鋼材料在300°C的溫度展現(xiàn)更大的耐熱強度并且比鋁合金的更高，獲得了具有良好耐熱性的基板10。金屬基底12所使用的碳鋼是例如具有O. 6質(zhì)量％以下的碳含量的用于機械結(jié)構(gòu)的碳鋼。用作用于機械結(jié)構(gòu)的碳鋼的材料的實例包括通常稱為SC材料的材料。此外，可以用作鐵素體不銹鋼的材料包括SUS430、SUS405、SUS410、SUS436和SUS444。除以上之外可以用作鋼材料的材料的實例包括通常稱為SPCC材料(冷軋鋼板)的材料。 注意除以上之外，金屬基底12可以由科瓦合金(5ppm/K)、鈦或鈦合金制成。用作鈦的材料是純鈦(9. 2ppm/K)，并且用作鈦合金的材料是可煅合金Ti-6A1-4V和Ti-15V-3Cr-3Al-3Sn。這些金屬也以平面形狀或箔材形狀使用。金屬基底12的厚度影響柔韌性，并且因此優(yōu)選薄，在不伴隨有剛性的過度缺乏的范圍之內(nèi)。在該實施方案的基板10中，金屬基底12的厚度為，例如，10-800微米，并且優(yōu)選30-300微米。更優(yōu)選，該厚度為50-150微米。從源材料成本角度，金屬基底12的減小的厚度也是優(yōu)選的。當(dāng)金屬基底12是柔性的時，金屬基底12優(yōu)選為鐵素體不銹鋼。Al基底14包含鋁作為其主要組分，意指鋁含量為至少90質(zhì)量％。用作Al基底14的材料的實例包括鋁和鋁合金。Al基底14可以由，例如,招手冊(Aluminum Handbook),第4版(1990年由日本輕金屬協(xié)會(Japan Light Metal Association)出版)中列出的公知的材料形成，包括，更詳細(xì)地，Class 1000合金如JIS1050材料和JISl 100材料，Class 3000合金如JIS3003材料、JIS3004 材料和 JIS3005 材料，Class 6000 合金如 JIS6061 材料、JIS6063 材料和 JIS6101材料，以及國際注冊合金3103A等。Al基底14所使用的鋁或鋁合金優(yōu)選不含有任何不需要的金屬間化合物。詳細(xì)地，含有很少雜質(zhì)的具有至少99質(zhì)量％的純度的鋁是優(yōu)選的。例如，99. 99質(zhì)量％的Al，99. 96質(zhì)量％的Al，99. 9質(zhì)量％的Al，99. 85質(zhì)量％的Al，99. 7質(zhì)量％的Al，和99. 5質(zhì)量％的Al是優(yōu)選的。因此，增加Al基底14的鋁的純度使得能夠避免出現(xiàn)導(dǎo)致沉積的金屬間化合物，并且增加絕緣層16的完整性。在將鋁合金陽極氧化的情況下，存在金屬間化合物將成為差的絕緣的起源的可能性；并且隨著金屬間化合物的量增加這種可能性增加。尤其是，當(dāng)使用具有99. 5質(zhì)量％，或99. 99質(zhì)量％以上的純度的材料作為Al基底14時，后面描述的陽極氧化膜的微孔的規(guī)則形成(在下文中也稱為規(guī)則化)的擾亂得到控制，因此以上材料是優(yōu)選的。當(dāng)施加熱應(yīng)變時陽極氧化膜的規(guī)則化的擾亂可能對裂紋提供起始點。為此，當(dāng)純度更高時Al基底14具有更高耐熱性。此外，如上所述，成本更加節(jié)約的工業(yè)鋁也可以用于Al基底14。然而，在絕緣層16的絕緣性質(zhì)方面，優(yōu)選的是Si不在Al基底14中脫溶。
在基板10中，絕緣層16用于電絕緣并且用于防止來自處理過程中的機械沖擊的破壞。該絕緣層16由通過鋁的陽極氧化形成的陽極氧化膜(氧化鋁膜，Al2O3膜)制成。形成絕緣層16的陽極氧化膜在室溫(23°C )具有壓縮應(yīng)變(壓縮方向C上的應(yīng)變)，并且該應(yīng)變的大小為O. 005-0. 25%。通常，拉伸應(yīng)變存在于鋁的陽極氧化膜中。如果壓縮應(yīng)變小于O. 005%，雖然存在壓縮應(yīng)變，基本上沒有壓縮力作用在充當(dāng)絕緣層16的陽極氧化膜上，并且不容易獲得耐破裂性效果。另一方面，考慮到產(chǎn)生裂紋，陽極氧化膜隆起，其平坦度下降以及歸因于充當(dāng)絕緣層16的陽極氧化膜層離和施加至陽極氧化膜的強壓縮應(yīng)變的層離出現(xiàn)，壓縮應(yīng)變的上限為O. 25%。它更優(yōu)選O. 20%以下，并且特別優(yōu)選O. 15%以下。一直以來，在其中陽極氧化膜形成在金屬基板上作為絕緣層的具有絕緣層的金屬基板中，所關(guān)心的主題為半導(dǎo)體元件的制備過程中的耐熱性，作為柔性基板在輥至輥制備過程中的耐彎曲性，以及長期耐久性和強度。耐熱性的問題由以下事實導(dǎo)致當(dāng)暴露至高溫時，陽極氧化膜不能耐受金屬基板 的伸長，并且陽極氧化膜最終破裂。這歸因于金屬基板與陽極氧化膜之間熱膨脹系數(shù)上的巨大區(qū)別。例如，在鋁的情況下，熱膨脹系數(shù)為23ppm/K，并且陽極氧化膜的熱膨脹系數(shù)為4-5ppm/K。為此，在歸因于熱膨脹系數(shù)上的區(qū)別帶來伸長量上的區(qū)別的高溫下，拉伸力最終作用于陽極氧化膜至其無法耐受基體金屬的伸長的程度，并且陽極氧化膜破裂。耐彎曲性的問題由以下事實導(dǎo)致當(dāng)將陽極氧化膜向外側(cè)彎曲時陽極氧化膜不能耐受所遭受的拉伸應(yīng)力并且陽極氧化膜最終破裂。耐久性和強度的問題由以下事實導(dǎo)致陽極氧化膜不能耐受如下所述的擾動所伴隨的應(yīng)力上的改變，并且陽極氧化膜最終破裂。擾動的具體實例是伴隨以下變化的應(yīng)力由于陽極氧化膜長期遭受的伴隨操作的起始和停止的升溫和降溫，與基板的熱膨脹或收縮、外部應(yīng)力、濕度、溫度和氧化相伴隨的陽極氧化膜、半導(dǎo)體層、密封層等的體積變化和降解。作為勤奮研究的結(jié)果，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)通過提供具有室溫壓縮應(yīng)變的陽極氧化膜，可以獲得具有在半導(dǎo)體元件的制備過程中的耐熱性，作為柔性基板在輥至輥制備過程中的耐彎曲性，以及長期耐久性和強度的陽極氧化膜。通過提供在室溫具有壓縮應(yīng)變的陽極氧化膜改善耐破裂性的原因可以解釋如下。這里，描述改善耐熱耐破裂性的機制作為實例，但推測相同的機制對于提高對彎曲的外部應(yīng)力和溫度改變的耐破裂性的改善同樣適用，因為抑制了陽極氧化膜由于拉伸力的破裂。如上所述，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的陽極氧化膜在室溫具有約O. 005-0. 06%的內(nèi)部拉伸應(yīng)變。此外，在鋁基板上的陽極氧化膜的情況下，因為陽極氧化膜的線性熱膨脹系數(shù)為約5ppm/K并且鋁的線性熱膨脹系數(shù)為23ppm/K，歸因于溫度升高拉伸應(yīng)變以18ppm/K的比例作用在陽極氧化膜上。當(dāng)施加作為陽極氧化膜的斷裂極限的O. 16-0. 23%的拉伸應(yīng)變時，產(chǎn)生裂紋。在根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的陽極氧化膜中該溫度為120-150°C。另一方面，本發(fā)明中的陽極氧化膜在室溫具有內(nèi)部壓縮應(yīng)變。這里，不管膜是什么類型，發(fā)明人證實陽極氧化膜的線性熱膨脹系數(shù)為約5ppm/K，并且它對于本發(fā)明中的陽極氧化膜同樣為約5ppm/K。因此，歸因于溫度升高，拉伸應(yīng)變以18ppm/K的比例作用在陽極氧化膜上。與膜的類型無關(guān)，估計陽極氧化膜的斷裂極限為約O. 16-0. 23%，并且據(jù)信當(dāng)施加該大小的拉伸應(yīng)變時，產(chǎn)生裂紋。在陽極氧化膜在室溫具有在O. 005-0. 25%的優(yōu)選范圍內(nèi)的壓縮應(yīng)變的情況下，如果假設(shè)以18ppm/K的比例施加拉伸應(yīng)變，那么在170-340°C施加O. 16-0. 23%的拉伸應(yīng)變。圖2示例性地描述了在壓縮應(yīng)變?yōu)镺. 09%和O. 16%,以及傳統(tǒng)的陽極氧化膜的情況下，施加至陽極氧化膜的拉伸應(yīng)變。如圖2中所示，通過增加壓縮應(yīng)變的量，可以進(jìn)一步提高裂紋產(chǎn)生溫度。實際上，雖然不與模型計算完全一致，已經(jīng)經(jīng)驗證實可以提高裂紋產(chǎn)生溫度，這歸因于以下主要因素如陽極氧化膜的線性熱膨脹系數(shù)不一定是常數(shù)的事實，存在陽極氧化膜中所含水分的脫水所伴隨的收縮的事實，以及在鋁軟化之后基板的剛性喪失的事實。此外，通過使用鋁和不同金屬的復(fù)合基板作為基板可以進(jìn)一步提高裂紋產(chǎn)生溫度?？梢詫?fù)合基板的線性熱膨脹系數(shù)根據(jù)構(gòu)成金屬材料的線性膨脹系數(shù)、楊氏模量和厚度測定為平均值。如果使用鋁和線性熱膨脹系數(shù)低于鋁的線性熱膨脹系數(shù)(23ppm/K)并且大于或等于陽極氧化膜的線性熱膨脹系數(shù)(5ppm/K)的金屬材料的復(fù)合基板，可以使復(fù)合基板的線性熱膨脹系數(shù)低于23ppm/K，雖然它還依賴于楊氏模量和厚度。圖3示例性地說明了在復(fù)合基板的線性熱膨脹系數(shù)為17ppm/K和10ppm/K的情況下施加至陽極氧化膜的拉伸應(yīng)變。即使采用的是具有相同室溫壓縮應(yīng)變的陽極氧化膜，通過降低基板的線性熱膨脹系數(shù)可以進(jìn)一步提高裂紋產(chǎn)生溫度。實際上，雖然與模型計算不完全一致，已經(jīng)經(jīng)驗地證實可以進(jìn)一步提高裂紋產(chǎn)生溫度，這歸因于以下主要因素如陽極氧化膜的線性熱膨脹系數(shù)不一定是常數(shù)的事實，以及存在陽極氧化膜中所含水分的脫水所伴隨的收縮的事實。可以使用如下面詳細(xì)描述的方法獲得具有室溫壓縮應(yīng)變的陽極氧化膜。當(dāng)然應(yīng)該明白的是其不限于這些方法。提供壓縮應(yīng)變的一種方法是在使金屬基板比其在室溫使用的狀態(tài)伸長更長的條件下將金屬基板的Al基底陽極氧化。這沒有特別的限制，只要，例如，可以在拉伸方向上在彈性變形的范圍內(nèi)施加拉伸力，或者可以保持賦予曲率即可。例如，當(dāng)使用輥至輥工藝時，調(diào)節(jié)傳輸過程中的張力以對金屬基板15提供拉伸力，或者以在陽極氧化浴中傳輸路徑的形狀作為彎曲表面將曲率賦予金屬基板15。在這種條件下進(jìn)行的陽極氧化處理對陽極氧化膜提供O. 005-0. 25%的大小的室溫(23°C )壓縮應(yīng)變。在這種方法中，整個陽極氧化膜具有壓縮應(yīng)變。換言之，阻擋層和多孔層兩者都具有壓縮應(yīng)變。該現(xiàn)象由發(fā)明人在進(jìn)行陽極氧化鋁的研究時發(fā)現(xiàn)。也可以使用以下方法。使用具有50_98°C的溫度的水溶液,將金屬基板在比其在室溫使用的狀態(tài)伸長更長的條件下陽極氧化，以使得當(dāng)它返回至室溫時，壓縮應(yīng)變施加至陽極氧化膜。在該方法中，因為用于陽極氧化的水溶液的溫度為至多大約100°c，金屬基板的伸長為至多0.1%。因此，陽極氧化膜的壓縮應(yīng)變也將為O. I %。因此，當(dāng)使用50-98°C的溫度的水溶液將壓縮應(yīng)變施加至陽極氧化膜時，壓縮應(yīng)變?yōu)橹炼啻蠹sO. 1%。在該方法中，整個陽極氧化膜具有壓縮應(yīng)變。換言之，阻擋層和多孔層兩者都具有壓縮應(yīng)變。該現(xiàn)象由發(fā)明人在進(jìn)行陽極氧化鋁的研究時發(fā)現(xiàn)。此外，也可以使用以下方法。通過將溫度升高至使得陽極氧化膜不破裂的程度將形成陽極氧化膜的鋁材料退火，當(dāng)返回至室溫時，它變?yōu)槠渲袎嚎s應(yīng)變作用在陽極氧化膜上的狀態(tài)。在高溫伸長的陽極氧化膜經(jīng)歷結(jié)構(gòu)變化以使拉伸應(yīng)變更容易，并且當(dāng)溫度降低時壓縮應(yīng)變與鋁材料的收縮一起產(chǎn)生在陽極氧化膜中。因此，采用保持為其制備狀態(tài)的陽、極氧化膜，可以將具有拉伸應(yīng)變的整個陽極氧化膜變?yōu)榫哂袎嚎s應(yīng)變。換言之，阻擋層和多孔層兩者的應(yīng)變都改變?yōu)閴嚎s應(yīng)變。在下文中，將如此將拉伸應(yīng)變改變?yōu)閴嚎s應(yīng)變的效果稱為壓縮效果。該現(xiàn)象由發(fā)明人在進(jìn)行陽極氧化鋁的研究時發(fā)現(xiàn)。如圖4中示例性地說明的，在區(qū)域α中可以容易地發(fā)現(xiàn)壓縮作用，并且在該區(qū)域α，隨著該區(qū)域在箭頭A的方向延伸，壓縮效果變得更大。因此，在退火處理中，溫度越高并且它持續(xù)的越久，壓縮效果將越大。這也已經(jīng)由發(fā)明者證實。通過該退火可以獲得的陽極氧化膜的壓縮效果與陽極氧化條件無關(guān)。因此，用于陽極氧化的電解液包括水性電解液如無機酸、有機酸、堿、緩沖溶液及其組合，以及非水性電解液如有機溶劑和熔鹽。此外，可以通過電解液的密度、電壓、溫度等控制陽極氧化膜的結(jié)構(gòu)；然而，在任意陽極氧化膜中，通過退火可以將在陽極氧化膜中產(chǎn)生的拉伸應(yīng)變改變?yōu)?壓縮應(yīng)變。
此外，已經(jīng)證實無論退火的氣氛是真空或大氣壓力的空氣都可以獲得將陽極氧化膜的應(yīng)變改變?yōu)閴嚎s應(yīng)變的相似的壓縮效果。 本發(fā)明給出施加有壓縮應(yīng)變的陽極氧化膜；然而，在彈性范圍內(nèi)應(yīng)變與應(yīng)力以材料的楊氏模量作為乘數(shù)成線性關(guān)系，因此施加有壓縮應(yīng)力的陽極氧化膜也是同樣的。發(fā)明人證實陽極氧化膜的楊氏模量為50GPa至150GPa。如下所示優(yōu)選的壓縮應(yīng)力的范圍從該值開始并且為上述優(yōu)選的壓縮應(yīng)變的范圍。在基板10中，在室溫絕緣層16被施加有壓縮方向上的應(yīng)力(在下文中稱為壓縮應(yīng)力)并且壓縮應(yīng)力的大小為2. 5MPa至300MPa。壓縮應(yīng)力的大小優(yōu)選為5MPa至300MPa，更優(yōu)選5MPa至150MPa，并且尤其優(yōu)選5MPa至75MPa。當(dāng)壓縮應(yīng)力小于2. 5MPa時，壓縮應(yīng)力基本上不施加至用作絕緣層16的陽極氧化膜，并且難以獲得有效的耐破裂性。另一方面，考慮到用作絕緣層16的陽極氧化膜脫落和在陽極氧化膜上形成裂紋，壓縮應(yīng)力的上限為300MPa。此外，如上所述，當(dāng)使用具有50_98°C的溫度的水溶液在將金屬基板比在室溫使用的狀態(tài)拉伸更長的條件下將壓縮應(yīng)變施加至陽極氧化膜時，難以提供大壓縮應(yīng)變。為此，上限為大約150MPa。在基板10中，絕緣層16的厚度為優(yōu)選至少3微米且至多20微米，更優(yōu)選至少5微米且至多20微米，并且特別優(yōu)選至少5微米且至多15微米。過大厚度的絕緣層16降低其柔韌性并且增加用于其形成所需要的成本和時間，因此不是優(yōu)選的。此外，如果絕緣層16極薄，存在它將不能電絕緣并防止處理過程中來自機械沖擊的損壞的風(fēng)險。絕緣層16的前表面18a具有以例如，算術(shù)平均粗糙度Ra計I微米以下，優(yōu)選O. 5微米以下，并且更優(yōu)選O. I微米以下的表面粗糙度。基板10包含全部由柔性材料制成的金屬基底12、A1基底14以及絕緣層16，并且因此作為整體是柔性的。因此，在基板10的絕緣層16 —側(cè)，可以例如通過輥至輥工藝形成半導(dǎo)體元件、光電轉(zhuǎn)換元件等。此外，雖然該實施方案中的基板10具有Al基底14和絕緣層16形成在金屬基底12的兩側(cè)上的結(jié)構(gòu)，在本發(fā)明中，如圖IB中所示，Al基底14和絕緣層16可以僅形成在金屬基底12的一側(cè)上。因此，通過使用具有不銹鋼金屬基底12和Al基底14的雙層包覆結(jié)構(gòu)的金屬基板15a，基板IOa可以更薄并且在成本上更低。
此外，在該實施方案中，雖然金屬基板15具有金屬基底12和Al基底14的雙層結(jié)構(gòu)，在本發(fā)明中，因為必需的僅是Al基底14，金屬基底12可以由與Al基底14相同的Al基底形成；因此，金屬基板可以僅由Al基底形成，并且如用圖IC中所示的基板IOb所示出的，金屬基板15b可以僅由Al基底14形成。金屬基板15和15a的金屬基底12可以具有兩個以上的層。接下來，描述測量充當(dāng)絕緣層16的陽極氧化膜的應(yīng)變的方法。注意到在下面，陽極氧化膜的應(yīng)變嚴(yán)格說是多孔層的應(yīng)變和阻擋層的應(yīng)變的組合，并且得自材料動力學(xué)的算式，它是考慮到兩者的楊氏模量和膜厚的權(quán)重平均。然而，如果將下面的應(yīng)變認(rèn)為是多孔層的應(yīng)變是沒有問題的。這里，因為多孔層和阻擋層是相同化合物，僅具有不同結(jié)構(gòu)，它們的楊氏模量被認(rèn)為是相同的。因此，陽極氧化膜的應(yīng)變被認(rèn)為是考慮到膜厚之后關(guān)于多孔層的應(yīng)變和阻擋層的應(yīng)變的權(quán)重平均。已知阻擋層的厚度為通過用陽極氧化電壓乘以約I. 4nm/V的系數(shù)獲得的厚度，并且至多大約數(shù)百nm。因此，多孔層通常比阻擋層厚數(shù)倍至數(shù)十倍。如果多孔層的厚度為至少3微米，如在本發(fā)明中優(yōu)選的，它 為至少10倍厚。為此，在作為整體的陽極氧化膜的應(yīng)變中阻擋層的應(yīng)變的作用基本上看不出。因此，通過下面的技術(shù)測量的陽極氧化膜的應(yīng)變被認(rèn)為是多孔層的應(yīng)變。在本發(fā)明中，首先在基板10的狀態(tài)下測量陽極氧化膜的長度。接下來，將金屬基板15溶解并移除，并且將陽極氧化膜從基板10取出。之后，測量陽極氧化膜的長度。從移除金屬基板15之前和之后的長度測定應(yīng)變。當(dāng)陽極氧化膜的長度在移除金屬基板15之后更長時，壓縮力被施加至陽極氧化膜。換言之，壓縮應(yīng)變被施加至陽極氧化膜。另一方面，當(dāng)陽極氧化膜的長度在移除金屬基板15之后更短時，拉伸力被施加至陽極氧化膜。換言之，拉伸方向上的應(yīng)變被施加至陽極
氧化膜。注意移除金屬基板15之前和之后陽極氧化膜的長度可以是整個陽極氧化膜的長度或陽極氧化膜的一部分的長度。在將金屬基板15溶解的情況下，所使用的溶液可以是氯化銅鹽酸水溶液、氯化汞鹽酸水溶液、氯化錫鹽酸水溶液、碘甲醇溶液等。用于溶解的溶液根據(jù)金屬基板15的組成適宜地選擇。在本發(fā)明中，除了移除金屬基板15之外，測量例如具有高平面性的金屬基底的翹曲和撓曲，將陽極氧化膜僅形成在金屬基底的一側(cè)上，并且之后測量在陽極氧化膜的形成之后金屬基底的翹曲和扭曲。之后使用陽極氧化膜的形成之前和之后的翹曲和扭曲值以獲
得應(yīng)變。金屬基底的翹曲和撓曲是使用，例如，采用激光的光學(xué)精密測量方法測量的。詳細(xì)地，可以使用在“Journal of the Surface Finishing Society of Japan”，58,213 (2007)，以及在“R&D Review of Toyota CRDL” 34，19 (1999)中描述的多種測量方法測量金屬基底的翹曲和撓曲。充當(dāng)絕緣層16的陽極氧化膜的應(yīng)變可以如下所述測量。在這種情況下，首先測量鋁的薄膜的長度。接下來，在鋁的薄膜上形成陽極氧化膜，并且測量此時鋁的薄膜的長度。由陽極氧化膜形成之前和之后鋁的薄膜的長度計算收縮，并且將其換算為應(yīng)變。
應(yīng)注意，因為除了移除金屬基板15的方法之外，所有的方法測量保留有金屬基板15的陽極氧化膜的應(yīng)變，難以說可以完全消除金屬基板15的影響。因此，如果使用移除金屬基板15的方法，可以直接測量陽極氧化膜自身的應(yīng)變，而沒有金屬基板15的任何影響。因此，在根據(jù)本發(fā)明的應(yīng)變測量中，對于精確測量陽極氧化膜的應(yīng)變，移除金屬基板15的方法是優(yōu)選的。此外，陽極氧化膜的內(nèi)部應(yīng)力可以用材料力學(xué)的算式使用陽極氧化膜的楊氏模量和存在于陽極氧化膜中的應(yīng)變計算?？梢匀缟纤鲇嬎銘?yīng)變。另一方面，陽極氧化膜的楊氏模量可以通過使用納米壓頭等在原樣的基板10中的陽極氧化膜上進(jìn)行壓痕測試或推入測試獲得。此外，陽極氧化膜的楊氏模量可以通過以下方式獲得從基板10移除金屬基板15，移除陽極氧化膜，并且之后在所移除的陽極氧化膜上使用推入測試儀或納米壓頭等進(jìn)行壓痕測試。
此外，陽極氧化膜的楊氏模量可以通過在其中薄金屬膜如鋁形成在陽極氧化膜上的樣品或?qū)㈥枠O氧化膜單獨地從基板10移除的樣品上進(jìn)行拉伸試驗獲得，或者通過測量兩者中任一個的動態(tài)粘彈性獲得。注意到使用壓痕試驗測量薄膜的楊氏模量可能不利地影響金屬基板15，并且因此通常需要將壓痕深度抑制在薄膜的厚度的約三分之一內(nèi)。因為該原因，為了精確地測量具有約數(shù)十微米的厚度的陽極氧化膜的楊氏模量，使用甚至能夠以數(shù)百納米的壓痕深度測量楊氏模量和硬度的納米壓頭測量是優(yōu)選的。不必說，楊氏模量可以使用除上面描述的一種以外的方法測量。接下來，將描述該實施方案的基板10的制備方法。首先，準(zhǔn)備金屬基底12。將該金屬基底12形成為適合于所要形成的基板10的尺寸的預(yù)定形狀和尺寸。之后，將Al基底14形成在金屬基底12的前表面12a上和背表面12b上。從而形成金屬基板15。對在金屬基底12的前表面12a上和背表面12b上形成Al基底14的方法沒有特別地限定，條件是獲得可以確保鋼基底12與招基底14之間附著的整體結(jié)合。作為招基底14的形成方法，可以使用例如，蒸氣相方法如蒸氣沉積或濺射、鍍覆和在表面清潔之后的壓焊(加壓并接合)。在成本和大批量生產(chǎn)方面，通過輥等的壓力接合是形成鋁基底14的優(yōu)選的方法。例如，當(dāng)通過壓焊將具有50微米的厚度的Al基底包覆至具有150微米的厚度的不銹鋼的金屬基底12以形成金屬基板15時，所獲得的金屬基板15可以具有低至大約10ppm/K的線性熱膨脹系數(shù)。接下來，將金屬基板15拉伸，并且將充當(dāng)絕緣層16的陽極氧化膜形成在該狀態(tài)下的金屬基板15的Al基底14的前表面14a和背表面12b上。下面描述形成充當(dāng)絕緣層16的陽極氧化膜的方法。陽極氧化處理可以使用，例如，通常所說的輥至輥工藝類型的已知的陽極氧化設(shè)備進(jìn)行。充當(dāng)絕緣層16的陽極氧化膜可以通過以下方式形成將充當(dāng)陽極的金屬基底12與陰極一起浸潰在電解液中并且在陽極與陰極之間施加電壓。在這種情況下，當(dāng)與電解液接觸時，金屬基底12與Al基底14形成局部電池，并且從而接觸電解液的金屬基底12被使用掩膜(未顯示)遮蓋并且隔離。換言之，除Al基底14的前表面14a之外的金屬基底15的端部表面和背部表面需要使用掩膜(未顯示)隔離。注意到陽極氧化處理過程中遮掩的方法不限于使用掩膜?？赡艿恼谘诜椒ò?，例如，其中將除Al基底14的表面14a之外的金屬基板15的端部表面和背部表面使用夾具保護(hù)的方法，其中使用橡膠確保水密性的方法，以及其中將表面使用抗蝕劑材料保護(hù)的方法。在需要的情況下，預(yù)陽極氧化可以包括對Al基底14的表面14a進(jìn)行清潔和拋光/平滑過程的步驟。陽極氧化處理也可以在將金屬基板15比其在室溫使用的狀態(tài)拉伸更大的狀態(tài)下進(jìn)行。例如，對將金屬基板15拉伸比在室溫使用的狀態(tài)更長的方法沒有特別地限定，只要它產(chǎn)生在彈性變形的范圍內(nèi)在拉伸方向E(參考圖1A)提供拉伸力的狀態(tài)，或者提供有曲率的狀態(tài)即可。例如，如果使用輥至輥工藝，通過調(diào)節(jié)傳輸過程中的張力對金屬基板15提供拉伸力，或者通過使用彎曲的表面作為在陽極氧化槽中傳輸路徑的形狀提供金屬基板15以曲率。通過在該狀態(tài)進(jìn)行陽極氧化處理，可以獲得具有O. 005-0. 25%的室溫(23°C )壓縮 應(yīng)變的陽極氧化膜。在這種情況下，作用在陽極氧化膜上的壓縮應(yīng)力的大小為2. 5-300MPa。應(yīng)注意在室溫使用的狀態(tài)是在將基板10用作半導(dǎo)體器件，薄膜太陽能電池等的最終產(chǎn)物的情況下金屬基板在室溫的狀態(tài)。在陽極氧化處理之后，可以通過剝落掩膜(未給出)獲得上面描述的基板10。此外，在單片處理的情況下，優(yōu)選的是陽極氧化處理在將已經(jīng)拉伸的金屬基板15使用夾具固定至陽極氧化槽的狀態(tài)下進(jìn)行。陽極氧化處理也可以通過本領(lǐng)域過去進(jìn)行的方法進(jìn)行。用于陽極氧化使用的示例性電解液包括水性電解液如無機酸、有機酸、堿、緩沖溶液，或者它們的組合，以及非水性電解液如有機溶劑或熔鹽。詳細(xì)地，可以通過將直流電或交流電引入至在以下各項的酸性溶液的水溶液或非水溶液中的Al基底14，從而在Al基底14的表面14a上形成陽極氧化膜硫酸、草酸、鉻酸、甲酸、磷酸、丙二酸、二甘醇酸、馬來酸、寧康酸、乙炔二羧酸、蘋果酸、酒石酸、檸檬酸、乙醛酸、鄰苯二甲酸、苯偏三甲酸、苯均四甲酸、氨基磺酸、苯磺酸、或酰胺磺酸，或其兩種以上的組合。在陽極氧化的過程中使用碳或鋁用于陰極。此外，除上面描述的酸性溶液之外的堿溶液可以在陽極氧化處理中使用。堿溶液的實例包括氫氧化鈉、氫氧化銨和磷酸鈉。此外，可以在陽極氧化處理中使用非水液。作為非水液，可以使用甲酰胺-硼酸浴、NMF (N-甲基甲酰胺)-硼酸浴、乙醇-酒石酸浴、DMSO (二甲亞砜)-水楊酸浴等。應(yīng)注意NMF-硼酸浴是其中將硼酸溶解在N-甲基甲酰胺中的電解液。在陽極氧化處理的過程中，氧化反應(yīng)基本上在垂直方向從每個Al基底14的前表面14a進(jìn)行以在每個Al基底14的前表面14a上形成陽極氧化膜。陽極氧化膜是多孔類型的，其中從上方看大量基本上正六邊形形狀的細(xì)柱密集地排列，具有圓形底部的微孔形成在每個細(xì)柱體的中心，并且形成每個細(xì)柱體底部具有典型地O. 02-0. I微米厚度的阻擋層。與簡單的無孔結(jié)構(gòu)的氧化鋁膜比較，具有這種多孔結(jié)構(gòu)的陽極氧化膜具有低楊氏模量，更高耐彎曲性，以及對當(dāng)加熱時歸因于熱膨脹的區(qū)別的破裂的更高耐受性。此外，除了如上所述在金屬基板15比在室溫使用的狀態(tài)伸長的更長的狀態(tài)下進(jìn)行陽極氧化處理之外，還有在50-98°C的水溶液中進(jìn)行陽極氧化的方法，該溫度高于實際使用的溫度。在這種情況下，將金屬基板15拉伸大于在室溫使用的狀態(tài)，并且可以進(jìn)行陽極氧化同時保持拉伸狀態(tài)為原樣。當(dāng)陽極氧化在50-98 °C水溶液中進(jìn)行時，水溶液優(yōu)選由在25°C具有2. 5至3. 5的PKa(酸解離常數(shù))的酸制成。注意到用于陽極氧化處理使用的水溶液具有100°C +升高值的沸點，但是在水溶液的沸點進(jìn)行陽極氧化處理是不實用的，并且當(dāng)溫度高時副產(chǎn)物(勃姆石)產(chǎn)生增多。因此，水溶液的溫度的上限是98°C，這低于沸點，并且更優(yōu)選95°C以下。水溶液包含在25°CpKa為至少2. 5的酸的原因可以由與陽極氧化膜通過酸的溶解速率的關(guān)系解釋。已知的是，pKa，換言之，酸的強度在一定程度上與陽極氧化膜的溶解速度相關(guān)[例如如日本表面精加工協(xié)會志(Journal of the Surface Finishing Society ofJapan)，20，506，(1969)中描述的]。陽極氧化膜的實際生長是作為同時進(jìn)行的陽極氧化膜·通過電化學(xué)反應(yīng)的產(chǎn)生和陽極氧化膜通過酸的溶解而發(fā)生的復(fù)雜反應(yīng)，使得陽極氧化膜的溶解速率為成膜的主要原因。當(dāng)pKa小于2. 5時，與陽極氧化膜的生成相比在高溫的溶解速率過高，有時導(dǎo)致不能獲得陽極氧化膜的穩(wěn)定生長以及形成達(dá)到臨界膜厚的相對薄的膜，導(dǎo)致陽極氧化膜不適合于充當(dāng)絕緣層。另一方面，包含25°C的pKa為3. 5以下的酸的水溶液是優(yōu)選的，并且其pKa為3. O以下是再更優(yōu)選的。當(dāng)25°C的pKa超過3. 5時，與陽極氧化膜的生成比較，即使在高溫溶解速率也過慢，有時導(dǎo)致陽極氧化膜的形成過于耗時并且歸因于所謂的阻擋型陽極氧化膜的形成而無法形成厚膜，導(dǎo)致陽極氧化膜不適合于充當(dāng)絕緣層。與本發(fā)明的多孔型陽極氧化膜不同，阻擋型陽極氧化膜具有致密的結(jié)構(gòu)。已知其厚度接近正比于陽極氧化電壓。如果陽極氧化用超過1000V的電壓進(jìn)行，在陽極氧化的過程中出現(xiàn)絕緣擊穿，并且因此難以獲得其厚度超過2微米的陽極氧化膜，并且難以在空氣中保持絕緣性質(zhì)。此外，因為它為致密的膜，當(dāng)遭受應(yīng)力時傾向于出現(xiàn)斷裂，并且與多孔型陽極氧化膜比較耐破裂性低。具有2. 5至3.5的pKa (酸離解常數(shù))的酸包括，例如，丙二酸(2. 60)、二甘醇酸(3. O)、蘋果酸(3. 23)、酒石酸(2. 87)和檸檬酸(2. 90)。用于陽極氧化使用的溶液可以是具有2. 5至3. 5的pKa(酸離解常數(shù))的這種酸、其他酸、堿、鹽和添加劑的混合溶液。如果陽極氧化通過具有2. 5-3. 5的pKa的羧酸進(jìn)行，羧酸陰離子(稱為酸根)被包含在陽極氧化膜中，并且形成包含碳的陽極氧化膜。在該實施方案中，通過在金屬基板15上使用50-98°C的在25°C具有2. 5-3. 5的pH的酸性水溶液進(jìn)行陽極氧化處理，可以獲得在室溫(23°C )具有O. 005-0. 1%的壓縮應(yīng)變的陽極氧化膜。在這種情況下，作用在陽極氧化膜上的壓縮應(yīng)力的大小為2. 5_150MPa。在陽極氧化處理之后，可以通過剝落掩膜(未示出)獲得上述基板10。充當(dāng)絕緣層16的陽極氧化膜的優(yōu)選厚度為3-20微米，更優(yōu)選5_20微米，并且特別優(yōu)選5-15微米。厚度可以通過電解時間和恒流電解或恒壓電解中電流或電壓的大小控制。
注意到通過在中性電解液如硼酸中電解處理獲得致密的陽極氧化膜(無孔氧化鋁單膜)，而不是其中排列有多孔細(xì)列的陽極氧化膜。在多孔陽極氧化膜于酸性電解液中形成之后，通過對膜在中性電解液中再次進(jìn)行電解處理的孔填充方法可以形成其中阻擋層的厚度增加的陽極氧化膜。通過增加阻擋層的厚度，該膜可以具有更高絕緣性質(zhì)。作為在孔填充過程中使用的電解液，硼酸水溶液是優(yōu)選的，并且通過將含有鈉的硼酸鹽加入至硼酸水溶液獲得的水溶液是再更優(yōu)選的。硼酸鹽的實例包括八硼酸二鈉、四苯基硼酸鈉、四氟硼酸鈉、過硼酸鈉、四硼酸鈉、偏硼酸鈉等。硼酸鹽可以作為酸酐或水合物獲得。在孔填充中使用的特別優(yōu)選的電解液是通過將O. 01-0. 5mol/L四硼酸鈉加入至O. l-2mol/L硼酸水溶液獲得的水溶液。優(yōu)選的是將鋁離子以0-0. lmol/L的量溶解?？梢酝ㄟ^在電解液中的孔填充處理將鋁離子化學(xué)地或電化學(xué)地溶解，但是特別優(yōu)選的方法是在 預(yù)先加入硼酸鋁之后電解。并且，可以溶解鋁合金中含有的痕量元素。在該實施方案中，在具有多孔結(jié)構(gòu)的陽極氧化膜中，可以規(guī)則地形成微孔，換言之，它可以是規(guī)則化的多孔結(jié)構(gòu)。在具有多孔結(jié)構(gòu)的陽極氧化膜中，以規(guī)則方式形成微孔可以通過下面描述的稱為自規(guī)則化的陽極氧化處理進(jìn)行。自規(guī)則化是這樣的方法通過利用陽極氧化膜的微孔以規(guī)則方式對準(zhǔn)的性質(zhì)消除規(guī)則排列的擾動的起源而提供規(guī)則度。詳細(xì)地，使用高純鋁在對應(yīng)于電解液的類型的電壓，陽極氧化膜在長時間期間(例如，數(shù)小時至十多小時)內(nèi)以低速率形成，在那之后進(jìn)行膜移除處理。在自規(guī)則化中，因為微孔直徑依賴于所施加的電壓，可以通過控制所施加的電壓獲得所需的微孔直徑至特定程度。作為自規(guī)則化的典型實例，已知J. Electrochem. Soc.，第144卷,第5期,1997年5 月，第 L128 頁，以及 Jpn. J. Appl. Phys.，第 35 卷(1996)，第 2 部分，第 IB 期，L126，以及Appl. Phys. Lett.，第 71 卷，第 19 期，10，1997 年 11 月，第 2771 頁。此外，在該公開文獻(xiàn)描述的方法中，通過溶解移除陽極氧化膜的膜移除處理使用50°C鉻酸和磷酸的混合水溶液花費至少12小時。注意到當(dāng)使用沸騰水溶液處理時，規(guī)則化的起源被破壞并擾亂，并且因此其在沒有沸騰的情況下使用。在其中微孔規(guī)則地形成的陽極氧化膜中，更接近鋁部分規(guī)則度增加，并且因此，一旦將膜移除，保留在鋁部分上的陽極氧化膜的底部來到表面，并且獲得規(guī)則的凹陷。因此，在膜移除處理中，僅將氧化鋁陽極氧化膜溶解，而不將鋁溶解。作為結(jié)果，在該已知文獻(xiàn)中陳述的方法中，雖然存在不同的微孔直徑，微孔直徑的不規(guī)則性(變異系數(shù))為3%以下。例如，作為通過自排序方法的陽極氧化處理，可以使用其中在具有1-10質(zhì)量％的酸濃度的溶液中使電流通過充當(dāng)陽極的鋁部件的方法。作為在陽極氧化處理中使用的溶液，可以使用一種以上類型的酸如硫酸、磷酸、鉻酸、草酸、氨基磺酸、苯磺酸、酰胺磺酸等。在陽極氧化處理之后，將其中形成有充當(dāng)絕緣層16的陽極氧化膜的金屬基板15退火。通過這樣做，可以形成其中絕緣層16提供有O. 005-0. 25%壓縮應(yīng)變的基板10。應(yīng)注意退火處理在陽極氧化膜上在600°C以下的溫度進(jìn)行。此外，退火處理優(yōu)選在100-600°c的加熱溫度和I秒至100小時的保持時間的條件下進(jìn)行。在這種情況下，退火處理的加熱溫度在Al基底14的軟化溫度以下。預(yù)定壓縮應(yīng)變可以通過改變退火條件獲得。如上所述，如圖4中所示，陽極氧化膜的壓縮應(yīng)變可以通過提高加熱溫度和增加退火的保持時間而增加。低于100°C的退火加熱溫度基本上不能獲得壓縮效果。另一方面，如果退火加熱溫度超過600°C，存在陽極氧化膜將歸因于金屬基板與陽極氧化膜之間熱膨脹系數(shù)上的區(qū)別而破裂的風(fēng)險。因此，退火必須在不使陽極氧化膜破裂的溫度進(jìn)行。如果在金屬基板中使用鋁材料，隨著溫度升高鋁的軟化變得過度，并且存在導(dǎo)致基體變形的風(fēng)險。因此，它優(yōu)選為300°C以下，更優(yōu)選200°C以下，并且特別優(yōu)選150°C以下。另一方面，如果使用金屬基板，其中將鋁基底設(shè)置在由不同于鋁的金屬制成的金屬基底的至少一個表面上，隨著溫度升高金屬間化合物在鋁與金屬基底之間的界面形成，并且如果金屬間化合物過多，存在界面層離的風(fēng)險。因此，它優(yōu)選為500°C以下，更優(yōu)選400°C以下，并且特別優(yōu)選300°C以下。
此外，退火保持時間為至少I秒以便獲得壓縮效果，雖然輕微。另一方面，即使退火保持時間超過100小時，壓縮效果變得飽和，并且因此上限為100小時。如果在金屬基板中使用鋁材料，隨著時間變得更長鋁的軟化和蠕變變得過度，并且存在導(dǎo)致基體變形的風(fēng)險。同樣在生產(chǎn)率方面，它優(yōu)選為50小時以下，更優(yōu)選10小時以下，并且特別優(yōu)選I小時以下。另一方面，如果使用其中將鋁基底設(shè)置在由不同于鋁的金屬制成的金屬基底的至少一個表面上的金屬基板，隨著時間變得更長，金屬間化合物在鋁與金屬基底之間的界面形成，并且如果金屬間化合物過多，存在界面層離的風(fēng)險。同樣在生產(chǎn)率方面，它優(yōu)選為10小時以下，更優(yōu)選2小時以下，并且特別優(yōu)選30分鐘以下。應(yīng)注意，如圖IC中所示，如果基板10中的金屬基板15b僅由Al基底12構(gòu)成，如果Al基底12的加熱溫度超過軟化溫度，陽極氧化膜最終主導(dǎo)基板的伸長量，并且金屬基板不伸長。為此，難以獲得壓縮效果，并且不能將其保持在恒定的強度。因此，如果金屬基板是單一的Al基底，退火處理的加熱溫度可以在Al基底12的軟化溫度以下。在該實施方案的基板10中，在室溫陽極氧化膜的內(nèi)部應(yīng)力處于壓縮狀態(tài)，并且其應(yīng)變的大小為O. 005-0. 25%，并且因為壓縮應(yīng)變作用在絕緣層16的陽極氧化膜上，它使得破裂難以出現(xiàn)，并且耐破裂性是出色的?？梢垣@得具有絕緣層的金屬基板。此外，基板10使用陽極氧化的鋁膜作為絕緣層16。因為該陽極氧化的鋁膜是陶瓷，在高溫不容易出現(xiàn)化學(xué)變化，使得能夠使用陽極氧化的鋁膜作為提供高可靠性而不破裂的絕緣層16。為此，可以使用基板10作為對熱應(yīng)變堅固的耐熱基板。此外，在基板10中，將絕緣層16的陽極氧化膜改變?yōu)槭覝貕嚎s應(yīng)變的狀態(tài)，使得即使膜經(jīng)歷輥至輥工藝中的起始至終止的過程，裂紋也難以產(chǎn)生，并且賦予膜對彎曲應(yīng)變的耐受性。應(yīng)注意當(dāng)在室溫拉伸應(yīng)變作用于其上時，一旦破裂或裂紋出現(xiàn)，拉伸力起打開該破裂或裂紋的作用，使得破裂或裂紋保持在打開狀態(tài)。作為結(jié)果，基板可能不再保持電絕緣性質(zhì)。當(dāng)在太陽能電池等中使用基板10時，即使將太陽能電池放置在室外，并且歸因于極端溫度變化，外部沖擊或時間相關(guān)的變化在絕緣層16的陽極氧化膜或Al基底14中產(chǎn)生缺陷，也可以獲得絕緣性質(zhì)的長期可靠性。
此外，如果將基板10暴露至，例如，500°C以上的高溫環(huán)境，不出現(xiàn)如破裂和裂紋的缺陷，因為陽極氧化膜歸因于絕緣層16的陽極氧化膜與金屬基板15之間熱膨脹系數(shù)上的區(qū)別遭受的拉伸應(yīng)力通過金屬基板15在拉伸方向E(參考圖1A)上的伸長減輕。從而可以獲得加熱溫度耐受性的提高。以這種方式，可以獲得即使當(dāng)暴露至500°C以上的高溫環(huán)境時也不具有性能劣化的基板10。為此，光電轉(zhuǎn)換層可以在甚至更高的溫度形成，并且可以制備高效的薄膜太陽能電池。此外，基板10的使用使得能夠使用例如輥至輥工藝制備薄膜太陽能電池，從而極大地提高了生產(chǎn)率。此外，在基板10中，如果金屬基板15具有不銹鋼金屬基板12和Al基底14的雙層包覆結(jié)構(gòu)，歸因于在陽極氧化處理的過程中將不銹鋼金屬基板12保護(hù)的事實 ，絕緣層16的陽極氧化膜僅形成在Al基底14的前表面14a上，并且不銹鋼材料裸露在金屬基板15的背表面上。然而，通過在空氣氣氛中的退火處理，主要是Fe3O4的鐵基氧化物膜形成在不銹鋼材料的裸露表面上。該氧化物膜起到不銹鋼的防硒腐蝕層的作用，例如在太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換層的沉積過程中使用硒的情況下。為此，它是可以在光電轉(zhuǎn)換層的沉積過程中使用硒的太陽能電池中使用的基板。接下來，描述使用該實施方案的具有絕緣層的金屬基板的薄膜太陽能電池。圖5是示例性地描述了使用根據(jù)本發(fā)明的實施方案的具有絕緣層的金屬基板的薄膜太陽能電池的截面視圖。將圖5中所示的實施方案的薄膜太陽能電池30用作太陽能電池模塊或構(gòu)成該太陽能電池模塊的太陽能電池子模塊，并且包括，例如，包括基本上矩形形狀的接地的金屬基板15和形成在金屬基板15上的電絕緣層16的基板10，形成在絕緣層16上的堿提供層50，包括形成在堿提供層50上并且串聯(lián)連接的多個能量產(chǎn)生單元54的能量產(chǎn)生層56，連接至多個能量產(chǎn)生單元54的一側(cè)的第一導(dǎo)電部件42，以及連接至另一側(cè)的第二導(dǎo)電部件44。應(yīng)注意將包括一個能量產(chǎn)生單元(太陽能電池)54、對應(yīng)的基板10以及堿提供層50的主體在本文中稱作光電轉(zhuǎn)換元件40，但是圖5中所示的薄膜太陽能電池30自身也可以被稱作光電轉(zhuǎn)換元件。該實施方案的薄膜太陽能電池30在上述基板10之一的前表面上,換言之,在一個絕緣層16的前表面16a上形成有堿提供層50。薄膜太陽能電池30包括多個光電轉(zhuǎn)換元件40、第一導(dǎo)電部件42和第二導(dǎo)電部件44。光電轉(zhuǎn)換元件40構(gòu)成薄膜太陽能電池30，并且包括基板10、堿提供層50，并且能量產(chǎn)生單元(太陽能電池)54，其包括背電極32、光電轉(zhuǎn)換層34、緩沖層36和透明電極38。如上所述，堿提供層50形成在絕緣層16的前表面16a上。能量產(chǎn)生單元54的背電極32、光電轉(zhuǎn)換層34、緩沖層36和透明電極38以上述順序?qū)雍显趬A提供層50的表面50a 上。背電極32形成在導(dǎo)電堿提供層50的表面50a上以與相鄰的背電極32分享分割槽(Pl)33。光電轉(zhuǎn)換層34形成在背電極32上以填充分割槽(Pl)33。緩沖層36形成在光電轉(zhuǎn)換層34的前表面上。光電轉(zhuǎn)換層34和緩沖層36通過達(dá)到背電極32的槽(P2) 37與相鄰的光電轉(zhuǎn)換層34以及相鄰的緩沖層36分離。槽(P2)37形成在與那些分開背電極32的分割槽(Pl)33不同的位置。透明電極38形成在緩沖層36的表面上以使得將槽(P2) 37填充。形成開放槽(P3)39以通過穿過透明電極38、緩沖層36和光電轉(zhuǎn)換層34達(dá)到背電極32。在薄膜太陽能電池30中，每個光電轉(zhuǎn)換元件40在基板10的縱向L通過背電極32和透明電極38串聯(lián)電連接。該實施方案的光電轉(zhuǎn)換元件40是通常所說的整合光電轉(zhuǎn)換元件(太陽能電池)，并且具有這樣的構(gòu)造例如，背電極32由鑰電極形成，光電轉(zhuǎn)換層34由具有光電轉(zhuǎn)換功能的半導(dǎo)體化合物，例如CIGS層形成，緩沖層36由CdS形成，并且透明電極38由ZnO形成。應(yīng)注意形成光電轉(zhuǎn)換元件40以使得其在垂直于基板10的縱向L的寬度方向延伸。因此，背電極32也在基板10的寬度方向上延伸。如圖5中所示，第一導(dǎo)電部件42連接至最右側(cè)的背電極32。提供第一導(dǎo)電部件 42以從如下面將描述的負(fù)電極將輸出收集至外側(cè)。雖然光電轉(zhuǎn)換元件40形成在最右側(cè)背電極32上，將光電轉(zhuǎn)換元件40通過，例如，激光劃線或機械劃線移除，以露出背電極32。第一導(dǎo)電部件42是，例如，在基板10的寬度方向上基本上線性延伸并且連接至最右側(cè)背電極32的伸長條形形狀的部件。如圖5中所示，第一導(dǎo)電部件42具有，例如，用由銦和銅的合金制成的涂布材料42b覆蓋的銅帶42a。第一導(dǎo)電部件42通過，例如，超聲焊連接至背電極32。提供第二導(dǎo)電部件44以從后面要描述的正電極收集輸出。類似于第一導(dǎo)電部件42，第二導(dǎo)電部件44是在基板10的寬度方向基本上線性延伸的長條形狀部件，并且連接至最左側(cè)背電極32。雖然光電轉(zhuǎn)換元件40形成在最左側(cè)背電極32上，將光電轉(zhuǎn)換元件40通過，例如，激光劃線或機械劃線移除，以露出背電極32。 第二導(dǎo)電部件44的組成類似于第一導(dǎo)電部件42并且具有，例如，覆蓋有由銦和銅的合金制成的涂布材料44b的銅帶44a。第一導(dǎo)電部件42和第二導(dǎo)電部件44可以由鍍錫銅帶形成。此外，第一導(dǎo)電部件42和第二導(dǎo)電部件44的連接方法不限于超聲焊接，并且它們可以通過如下方法連接例如，導(dǎo)電膠或?qū)щ妿?。在該實施方案中光電轉(zhuǎn)換元件40中的光電轉(zhuǎn)換層34由，例如，CIGS制成，并且可以通過制備CIGS太陽能電池的已知方法制備。背電極32的分割槽(Pl) 33、達(dá)到背電極32的槽(P2)37，以及達(dá)到背電極32的開放槽(P3) 39可以通過激光劃線或機械劃線形成。在薄膜太陽能電池30中，光從透明電極38 —側(cè)穿過透明電極38和緩沖層36進(jìn)入光電轉(zhuǎn)換元件40，并且弓I起光電轉(zhuǎn)換層34產(chǎn)生電動勢，從而產(chǎn)生例如從透明電極38流至背電極32的電流。應(yīng)注意圖5中所示的箭頭指出電流的方向，并且其中電子移動的方向與電流的方向相反。因此，在光電轉(zhuǎn)換器48中，圖5中最左側(cè)的背電極32具有正極性(“ + ”極性)并且最右側(cè)的背電極32具有負(fù)極性(極性)。在該實施方案中，可以將薄膜太陽能電池30中產(chǎn)生的電能通過第一導(dǎo)電部件42和第二導(dǎo)電部件44從薄膜太陽能電池30輸出。同樣在該實施方案中，第一導(dǎo)電部件42具有負(fù)極性，并且第二導(dǎo)電部件44具有正極性。第一導(dǎo)電部件42和第二導(dǎo)電部件44的極性可以顛倒；它們的極性可以根據(jù)光電轉(zhuǎn)換元件40的構(gòu)造、薄膜太陽能電池30的構(gòu)造等變化。在該實施方案中，形成光電轉(zhuǎn)換元件40以使得可以在基板10縱向L上通過背電極32和透明電極38串聯(lián)連接，但本發(fā)明不限于此。例如，可以形成光電轉(zhuǎn)換元件40以使得在寬度方向上通過背電極32和透明電極38串聯(lián)連接。提供光電轉(zhuǎn)換元件40的背電極32和透明電極38兩者以收集由光電轉(zhuǎn)換層34產(chǎn)生的電流。背電極32和透明電極38兩者各自由導(dǎo)電材料制成。透明電極38必須具有半透明性。 背電極32由例如，Mo、Cr、或W，或它們的組合形成。背電極32可以具有單層結(jié)構(gòu)或?qū)雍辖Y(jié)構(gòu)如雙層結(jié)構(gòu)。背電極32優(yōu)選由Mo形成。背電極32可以通過任意氣相膜沉積方法如電子束氣相沉積或濺射形成。背電極32通常具有約800nm，優(yōu)選200nm至600nm，并且更優(yōu)選200nm至400nm的厚度。通過使背電極32的厚度比標(biāo)準(zhǔn)的更薄，可以增加堿金屬由堿提供層50至光電轉(zhuǎn)換層34的擴散速度，如后面將描述的。此外，用這種安排，可以減少背電極32的材料成本，并且可以進(jìn)一步增加背電極32的形成速度。透明電極38由例如，摻雜有Al、B、Ga、Sb等的ZnO，ITO (氧化銦錫)，SnO2,或它們的組合形成。透明電極38可以具有單層結(jié)構(gòu)或?qū)雍辖Y(jié)構(gòu)如雙層結(jié)構(gòu)。不特別限定的透明電極38的厚度優(yōu)選為O. 3-1微米。對形成透明電極38的方法沒有特別地限定；它們可以通過涂布技術(shù)或氣相膜沉積技術(shù)如電子束氣相沉積和濺射形成。提供緩沖層36以當(dāng)形成透明電極38時保護(hù)光電轉(zhuǎn)換層34并且允許射在透明電極38上的光進(jìn)入光電轉(zhuǎn)換層34。緩沖層36由，例如，CdS、ZnS、Zn0、ZnMg0*ZnS(0，0H)，或它們的組合形成。緩沖層36優(yōu)選具有O. 03微米至O. I微米的厚度。緩沖層36通過，例如，化學(xué)浴沉積(CBD)方法形成。光電轉(zhuǎn)換層34具有光電轉(zhuǎn)換功能，使得它通過吸收穿過透明電極38和緩沖層36到達(dá)它的光產(chǎn)生電流。在該實施方案中，在結(jié)構(gòu)上對光電轉(zhuǎn)換層34沒有特別地限定；它們由例如至少一種黃銅礦結(jié)構(gòu)的化合物半導(dǎo)體制成。光電轉(zhuǎn)換層34可以由至少一種類型的由第Ib族元素、第IIIb族元素和第VIb族元素組成的化合物半導(dǎo)體制成。為了高吸光度和高光電轉(zhuǎn)換效率，光電轉(zhuǎn)換層34優(yōu)選由至少一種類型的化合物半導(dǎo)體形成，所述化合物半導(dǎo)體由以下組成選自由Cu和Ag組成的組的至少一種類型的第Ib族元素，選自由Al、Ga和In組成的組的至少一種類型的第IIIb族元素，以及選自由S、Se和Te組成的組的至少一種類型的第VIb族元素?；衔锇雽?dǎo)體的實例包括CuA1S2、CuGaS2' CuInS2CuAlSe2, CuGaSe2' CuInSe2 (CIS)、AgAlS2' AgGaS2' AgInS2' AgAlSe2' AgGaSe2,AgInSe2' AgAlTe2' AgGaTe2' AgInTe2' Cu(In1^xGax)Se2 (CIGS)、Cu (In1^xAlx) Se2, Cu(In1^xGax)(S, Se) 2、Ag (IrvxGax) Se2 和 Ag (In1^Gax) (S, Se) 2。光電轉(zhuǎn)換層34尤其優(yōu)選含有CuInSe2 (CIS)和/或Cu (In，Ga) Se2 (CIGS)，其通過將Ga固溶(溶質(zhì))在前者中獲得。CIS和CIGS是各自具有黃銅礦結(jié)晶結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體，并且據(jù)報道具有高吸光度和高光電轉(zhuǎn)換效率。此外，CIS和CIGS具有較小的暴露至光后的效率下降并展現(xiàn)出色的耐久性。
光電轉(zhuǎn)換層34含有雜質(zhì)用于獲得所需的半導(dǎo)體導(dǎo)電類型?？梢酝ㄟ^從相鄰的層擴散和/或直接摻雜至光電轉(zhuǎn)換層34中將雜質(zhì)加入至光電轉(zhuǎn)換層34。在光電轉(zhuǎn)換層34中可以存在I-III-VI族半導(dǎo)體的組成元素和/或雜質(zhì)的濃度分布，所述光電轉(zhuǎn)換層34可以含有由具有不同半導(dǎo)體性質(zhì)如η型、P型和i型的材料形成的多個層區(qū)域。例如，在CIGS半導(dǎo)體中，當(dāng)提供有Ga的量在光電轉(zhuǎn)換層34中的厚度方向上分布時，可以控制帶隙寬度、載流子遷移率等，并且從而獲得高光電轉(zhuǎn)換效率。光電轉(zhuǎn)換層34可以含有除I-III-VI族半導(dǎo)體之外的一種或兩種以上類型的半導(dǎo)體。這種除I-III-VI族半導(dǎo)體之外的半導(dǎo)體包括第IVb族元素如Si形成的半導(dǎo)體(第IV族半導(dǎo)體)，第IIIb族元素和第Vb族元素形成的半導(dǎo)體(III-V族半導(dǎo)體)如GaAs，以及第IIb族元素和第VIb族形成的半導(dǎo)體(II-VI族半導(dǎo)體)如CdTe。光電轉(zhuǎn)換層34可以含有除用于獲得所需導(dǎo)電類型所使用的半導(dǎo)體和雜質(zhì)之外的任意其他組分，條件是不會從而 對性質(zhì)產(chǎn)生有害的影響。光電轉(zhuǎn)換層34可以以被認(rèn)為合適的任意量含有I-III-VI族半導(dǎo)體。光電轉(zhuǎn)換層34中含有的I-III-VI族半導(dǎo)體的比例優(yōu)選為75質(zhì)量％以上并且，更優(yōu)選95質(zhì)量％以上并且，最優(yōu)選99質(zhì)量％以上。應(yīng)注意當(dāng)該實施方案中的光電轉(zhuǎn)換層34由第Ib族元素、第IIIb族元素和第VIb族元素形成的化合物半導(dǎo)體制成時，金屬基底12優(yōu)選由碳鋼或鐵素體不銹鋼形成，并且背電極32優(yōu)選由鑰制成。形成CIGS層的示例性已知方法包括1)同時多源共蒸發(fā)方法、2)硒化方法、3)濺射方法、4)混合濺射方法以及5)機械化學(xué)加工方法。I)已知的多源共蒸發(fā)方法包括三階段法(J.R. Tuttle 等,Mat. Res. Soc. Symp. Proc.,第 426 卷(1966),第 143 頁等)，以及 EC 組的共蒸發(fā)方法(L. Stolt 等Proc. 13th ECPVSEC (1995, Nice)，1451 等)。根據(jù)前面的三階段方法，首先，將In、Ga和Se在高真空下在300°C的基板溫度同時氣相沉積，之后將所述基板溫度升高至500-560°C以同時氣相沉積Cu和Se，隨后進(jìn)一步同時蒸發(fā)In、Ga和Se。后面的EC組的同時蒸發(fā)方法是包括在蒸發(fā)的早期階段蒸發(fā)銅過量的CIGS，并且在階段的后一半蒸發(fā)銦過量的CIGS。對以上方法進(jìn)行了改進(jìn)以提高CIGS膜的結(jié)晶性，并且以下方法是已知的a)使用離子化的 Ga 的方法(H. Miyazaki 等，Phys. Stat. Sol. (a)，第 203 卷(2006),H 2603 頁等)；b)使用裂解Se的方法(預(yù)先印刷的在日本應(yīng)用物理學(xué)會第68次學(xué)術(shù)演講所做報告的匯編(a pre-printed collection of presentation given at the 68thAcademicLecture by the Japan Society of Applied Physics)) (2007 年秋，Hokkaido Instituteof Technology)，7P-L-6 等)；c)使用激化Se的方法(預(yù)先印刷的在日本應(yīng)用物理學(xué)會第54次學(xué)術(shù)演講所做報告的匯編(a pre-printed collection of presentation given at the 54thAcademicLecture by the Japan Society of Applied Physics))(2007 年春，Aoyama GakuinUniv.)，29P-ZW-IO 等)；以及d)使用光激發(fā)過程的方法(預(yù)先印刷的在日本應(yīng)用物理學(xué)會第54次學(xué)術(shù)演講所做報告的匯編(a pre-printed collection of presentation given at the54thAcademic Lecture by the Japan Society of Applied Physics) (2007 年春,AoyamaGakuin Univ.)，29P-ZW-14 等)。2)硒化方法也稱作兩階段方法，即首先通過噴射沉積、氣相沉積或電沉積形成由如銅層/銦層、(銅-鎵)層/銦層等的層合膜形成的金屬前體，并且將這樣形成的膜在硒蒸氣或硒化氫中加熱至450-550°C的溫度以通過熱擴散反應(yīng)制備硒化物如Cu (IrvxGax) Se2。該方法被稱作氣相硒化。另一種示例性的方法是固相硒化，其中將固相硒沉積在金屬前體膜上并且使用固相硒作為硒源通過固相擴散反應(yīng)硒化。 為了避免在硒化過程中可能發(fā)生的突然的體積膨脹，通過已知方法進(jìn)行硒化，包括其中將硒預(yù)先以給定比例混合至金屬前體膜中的方法(T. Nakada等，太陽能材料和太陽能電池(Solar Energy Materials and Solar Cells 35) (1994), 204-214等)；以及其中將
硒夾在薄金屬膜之間(例如，在Cu層/In層/Se層......Cu層/In層/Se層中)以形成多
層前體膜的方法(T. Nakada等,第十屆歐洲光伏太陽能會議會刊(Proc. of 10th EuropeanPhotovoltaic Solar Energy Conference) (1991),887-890 等)。形成漸變帶寬CIGS膜的示例性方法是包括以下各項的方法首先沉積Cu-Ga合金膜，在其上沉積In膜，并且硒化同時利用自然熱擴散在膜厚方向上產(chǎn)生Ga濃度梯度(K. Kushiya 等，Tech. Digest 9th Photovoltaic Science and Engineering Conf.Miyazaki, 1996 (Intn. PVSEC-9, Tokyo, 1996)，第 149 頁，等)。3)已知的濺射沉積方法包括使用CuInSe2多晶作為靶的技術(shù)，一種使用H2Se/Ar混合氣體作為濺射氣用Cu2Se和In2Se3作為靶的雙源濺射的技術(shù)(J. H. Ermer等，第18屆光伏專家會議會刊(Proc. 18thIEEE Photovoltaic Specialists Conf. ) (1985), 1655-1658 等)以及,將 Cu 革巴、In 革巴和Se或CuSe革巴在Ar氣中派射的所謂的三源派射技術(shù)(T. Nakada等，Jpn. J. Appl. Phys.，32(1993)，L1169-L1172 等)。4)用于混合濺射的示例性已知方法包括其中對Cu和In金屬進(jìn)行DC濺射，而僅將Se 氣相沉積的上述濺射方法(T. Nakada 等，Jpn. Appl. Phys. 34 (1995)，4715-4721 等)。5)用于機械化學(xué)加工的示例方法包括以下方法其中將根據(jù)CIGS組成選擇的材料放置在行星式球磨機容器中并通過機械能量混合以獲得磨成粉末的CIGS，之后將其通過絲網(wǎng)印刷涂布至基板并且退火以獲得CIGS膜(T. Wada等，Phys. Stat. Sol. (a)，第203卷(2006),H 2593 頁等)。用于形成CIGS膜的其他示例性方法包括絲網(wǎng)印刷、封閉空間升華、MOCVD和噴涂(濕沉積)。例如，具有所需組成的結(jié)晶可以通過包括以下各項的方法獲得在基板上通過，例如，絲網(wǎng)印刷(濕沉積)或噴涂(濕沉積)形成含有第Ib族元素、第IIIb族元素和第VIb族元素的細(xì)粒膜，并對細(xì)粒膜進(jìn)行熱解處理(其可以是在第VIb族元素氣氛下進(jìn)行的熱解處理)(JP9-74065A, JP 9-74213A 等)。堿提供層50用于在例如光電轉(zhuǎn)換層34的形成過程中提供堿金屬，以使得將堿金屬如Na擴散至例如光電轉(zhuǎn)換層34 (CIGS層)中。在該實施方案中，堿提供層50優(yōu)選由鈉鈣玻璃制成。當(dāng)堿提供層50由鈉鈣玻璃制成時，例如，可以使用RF濺射。堿提供層50可以具有單層結(jié)構(gòu)，或可以具有其中將不同組成的層層合的多層結(jié)構(gòu)。示例性的堿金屬包括Li、Na、K、Rb和Cs。示例性堿土金屬包括Be、Mg、Ca、Sr和Ba。因為如易于獲得化學(xué)安全性和易于處理化合物、易于通過熱由堿提供層50釋放、以及光電轉(zhuǎn)換層34的高結(jié)晶性提高作用的原因，堿金屬優(yōu)選為選自Na、K、Rb和Cs中的至少一種類型，更優(yōu)選Na和/或K，并且尤其優(yōu)選Na。此外，因為厚的堿提供層50使得該層對層離更敏感，堿提供層50優(yōu)選具有50nm至200nm的厚度。在該實施方案中，因為堿提供層50的堿金屬的含量(密度)足夠高，即使當(dāng)堿提供層50的膜厚為50nm至200nm時，也可以將足以提高轉(zhuǎn)化效率的堿金屬提供至光電轉(zhuǎn)換層34。
接下來，將描述該實施方案的薄膜太陽能電池30的制備方法。第一，首先制備如上所述形成的基板10。接下來，通過RF濺射使用膜沉積裝置將鈉鈣玻璃膜例如形成在基板10的一個絕緣層16的前表面16a上作為堿提供層50。之后，使用例如膜沉積裝置通過濺射將充當(dāng)背電極32的鑰膜形成在堿提供層50的表面50a上。之后，例如，使用激光劃線以將鑰膜在第一預(yù)定位置劃線，以形成在基板10的寬度方向上延伸的分割槽(PD 33。從而形成通過分割槽(Pl) 33彼此分開的背電極32。之后，例如，通過上面描述的任意膜沉積方法使用膜沉積裝置形成充當(dāng)光電轉(zhuǎn)換層34 (P型半導(dǎo)體層)的CIGS層，以覆蓋背電極32并填充分割槽(Pl) 33。之后，將充當(dāng)緩沖層36的CdS層(η型半導(dǎo)體層)通過，例如，化學(xué)浴沉積(CBD)方法形成在CIGS層上。從而形成ρ-η結(jié)半導(dǎo)體層。之后，使用激光劃線以將不同于分割槽(Pl)33的第一位置的第二位置劃線，以形成在基板10的寬度方向上延伸并達(dá)到背電極32的槽(Ρ2)37。之后，將充當(dāng)透明電極38的摻雜有例如Al、B、Ga、Sb等的ZnO的層通過濺射或涂布使用膜沉積裝置形成在緩沖層36上以填充槽(P2)37。之后，使用激光劃線以將不同于分割槽(Pl) 33的第一位置和槽(P2)37的第二位置的第三位置劃線，以形成在基板10的寬度方向上延伸并達(dá)到背電極32的開放槽(P3)39。因此，將多個能量產(chǎn)生單元54形成在基板10和堿提供層50的層合體上以形成能量產(chǎn)生層56。之后，將形成在基板10的縱向方向L上最右側(cè)和最左側(cè)背電極32上的光電轉(zhuǎn)換元件40通過例如激光劃線或機械劃線移除以暴露背電極32。之后，將第一導(dǎo)電部件42和第二導(dǎo)電部件44通過例如超聲波焊接分別連接至最右側(cè)和最左側(cè)背電極32上?？梢詮亩苽淦渲卸鄠€光電轉(zhuǎn)換元件40串聯(lián)連接的薄膜太陽能電池30，如圖5中所示。如果需要，將粘合/密封層(未顯示)、水蒸氣阻擋層(未顯示)以及表面保護(hù)層(未顯示)設(shè)置在所得到的薄膜太陽能電池30的前側(cè)上，并且將粘合/密封層(未顯示)和背片(未顯示)形成在薄膜太陽能電池30的背側(cè)上，換言之，在基板10的背側(cè)上，并且通過例如真空層壓將這些層整合。從而獲得薄膜太陽能電池模塊。
在該實施方案的薄膜太陽能電池30中，即使在光電轉(zhuǎn)換層34的形成過程中基板10暴露于超過500 V的高溫環(huán)境，例如，歸因于以下事實，可以減輕歸因于陽極氧化膜與金屬基板15之間的熱膨脹系數(shù)上的區(qū)別從而陽極氧化膜遭受的拉伸應(yīng)力，并且可以抑制破裂和裂紋的產(chǎn)生在基板10中，在室溫絕緣層16的陽極氧化膜的內(nèi)部應(yīng)力為壓縮應(yīng)力，并且應(yīng)變的大小為0.005-0.25%。作為結(jié)果，作為光電轉(zhuǎn)換層34的化合物半導(dǎo)體可以在500°C以上形成。當(dāng)在更高溫度形成時，構(gòu)成光電轉(zhuǎn)換層34的化合物半導(dǎo)體可以提高光電轉(zhuǎn)換特性，并且因此，可以制備具有光電轉(zhuǎn)換特性得到提高的光電轉(zhuǎn)換層34的光電轉(zhuǎn)換元件40。此外，在該實施方案的薄膜太陽能電池30中，即使在使用過程中破裂或裂紋出現(xiàn)在基板10的絕緣層16中，因為在絕緣層16中已經(jīng)產(chǎn)生壓縮應(yīng)變，抑制了那些破裂或裂紋的打開并且保持了絕緣性質(zhì)(擊穿電壓特性)。因此，可以獲得具有長期可靠性和出色的耐久性和儲存壽命的薄膜太陽能電池30。此外，薄膜太陽能電池模塊還具有出色的耐久性和儲存壽命。
此外，堿提供層50的加入使得能夠控制提供至光電轉(zhuǎn)換層34 (CIGS層)的堿金屬的量的精度和再現(xiàn)性?？梢詮亩岣吖怆娹D(zhuǎn)換元件40的轉(zhuǎn)化效率并且可以從而以高產(chǎn)率制備光電轉(zhuǎn)換兀件40。并且，在該實施方案中，基板10通過輥至輥工藝制備，并且是柔性的。這使得能夠在將基板10在縱向L上輸送的同時同樣使用輥至輥工藝制備光電轉(zhuǎn)換元件40和薄膜太陽能電池30。采用所述的使用廉價的輥至輥工藝從而制備的薄膜太陽能電池30，可以減少制備薄膜太陽能電池30的成本。作為結(jié)果，可以減少薄膜太陽能電池模塊的成本。在光電轉(zhuǎn)換層34 (CIGS層)的形成過程中溫度升高至500°C以上，但是如果在該溫度升高之前基板經(jīng)歷退火處理并且具有帶壓縮應(yīng)變的絕緣層16，這是可以接受的。為此，使用其中陽極氧化膜未經(jīng)過上述退火處理而形成的基板，例如，可以接受的是在100-600°C的加熱溫度用I秒至100小時的保持時間進(jìn)行退火，同時通過輥至輥工藝輸送基板，例如，從而產(chǎn)生具有等價于在室溫壓縮的應(yīng)變值的絕緣層16，并且之后連續(xù)地形成背電極32和光電轉(zhuǎn)換元件40如如上所述的光電轉(zhuǎn)換層34(CIGS層)而不將基板溫度降低至室溫。這里，等價于在室溫壓縮的應(yīng)變值是指當(dāng)在退火處理之后基板立即返回至室溫時僅有壓縮應(yīng)變的應(yīng)變值。如果后來的背電極32和光電轉(zhuǎn)換層34(CIGS層)等的形成溫度與退火溫度相同，這是沒有區(qū)別的。尤其是，在很多情況下，光電轉(zhuǎn)換層34(CIGS層)的形成溫度高于退火溫度，因為它通常是500°C以上。在這種情況下，歸因于在退火處理之后溫度連續(xù)地升高的事實，不存在再加熱步驟，在成本節(jié)約方面這是優(yōu)選的。即使背電極32和光電轉(zhuǎn)換層34(CIGS層)等的形成溫度低于退火溫度，歸因于溫度連續(xù)地增加的事實，沒有再加熱步驟，在成本節(jié)約方面這是優(yōu)選的。在該實施方案中的薄膜太陽能電池30中，可以將防擴散層設(shè)置在堿提供層50與絕緣層16之間以便防止堿提供層50中含有的堿金屬擴散至基板10并且增加擴散至光電轉(zhuǎn)換層34的堿金屬的量。在這種情況下，因為可以增加擴散至光電轉(zhuǎn)換層34的堿金屬的量，可以獲得具有更高轉(zhuǎn)化效率的光電轉(zhuǎn)換元件40。此外，防擴散層的設(shè)置使得即使堿提供層薄也可以獲得光電轉(zhuǎn)換元件的良好的轉(zhuǎn)化效率。在該實施方案中，因為堿提供層50可以做得薄，可以縮短堿提供層50的制造時間并提高光電轉(zhuǎn)換元件40的生產(chǎn)率，并且從而提高薄膜太陽能電池30的生產(chǎn)率。這也使得能夠保持堿提供層50不成為層離的起源。防擴散層可以由例如氮化物制成，并且優(yōu)選為絕緣體。詳細(xì)地，作為氮化物防擴散層，可以使用TiN (9. 4ppm/K)、ZrN (7. 2ppm/K)、BN (6. 4ppm/K)和AlN (5. 7ppm/K)。當(dāng)然，防擴散層優(yōu)選為在熱膨脹系數(shù)上與基板10的絕緣層16和鋁陽極氧化膜的熱膨脹系數(shù)具有小區(qū)別的材料，并且因此更優(yōu)選由ZrN、BN或AlN制成。在這些中，絕緣體是BN和A1N，并且作為防擴散層這些是更優(yōu)選的。防擴散層可以由氧化物制成。在這種情況下，作為氧化物可以使用TiO2(9. Oppm/K) >Zr02(7. 6ppm/K)、Hf02(6. 5ppm/K)和 Al2O3(8. 4ppm/K)。即使當(dāng)它由氧化物制成時，防擴散層也優(yōu)選是絕緣體。 據(jù)推測，盡管氧化物膜防止Na歸因于膜內(nèi)的Na擴散至基板10，氮化物膜不容易在膜內(nèi)含有堿金屬如Na并且因此抑制擴散至氮化物膜的內(nèi)部，從而促進(jìn)了 Na擴散至CIGS層 多于堿提供層。因此，作為防擴散層，在使堿金屬擴散至光電轉(zhuǎn)換層34 (CIGS層)中方面，氮化物的防擴散層是比氧化物的防擴散層更有效的。因此，氮化物的防擴散層是更優(yōu)選的。防擴散層優(yōu)選厚，因為增加厚度提高其防止擴散至基板10中的功能，以及其增加擴散至光電轉(zhuǎn)換層34中的堿金屬的量的功能。然而，因為更大的厚度導(dǎo)致防擴散層變?yōu)閷与x的起源，防擴散層優(yōu)選具有IOnm至200nm,并且更優(yōu)選IOnm至IOOnm的厚度。在該實施方案中，防擴散層由絕緣體制成，使得它可以進(jìn)一步提高基板10的絕緣性質(zhì)(耐壓特性)。此外，如上所述，基板10展現(xiàn)出色的耐熱性。薄膜太陽能電池30可以從而展現(xiàn)更好的耐久性和儲存壽命。為此，薄膜太陽能電池模塊也具有更好的耐久性和儲存壽命。在該實施方案中，基板10用于薄膜太陽能電池的基板，但本發(fā)明不限于此?；蹇梢杂糜诶缡褂脽犭娫脺囟鹊膮^(qū)別產(chǎn)生電的熱電模塊。當(dāng)它用于熱電模塊時，可以將熱電元件集成并串聯(lián)連接。此外，除了熱電模塊之外，例如，多種半導(dǎo)體元件可以形成在基板10上以提供半導(dǎo)體器件。同樣在該半導(dǎo)體器件中，可以使用輥至輥工藝用于半導(dǎo)體元件的形成。因此，用于半導(dǎo)體元件的形成的輥至輥工藝優(yōu)選用于更高生產(chǎn)率。此外，在基板10上，可以形成使用有機EL、LD和LED的發(fā)光元件以制備發(fā)光器件。應(yīng)注意作為發(fā)光元件，可以使用例如被稱為頂部發(fā)射型的那些。此外，在基板10上，可以形成電子元件如電阻、晶體管、二極管、線圈等以制成電子電路。在這種發(fā)光元件和電子電路中，輥至輥工藝的使用是優(yōu)選的，條件是能夠形成發(fā)光元件和電子元件，因為它提高生產(chǎn)率。此外，因為所使用的具有絕緣層的金屬基板具有出色的耐破裂性和出色的電絕緣性質(zhì)，半導(dǎo)體器件，電子電路和發(fā)光器件具有出色的耐久性和儲存壽命。同樣在熱電模塊、半導(dǎo)體器件、電子電路和發(fā)光元件的制備中，不一定要使用提供有壓縮應(yīng)變的基板，只要在其中溫度升高至歸因于陽極氧化膜與金屬基板之間熱膨脹系數(shù)上的區(qū)別不利地影響陽極氧化膜的水平例如500°C以上的過程之前，可以通過進(jìn)行上面描述的退火處理對陽極氧化膜提供等價于室溫壓縮的應(yīng)變。這里，等價于室溫壓縮的應(yīng)變值是指當(dāng)基板在退火處理之后立即返回至室溫時僅有壓縮應(yīng)變的應(yīng)變值。在這種情況下，在退火處理中溫度升高之后，可以對其進(jìn)行熱離子模塊、半導(dǎo)體器件、電子電路和發(fā)光元件的多個制備步驟而不將基板溫度降低至室溫。如果熱離子模塊、半導(dǎo)體器件、電子電路和發(fā)光元件的多個后續(xù)制備過程溫度與退火溫度相同，這沒有區(qū)別。尤其是，在很多情況下，半導(dǎo)體元件的形成溫度高于退火溫度，因為它通常為500°C以上。在這種情況下，歸因于在退火處理之后溫度連續(xù)地升高的事實，不存在再加熱步驟，在成本節(jié)約方面這是優(yōu)選的。即使所述過程溫度低于退火溫度，歸因于溫度連續(xù)地升高的事實，不存在再加熱步驟，在成本節(jié)約方面這是優(yōu)選的。本發(fā)明基本如上所述。上面詳細(xì)描述了本發(fā)明的在半導(dǎo)體器件和太陽能電池等中使用的具有絕緣膜的金屬基板及其制備方法，半導(dǎo)體器件及其制備方法，太陽能電池及其制備方法，電子電路及其制備方法和發(fā)光元件及其制備方法，但本發(fā)明不限于以上實施方案，并且可以不脫離本發(fā)明的范圍和精神地進(jìn)行多種改進(jìn)或設(shè)計修改。[實施例I]下面將詳細(xì)描述本發(fā)明的具有絕緣層的金屬基板的實施例I。在該實施例I中，制備如下所示的工作實施例號I至68和比較例號I至22，并且對于每個測量形成絕緣層的陽極氧化膜的應(yīng)變的大小和楊氏模量，并且計算內(nèi)部應(yīng)力。此夕卜，進(jìn)行熱應(yīng)變測試和絕緣擊穿測試，并且測定耐熱應(yīng)變性和絕緣擊穿電壓。應(yīng)注意在工作實施例號33至68中，各自使用招和另一種金屬的復(fù)合基板制備具有絕緣層的金屬基板，并且評價形成絕緣層的陽極氧化膜。工作實施例號I至68和比較例號I至22的耐熱應(yīng)變性和絕緣擊穿電壓的結(jié)果在下面的表4至表6中給出。在下面的表I至表3中，金屬基板欄中所示的[I]至[8]是指金屬基板的結(jié)構(gòu)。[I]是純度99. 5%的工業(yè)鋁的單一材料。[2]是純度99. 99%的高純度鋁的單一材料。[3]是純度99. 5%的工業(yè)鋁和SUS430的包覆材料。[4]是純度99. 99%的高純度鋁和SUS430的包覆材料。[5]是純度99. 99%的高純度鋁和SPCC低碳鋼(JIS標(biāo)準(zhǔn))的包覆材料。[6]是純度99. 5%的高純度鋁和SPCC低碳鋼(JIS標(biāo)準(zhǔn))的包覆材料。[7]是通過氣相沉積形成的鋁和SUS430的層合材料。[8]是通過氣相沉積形成的鋁層和42因瓦材料(42% Ni鋼)的層合材料。[I]和[2]各自為300微米厚的單一的鋁材料。[3]至[8]是其中將鋁基底形成在100微米厚的金屬基底的兩個表面上的金屬基板。如上所述，通過以下方式測定應(yīng)變的大小測量具有絕緣層的金屬基板的陽極氧化膜的長度，之后測量在將金屬基板通過將其溶解移除之后陽極氧化膜的長度，并且之后基于移除金屬基板之前和之后陽極氧化膜的長度確定應(yīng)變的大小。楊氏模量使用由Fischer Instruments 制造的 PIC0DENT0RT HM500H 測量。內(nèi)部應(yīng)力使用應(yīng)變的大小和楊氏模量確定。在熱應(yīng)變測試中，在具有絕緣層的金屬基板上以500K/分鐘從室溫至測試溫度進(jìn)行迅速加熱，并且在保持15分鐘之后，將溫度降低至室溫，并且檢查陽極氧化膜中裂紋的存在。、
對于裂紋產(chǎn)生，在完整的具有絕緣層的金屬基板上進(jìn)行視覺檢查，并且也使用光學(xué)顯微鏡在將金屬基板通過溶解移除并將絕緣層取出之后在絕緣層上進(jìn)行。如果通過視覺或光學(xué)顯微鏡觀察不存在破裂，將實施例用O標(biāo)記。如果通過視覺觀察不存在破裂，但是通過光學(xué)顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)破裂，將實施例用三角標(biāo)記。如果通過視覺和光學(xué)顯微鏡觀察都發(fā)現(xiàn)破裂，將其用X標(biāo)記。在絕緣擊穿電壓測試中，將具有絕緣層的金屬基板切割為尺寸為5cmX5cm的測試樣品，并且將直徑3cm的頂部金電極形成在每個測試樣品上。在將頂部金電極形成在每個測試樣品上之后，在頂部電極與鋁基板之間施加電壓，并且將所施加的電壓以10伏特間隔逐漸地增加。將出現(xiàn)絕緣擊穿的電壓取作絕緣擊穿電壓。
應(yīng)注意在絕緣擊穿電壓欄中其中即使當(dāng)所施加的電壓為1000V時也不出現(xiàn)絕緣擊穿的基板標(biāo)記為“ 1000V以上”。并且，其中在絕緣擊穿電壓欄中當(dāng)所施加的電壓為IOV時出現(xiàn)絕緣擊穿的基板被標(biāo)記為“不可測量”。
權(quán)利要求
1.一種具有絕緣層的金屬基板，所述具有絕緣層的金屬基板包括 至少具有鋁基底的金屬基板；和 形成在所述金屬基板的所述鋁基底上的鋁的多孔型陽極氧化膜， 其中所述陽極氧化膜包括阻擋層部分和多孔層部分，并且至少所述多孔層部分在室溫具有壓縮應(yīng)變。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的具有絕緣層的金屬基板，其中所述陽極氧化膜具有3微米至.20微米的厚度。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的具有絕緣層的金屬基板，其中所述應(yīng)變的大小在.0.005%至0. 25%的范圍內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3中的任一項所述的具有絕緣層的金屬基板，其中 所述金屬基板由所述鋁基底構(gòu)成，并且 所述陽極氧化膜形成在所述鋁基底的至少一個表面上。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至4中的任一項所述的具有絕緣層的金屬基板，其中所述陽極氧化膜的所述壓縮應(yīng)變通過在所述金屬基板比在室溫使用的狀態(tài)伸長的狀態(tài)下陽極氧化所述金屬基板的所述招基底而形成。
6.根據(jù)權(quán)利要求I至4中的任一項所述的具有絕緣層的金屬基板，其中具有所述壓縮應(yīng)變的所述陽極氧化膜通過在酸性水溶液中在50°C至98°C的溫度陽極氧化所述金屬基板的所述鋁基底獲得，所述酸性水溶液在25°C的溫度具有2. 5至3. 5的酸解離常數(shù)(pKa)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的具有絕緣層的金屬基板，其中具有所述壓縮應(yīng)變的所述陽極氧化膜通過將通過在所述酸性水溶液中在50°C至98°C的溫度陽極氧化所述鋁基底從而獲得的陽極氧化膜冷卻至室溫而獲得。
8.根據(jù)權(quán)利要求I至7中的任一項所述的具有絕緣層的金屬基板，其中具有所述壓縮應(yīng)變的所述陽極氧化膜通過使用輥至輥工藝陽極氧化所述鋁基底而獲得。
9.根據(jù)權(quán)利要求I至8中的任一項所述的具有絕緣層的基板，其中具有所述壓縮應(yīng)變的所述陽極氧化膜通過以下方式獲得陽極氧化所述鋁基底以形成第一陽極氧化膜，并且對這樣形成的第一陽極氧化膜在100°c至600°C的加熱溫度進(jìn)行熱處理。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的具有絕緣層的基板，其中具有所述壓縮應(yīng)變的所述陽極氧化膜通過對所述第一陽極氧化膜在100°c至200°C的加熱溫度進(jìn)行所述熱處理而獲得。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的具有絕緣層的基板，其中具有所述壓縮應(yīng)變的所述陽極氧化膜通過加熱具有拉伸應(yīng)變的所述第一陽極氧化膜獲得。
12.根據(jù)權(quán)利要求9至11中的任一項所述的具有絕緣層的基板，其中用于形成具有所述壓縮應(yīng)變的所述陽極氧化膜的加熱時間在I秒至100小時的范圍內(nèi)。
13.根據(jù)權(quán)利要求9至12中的任一項所述的具有絕緣層的基板，其中具有所述壓縮應(yīng)變的所述陽極氧化膜通過使用輥至輥工藝進(jìn)行所述熱處理的制備方法獲得。
14.根據(jù)權(quán)利要求I至3和5至13中的任一項所述的具有絕緣層的基板，其中所述金屬基板還包括金屬基底，并且所述鋁基底形成在所述金屬基底的至少一個表面上。
15.根據(jù)權(quán)利要求I至3和5至14中的任一項所述的具有絕緣層的基板，其中 所述金屬基板還包括由不同于鋁的金屬制成的金屬基底， 所述鋁基底形成在所述金屬基底的至少一個表面上，并且所述陽極氧化膜形成在所述鋁基底的表面上。
16.根據(jù)權(quán)利要求I至3和5至15中的任一項所述的具有絕緣層的基板，其中 所述金屬基板還包括由具有比鋁更大的楊氏模量的金屬制成的金屬基底， 所述鋁基底形成在所述金屬基底的至少一個表面上，并且 所述陽極氧化膜形成在所述鋁基底的表面上。
17.根據(jù)權(quán)利要求14至16中的任一項所述的具有絕緣層的基板，其中所述金屬基底的線性熱膨脹系數(shù)大于所述陽極氧化膜的線性熱膨脹系數(shù)，并且小于鋁的線性熱膨脹系數(shù)。
18.根據(jù)權(quán)利要求14至17中的任一項所述的具有絕緣層的基板，其中所述金屬基底的楊氏模量大于所述陽極氧化膜的楊氏模量，并且大于招的楊氏模量。
19.根據(jù)權(quán)利要求14至18中的任一項所述的具有絕緣層的基板，其中所述金屬基底和所述鋁基底通過壓焊逐漸合一。
20.一種用于制備具有絕緣層的金屬基板的方法，所述方法包括 準(zhǔn)備至少具有鋁基底的金屬基板；和 在所述金屬基板的所述鋁基底上形成鋁的多孔型陽極氧化膜作為絕緣層， 其中所述陽極氧化膜包括阻擋層部分和多孔層部分，并且至少所述多孔層部分在室溫具有壓縮應(yīng)變。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的制備方法，其中形成具有所述壓縮應(yīng)變的所述鋁的多孔型陽極氧化膜的步驟包括在所述金屬基板比在室溫使用的狀態(tài)伸長的狀態(tài)下形成所述鋁的多孔型陽極氧化膜的步驟。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的制備方法，其中形成所述陽極氧化膜的步驟包括在酸性水溶液中在50°C至98°C的溫度陽極氧化所述金屬基板的所述鋁基底的步驟，所述酸性水溶液在25°C的溫度具有2. 5至3. 5的酸解離常數(shù)(pKa)。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的制備方法，其中形成所述陽極氧化膜的步驟包括將通過在所述酸性水溶液中在50°C至98°C的溫度陽極氧化所述鋁基底從而獲得的陽極氧化膜冷卻至室溫的步驟。
24.根據(jù)權(quán)利要求20至23中的任一項所述的制備方法，其中形成所述陽極氧化膜的步驟使用輥至輥工藝進(jìn)行。
25.根據(jù)權(quán)利要求20至24中的任一項所述的制備方法，其中形成具有所述壓縮應(yīng)變的所述鋁的多孔型陽極氧化膜的步驟包括 對所述金屬基板的所述鋁基底進(jìn)行陽極氧化處理以在所述鋁基底上形成鋁的第一陽極氧化膜的步驟；和 在100°C至600°C的加熱溫度對從而形成的第一陽極氧化膜進(jìn)行熱處理的步驟。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的制備方法，其中所述熱處理的所述加熱溫度在100°C至200°C的范圍內(nèi)。
27.根據(jù)權(quán)利要求25或26所述的制備方法，其中在所述熱處理的所述步驟中經(jīng)受熱處理的所述第一陽極氧化膜具有拉伸應(yīng)變。
28.根據(jù)權(quán)利要求25至27中的任一項所述的制備方法，其中所述熱處理的所述步驟中的熱處理條件包括I秒至100小時的加熱時間。
29.根據(jù)權(quán)利要求25至28中的任一項所述的制備方法，其中所述陽極氧化處理的所述步驟和所述熱處理的所述步驟中的至少一個步驟使用輥至輥工藝進(jìn)行。
30.根據(jù)權(quán)利要求20至29中的任一項所述的制備方法，其中所述陽極氧化膜的厚度在3微米至20微米的范圍內(nèi)。
31.根據(jù)權(quán)利要求20至30中的任一項所述的制備方法，其中所述壓縮應(yīng)變的大小在0. 005%至0. 25%的范圍內(nèi)。
32.根據(jù)權(quán)利要求20至31中的任一項所述的制備方法，其中所述金屬基板還包括金屬基底，并且所述鋁基底形成在所述金屬基底的至少一個表面上。
33.根據(jù)權(quán)利要求20至32中的任一項所述的制備方法，其中 所述金屬基板還包括由不同于鋁的金屬制成的金屬基底， 所述鋁基底形成在所述金屬基底的至少一個表面上，并且 所述陽極氧化膜形成在所述鋁基底的表面上。
34.根據(jù)權(quán)利要求20至33中的任一項所述的制備方法，其中 所述金屬基板還包括由具有比鋁更大的楊氏模量的金屬制成的金屬基底， 所述鋁基底形成在所述金屬基底的至少一個表面上，并且 所述陽極氧化膜形成在所述鋁基底的表面上。
35.根據(jù)權(quán)利要求20至34中的任一項所述的制備方法，其中所述金屬基底的線性熱膨脹系數(shù)大于所述陽極氧化膜的線性熱膨脹系數(shù)，并且小于鋁的線性熱膨脹系數(shù)。
36.根據(jù)權(quán)利要求20至35中的任一項所述的制備方法,其中所述金屬基底的楊氏模量大于所述陽極氧化膜的楊氏模量，并且大于招的楊氏模量。
37.根據(jù)權(quán)利要求20至36中的任一項所述的制備方法，其中所述金屬基底和所述鋁基底通過壓焊逐漸合一。
38.一種半導(dǎo)體器件，所述半導(dǎo)體器件包括 用作基板的根據(jù)權(quán)利要求I至19中的任一項所述的具有絕緣層的金屬基板； 半導(dǎo)體元件，所述半導(dǎo)體元件形成在所述具有絕緣層的金屬基板上。
39.一種半導(dǎo)體器件，所述半導(dǎo)體器件包括 根據(jù)權(quán)利要求I至19中的任一項所述的具有絕緣層的金屬基板； 半導(dǎo)體元件，所述半導(dǎo)體元件形成在所述具有絕緣層的金屬基板上， 其中所述具有絕緣層的金屬基板和所述半導(dǎo)體元件通過輥至輥工藝以一體方式形成。
40.一種半導(dǎo)體器件，所述半導(dǎo)體器件包括 經(jīng)過熱處理的根據(jù)權(quán)利要求9至19中的任一項所述的具有絕緣層的金屬基板； 半導(dǎo)體元件，所述半導(dǎo)體元件形成在所述具有絕緣層的金屬基板上， 其中所述半導(dǎo)體元件連續(xù)地形成在所述具有絕緣層的金屬基板上，而不在所述熱處理之后將所述具有絕緣層的金屬基板的溫度降低至室溫。
41.根據(jù)權(quán)利要求40所述的半導(dǎo)體器件，其中所述具有絕緣層的金屬基板和半導(dǎo)體元件通過輥至輥工藝以一體方式形成。
42.一種用于制備半導(dǎo)體器件的方法，所述方法包括 通過使用根據(jù)權(quán)利要求20至37中的任一項所述的用于制備具有絕緣層的金屬基板的方法制備所述具有絕緣層的金屬基板；和 在所述具有絕緣層的金屬基板上形成半導(dǎo)體元件，其中所述制備所述具有絕緣層的金屬基板的步驟和所述形成所述半導(dǎo)體元件的步驟通過輥至輥工藝以一體方式進(jìn)行。
43.一種用于制備半導(dǎo)體器件的方法，所述方法包括 通過使用根據(jù)權(quán)利要求20至37中的任一項所述的用于制備具有絕緣層的金屬基板的方法制備所述具有絕緣層的金屬基板；和 將半導(dǎo)體元件連續(xù)地形成在所述具有絕緣層的金屬基板上，而不在熱處理之后將所述具有絕緣層的金屬基板的溫度降低至室溫。
44.根據(jù)權(quán)利要求43所述的制備方法，其中所述制備所述具有絕緣層的金屬基板的步驟和所述形成所述半導(dǎo)體元件的步驟通過輥至輥工藝以一體方式進(jìn)行。
45.一種太陽能電池，所述太陽能電池包括 光電轉(zhuǎn)換層； 用作基板的根據(jù)權(quán)利要求I至19中的任一項所述的具有絕緣層的金屬基板， 其中至少所述光電轉(zhuǎn)換層形成在所述具有絕緣層的金屬基板上。
46.根據(jù)權(quán)利要求45所述的太陽能電池，其中所述光電轉(zhuǎn)換層包括化合物系光電轉(zhuǎn)換層。
47.根據(jù)權(quán)利要求46所述的太陽能電池，其中所述具有絕緣層的金屬基板和所述化合物系光電轉(zhuǎn)換層通過輥至輥工藝以一體方式形成。
48.一種太陽能電池，所述太陽能電池包括 化合物系光電轉(zhuǎn)換層； 經(jīng)歷過熱處理的根據(jù)權(quán)利要求9至19中的任一項所述的具有絕緣層的金屬基板， 其中至少所述化合物系光電轉(zhuǎn)換層形成在所述具有絕緣層的金屬基板上，并且其中所述化合物系光電轉(zhuǎn)換層連續(xù)地形成在所述具有絕緣層的金屬基板上，而不在所述熱處理之后將所述具有絕緣層的金屬基板的溫度降低至室溫。
49.根據(jù)權(quán)利要求48所述的太陽能電池，其中所述具有絕緣層的金屬基板和所述化合物系光電轉(zhuǎn)換層通過輥至輥工藝以一體方式形成。
50.一種用于制備太陽能電池的方法，所述方法包括 通過使用根據(jù)權(quán)利要求20至37中的任一項所述的用于制備具有絕緣層的金屬基板的方法制備所述具有絕緣層的金屬基板的步驟；和 在所述具有絕緣層的金屬基板上至少形成化合物系光電轉(zhuǎn)換層的膜沉積步驟， 其中所述制備所述具有絕緣層的金屬基板的步驟和所述膜沉積步驟通過輥至輥工藝以一體方式進(jìn)行。
51.一種用于制備太陽能電池的方法，所述方法包括 通過使用根據(jù)權(quán)利要求20至37中的任一項所述的用于制備具有絕緣層的金屬基板的方法制備所述具有絕緣層的金屬基板；和 將化合物系光電轉(zhuǎn)換層連續(xù)地形成在所述具有絕緣層的金屬基板上，而不在熱處理之后將所述具有絕緣層的金屬基板的溫度降低至室溫。
52.根據(jù)權(quán)利要求51所述的制備方法，其中所述制備所述具有絕緣層的金屬基板的步驟和所述形成所述化合物系光電轉(zhuǎn)換層的步驟通過輥至輥工藝以一體方式進(jìn)行。
53.—種電子電路,所述電子電路包括用作基板的根據(jù)權(quán)利要求I至19中的任一項所述的具有絕緣層的金屬基板； 電子元件，所述電子元件形成在所述具有絕緣層的金屬基板上。
54.—種電子電路,所述電子電路包括 根據(jù)權(quán)利要求I至19中的任一項所述的具有絕緣層的金屬基板； 電子元件，所述電子元件形成在所述具有絕緣層的金屬基板上， 其中所述具有絕緣層的金屬基板和所述電子元件通過輥至輥工藝以一體方式形成。
55.—種電子電路,所述電子電路包括 經(jīng)過熱處理的根據(jù)權(quán)利要求9至19中的任一項所述的具有絕緣層的金屬基板； 電子元件，所述電子元件形成在所述具有絕緣層的金屬基板上， 其中所述電子元件連續(xù)地形成在所述具有絕緣層的金屬基板上，而不在所述熱處理之后將所述具有絕緣層的金屬基板的溫度降低至室溫。
56.根據(jù)權(quán)利要求55所述的電子電路，其中所述具有絕緣層的金屬基板和電子元件通過棍至棍工藝以一體方式形成。
57.—種用于制備電子電路的方法,所述方法包括 通過使用根據(jù)權(quán)利要求20至37中的任一項所述的用于制備具有絕緣層的金屬基板的方法制備所述具有絕緣層的金屬基板；和 在所述具有絕緣層的金屬基板上形成電子元件， 其中所述制備所述具有絕緣層的金屬基板的步驟和所述形成所述電子元件的步驟通過棍至棍工藝以一體方式進(jìn)行。
58.根據(jù)權(quán)利要求57所述的電子電路，其中所述制備所述具有絕緣層的金屬基板的步驟和所述形成所述電子元件的步驟通過輥至輥工藝以一體方式進(jìn)行。
59.一種用于制備電子電路的方法，所述方法包括 通過使用根據(jù)權(quán)利要求20至37中的任一項所述的用于制備具有絕緣層的金屬基板的方法制備所述具有絕緣層的金屬基板；和 在所述具有絕緣層的金屬基板上連續(xù)地形成電子元件，而不在熱處理之后將所述具有絕緣層的金屬基板的溫度降低至室溫。
60.根據(jù)權(quán)利要求43所述的制備方法，其中所述制備所述具有絕緣層的金屬基板的步驟和所述形成所述電子元件的步驟通過輥至輥工藝以一體方式進(jìn)行。
61.—種發(fā)光器件,所述發(fā)光器件包括 用作基板的根據(jù)權(quán)利要求I至19中的任一項所述的具有絕緣層的金屬基板； 發(fā)光元件，所述發(fā)光元件形成在所述具有絕緣層的金屬基板上。
62.—種發(fā)光器件,所述發(fā)光器件包括 根據(jù)權(quán)利要求I至19中的任一項所述的具有絕緣層的金屬基板； 發(fā)光元件，所述發(fā)光元件形成在所述具有絕緣層的金屬基板上， 其中所述具有絕緣層的金屬基板和所述發(fā)光元件通過輥至輥工藝以一體方式形成。
63.—種發(fā)光器件,所述發(fā)光器件包括 經(jīng)過熱處理的根據(jù)權(quán)利要求9至19中的任一項所述的具有絕緣層的金屬基板； 發(fā)光元件，所述發(fā)光元件形成在所述具有絕緣層的金屬基板上， 其中所述發(fā)光元件連續(xù)地形成在所述具有絕緣層的金屬基板上，而不在所述熱處理之后將所述具有絕緣層的金屬基板的溫度降低至室溫。
64.根據(jù)權(quán)利要求63所述的發(fā)光器件，其中所述具有絕緣層的金屬基板和發(fā)光元件通過棍至棍工藝以一體方式形成。
65.—種用于制備發(fā)光器件的方法,所述方法包括 通過使用根據(jù)權(quán)利要求20至37中的任一項所述的用于制備具有絕緣層的金屬基板的方法制備所述具有絕緣層的金屬基板；和 將發(fā)光元件形成在所述具有絕緣層的金屬基板上， 其中所述制備所述具有絕緣層的金屬基板的步驟和所述形成所述發(fā)光元件的步驟通過棍至棍工藝以一體方式進(jìn)行。
66.根據(jù)權(quán)利要求65所述的發(fā)光器件，其中所述制備所述具有絕緣層的金屬基板的步驟和所述形成所述電子元件的步驟通過輥至輥工藝以一體方式進(jìn)行。
67.—種用于制備發(fā)光器件的方法,所述方法包括 通過使用根據(jù)權(quán)利要求20至37中的任一項所述的用于制備具有絕緣層的金屬基板的方法制備所述具有絕緣層的金屬基板；和 將發(fā)光元件連續(xù)地形成在所述具有絕緣層的金屬基板上，而不在熱處理之后將所述具有絕緣層的金屬基板的溫度降低至室溫。
68.根據(jù)權(quán)利要求67所述的制備方法，其中所述制備所述具有絕緣層的金屬基板的步驟和所述形成所述發(fā)光元件的步驟通過輥至輥工藝以一體方式進(jìn)行。
全文摘要
一種具有絕緣層的金屬基板，其包括至少具有鋁基底的金屬基板和形成在所述金屬基板的所述鋁基底上的絕緣層。絕緣層是鋁的多孔型陽極氧化膜。陽極氧化膜包括阻擋層部分和多孔層部分，并且至少多孔層部分在室溫具有壓縮應(yīng)變。應(yīng)變的大小在0.005％至0.25％的范圍內(nèi)。陽極氧化膜具有3微米至20微米的厚度。
文檔編號H01L31/04GK102754218SQ20118000873
公開日2012年10月24日 申請日期2011年2月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月8日
發(fā)明者中山龍一, 佐藤圭吾, 向井厚史, 宮下陽太, 祐谷重德, 鈴木信也 申請人:富士膠片株式會社