專利名稱：表面嵌入添加劑的結(jié)構(gòu)和相關(guān)制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體上涉及嵌入添加劑的結(jié)構(gòu)。更具體說來，本發(fā)明涉及賦予例如導(dǎo)電性等功能性的表面嵌入添加劑的結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
透明導(dǎo)電電極(“TCE”)在為電流流過包括TCE的裝置提供導(dǎo)電通路的同時(shí)，還允許光透過。傳統(tǒng)上，TCE是由例如氧化銦錫(“ΙΤ0”)等經(jīng)摻雜金屬氧化物的涂層安置在玻璃襯底的頂部上而形成。ITO是常規(guī)TCE中最廣泛使用的材料，因?yàn)槠溥_(dá)到太陽通量加權(quán)的透光率Ticra與薄層電阻R特征之間的平衡，在太陽通量加權(quán)的透光率Ticra彡85%下，達(dá)到
ΙΟΩ/sq的性能水平。然而，ITO涂層有很多不足。具體說來，ITO涂層通常是在能量密集的高溫和真空環(huán)境下經(jīng)由濺鍍和退火來制造，并且在制造期間使用的蝕刻劑可具有腐蝕性，而且會(huì)危害環(huán)境。此外，得到的ITO涂層易碎或易發(fā)生破裂，并且也可對(duì)酸和堿敏感。另外，銦是一種非常稀有的材料，并且其價(jià)格在過去約10年里上漲了超過100倍。除高透明度和高導(dǎo)電性的傳統(tǒng)要求外，未來還需要具有堅(jiān)固、輕質(zhì)和柔性特征的裝置和其組件，包括TCE，而這些特征是使用常規(guī)ITO涂層難以達(dá)到的。同樣，出于商業(yè)目的，壓低制造成本也很重要，因此TCE應(yīng)能使用高度可縮放且高效的制造工藝，在環(huán)境溫度和壓力或接近環(huán)境溫度和壓力下以較短的固化時(shí)間制造。針對(duì)此背景，需要研究本文所述的表面嵌入結(jié)構(gòu)和相關(guān)制造方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實(shí)施例涉及導(dǎo)電或半導(dǎo)電添加劑，其被嵌入的主體材料的嵌入表面中，用于多種應(yīng)用和裝置中，包括堅(jiān)固的不透明導(dǎo)電電極、TCE(例如，太陽能電池、顯示器和發(fā)光裝置中所用)、觸摸屏、智能窗、電子紙、電磁干擾/射頻屏蔽、電磁脈沖防護(hù)裝置、防靜電屏蔽、防塵屏蔽、特異材料(metamaterial)、光電子裝置、等離子體裝置、天線、晶體管(例如，P-η結(jié)裝置、薄膜晶體管和場(chǎng)效應(yīng)晶體管)、二極管、發(fā)光二極管、有機(jī)發(fā)光二極管(“0LED”)、傳感器、制動(dòng)器、結(jié)構(gòu)材料、建筑材料、電子外殼、消費(fèi)裝置、記憶存儲(chǔ)裝置、儲(chǔ)能裝置(例如，蓄電池、電容器和超級(jí)電容器)、太陽能發(fā)生裝置、壓電能量發(fā)生裝置、射頻識(shí)別裝置、熱導(dǎo)體/冷卻/加熱裝置、互連、混合型裝置(hybriddevice)、頻率選擇表面和裝置坐坐寸寸O表面嵌入結(jié)構(gòu)的實(shí)施例展現(xiàn)出改進(jìn)的性能(例如，較高的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性、較高的透光率以及較高的電磁場(chǎng)屏蔽或吸收)，以及由其組成和制造工藝引起的成本效益。這些結(jié)構(gòu)可通過例如表面嵌入工藝制造，在所述工藝中，將添加劑以物理方式嵌入主體材料中，同時(shí)保持所需的主體材料特征(例如透明度)，并賦予所得的表面嵌入結(jié)構(gòu)額外的所需特征(例如導(dǎo)電性)。也預(yù)期本發(fā)明的其它方面和實(shí)施例。前述發(fā)明內(nèi)容和以下實(shí)施方式不打算將本發(fā)明局限于任何特定實(shí)施例，而僅僅打算描述本發(fā)明的一些實(shí)施例。


為了更好地理解本發(fā)明一些實(shí)施例的性質(zhì)和目的，應(yīng)結(jié)合附圖來參閱以下實(shí)施方式?！DIA說明在整個(gè)襯底中混合有添加劑的結(jié)構(gòu)。圖IB說明在位于襯底頂部上的整個(gè)涂層中混合有添加劑的結(jié)構(gòu)。圖IC說明在襯底頂部上表層地或表面沉積添加劑的結(jié)構(gòu)。圖ID到圖IH說明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例實(shí)施的各種表面嵌入結(jié)構(gòu)。圖2A到圖2G說明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例實(shí)施的其它表面嵌入結(jié)構(gòu)。圖3是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例，電阻相對(duì)于添加劑裝載水平的對(duì)數(shù)坐標(biāo)圖。圖4A到圖4C說明根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的用于形成表面嵌入結(jié)構(gòu)的制造方法。圖5A說明根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的IXD。圖5B說明用于根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的IXD中的濾色片。圖6說明根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的薄膜太陽能電池。圖7說明根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的投射電容式觸摸屏裝置。圖8說明根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的OLED發(fā)光裝置。圖9說明根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電子紙(e-paper)。圖10說明根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的智能窗。圖11說明根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例，經(jīng)表面嵌入聚碳酸酯膜和丙烯酸系物中的銀納米線網(wǎng)絡(luò)的透光率與相應(yīng)薄層電阻(在恒定的直流導(dǎo)電率與光學(xué)導(dǎo)電率比率下)的取舍曲線(tradeoff curve)。圖12是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例，所收集的經(jīng)由沉積和嵌入兩步法制造的樣品的透明度和薄層電阻數(shù)據(jù)的表，直接比較了沉積后與表面嵌入后的數(shù)據(jù)。圖13是概述根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例，有關(guān)用表面嵌入添加劑制造TCE的不同方法的典型、平均薄層電阻和透明度數(shù)據(jù)的表。圖14描繪根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例,添加劑濃度相對(duì)于主體材料的嵌入表面的各種配置。
具體實(shí)施例方式定義以下定義適用于關(guān)于本發(fā)明一些實(shí)施例描述的一些要素。這些定義同樣可以在本文得到詳述。除非上下文另作清楚規(guī)定，否則本文使用的單數(shù)形式“一個(gè)(種)”和“所述”包括多個(gè)(種)參考物。因此，例如，除非上下文另作清楚規(guī)定，否則提到一個(gè)物體可包括多個(gè)物體。本文使用的術(shù)語“組(set) ”是指一個(gè)或一個(gè)以上物體的集合。因此，例如，一組物體可包括單一物體或多個(gè)物體。一個(gè)組的物體也可以指所述組的成員。一個(gè)組的物體可以是相同或不同的。在一些情形中，一個(gè)組的物體可以共有一個(gè)或一個(gè)以上共同特征。本文使用的術(shù)語“鄰近”是指接近或鄰接。鄰近的物體可彼此間隔分開，或者可彼此實(shí)際或直接接觸。在一些情形中，鄰近的物體可彼此連接，或者可彼此整體地形成。本文使用的術(shù)語“連接”是指操作性耦接或鏈接。連接的物體可彼此直接耦接，或者可例如經(jīng)由另一組物體彼此間接耦接。 本文使用的術(shù)語“實(shí)質(zhì)上”和“實(shí)質(zhì)”是指相當(dāng)大的程度或范圍。當(dāng)結(jié)合某一事件或情況使用時(shí)，這些術(shù)語可以指所述事件或情況準(zhǔn)確地發(fā)生的情形以及所述事件或情況即將發(fā)生的情形，例如解釋本文所述的制造方法的典型寬容度(tolerance level)。本文使用的術(shù)語“任選的”和“任選地”是指隨后描述的事件或情況可能發(fā)生或可能不發(fā)生，并且這一描述包括所述事件或情況發(fā)生的情形以及所述事件或情況不發(fā)生的情形。本文使用的相對(duì)的術(shù)語，例如“里面的(inner) ”、“內(nèi)部(interior) ”、“外面的(outer) ”、“外部(exterior) ”、“頂部”、“底部”、“上部”、“向上地”、“下部”、“向下地”、“垂直”、“垂直地”、“橫向”、“橫向地”、“在……之上(above) ”及“在……之下(below) ”是指例如根據(jù)圖式，一組物體關(guān)于彼此的定向，但在制造或使用期間不需要這些物體的特殊定向。本文使用的術(shù)語“亞納米范圍”或“亞nm范圍”是指小于約Inm的尺寸范圍，例如從約0. Inm到約Inm0本文使用的術(shù)語“納米范圍”或“nm范圍”是指約I納米到約I微米(“ μ m” )的尺寸范圍。nm范圍包括“較低nm范圍”,指的是從約Inm到約IOnm的尺寸范圍；“中間nm范圍”，指的是從約IOnm到約IOOnm的尺寸范圍；以及“較高nm范圍”,指的是從約IOOnm到約Iym的尺寸范圍。本文使用的術(shù)語“微米范圍”或“ μ m范圍”是指從約I μ m到約Imm的尺寸范圍。μ m范圍包括“較低μπι范圍”,指的是從約Ιμπι到約ΙΟμπι的尺寸范圍；“中間口爪范圍”,指的是從約10 μ m到約100 μ m的尺寸范圍；以及“較高μπι范圍”，指的是從約100 μπι到約Imm的尺寸范圍。本文使用的術(shù)語“縱橫比”是指一個(gè)物體的最大尺寸或范圍與所述物體的其余尺寸或范圍的平均值的比率，其中所述其余尺寸關(guān)于彼此且關(guān)于最大尺寸正交。在一些情形中，一個(gè)物體的其余尺寸可實(shí)質(zhì)上相同，且所述其余尺寸的平均值可實(shí)質(zhì)上對(duì)應(yīng)于所述其余尺寸中的任一者。舉例來說，一個(gè)圓柱體的縱橫比是指圓柱體的長(zhǎng)度與圓柱體截面直徑的比率。作為另一個(gè)實(shí)例，橢球體的縱橫比是指橢球體的長(zhǎng)軸與橢球體的短軸的比率。本文使用的術(shù)語“納米級(jí)添加劑”是指具有至少一個(gè)在nm范圍內(nèi)的尺寸的添加齊U。納米級(jí)添加劑可具有多種形狀，并且可由多種材料形成。納米級(jí)添加劑的實(shí)例包括納米線、納米管和納米粒子。
本文使用的術(shù)語“納米線”是指伸長(zhǎng)的納米級(jí)添加劑，其實(shí)質(zhì)上為實(shí)心的。通常，納米線具有在nm范圍內(nèi)的橫向尺寸(例如，呈寬度、直徑或者表示所有正交方向的平均值的寬度或直徑形式的截面尺寸)、在μm范圍內(nèi)的縱向尺寸(例如長(zhǎng)度)以及約3或更高的縱橫比。本文使用的術(shù)語“納米管”是指伸長(zhǎng)的中空納米級(jí)添加劑。通常，納米管具有在nm范圍內(nèi)的橫向尺寸(例如，呈寬度、外徑或者表示所有正交方向的平均值的寬度或外徑形式的截面尺寸)、在Pm范圍內(nèi)的縱向尺寸(例如長(zhǎng)度)以及約3或更高的縱橫比。本文使用的術(shù)語“納米粒子”是指橢球形的納米級(jí)添加劑。通常，納米粒子的各尺寸(例如，呈寬度、直徑或者表示所有正交方向的平均值的寬度或直徑形式的截面尺寸)在nm范圍內(nèi)，并且納米粒子的縱橫比小于約3，例如為約I。本文使用的術(shù)語“微米級(jí)添加劑”是指具有至少一個(gè)在μ m范圍內(nèi)的尺寸的添加齊U。通常，微米級(jí)添加劑的各尺寸在Pm范圍內(nèi)或超出μπι范圍。微米級(jí)添加劑可具有多種形狀，并且可由多種材料形成。微米級(jí)添加劑的實(shí)例包括微米線、微米管和微米粒子?！け疚氖褂玫男g(shù)語“微米線”是指伸長(zhǎng)的微米級(jí)添加劑，其實(shí)質(zhì)上為實(shí)心的。通常，微米線具有在ym范圍內(nèi)的橫向尺寸(例如，呈寬度、直徑或者表示所有正交方向的平均值的寬度或直徑形式的截面尺寸)以及約3或更高的縱橫比。本文使用的術(shù)語“微米管”是指伸長(zhǎng)的中空微米級(jí)添加劑。通常，微米管具有在μπι范圍內(nèi)的橫向尺寸(例如，呈寬度、外徑或者表示所有正交方向的平均值的寬度或外徑形式的截面尺寸)以及約3或更高的縱橫比。本文使用的術(shù)語“微米粒子”是指橢球形的微米級(jí)添加劑。通常，微米粒子的各尺寸(例如，呈寬度、直徑或者表示所有正交方向的平均值的寬度或直徑形式的截面尺寸)在μ m范圍內(nèi)，并且微米粒子的縱橫比小于約3，例如為約I。表面嵌入添加劑的結(jié)構(gòu)本文所述的表面嵌入結(jié)構(gòu)不同于試圖通過并入導(dǎo)電性添加劑來獲得導(dǎo)電性的其它可能方法。圖IA到圖IC中說明了三種其它方法，并且與參照?qǐng)DID到圖IH以及圖2A到圖2G說明和描述的改進(jìn)型表面嵌入結(jié)構(gòu)形成對(duì)比。圖IA描繪在整個(gè)襯底104中混合有添加劑102的結(jié)構(gòu)100。圖IB描繪在整個(gè)涂層Iio中混合有添加劑108的結(jié)構(gòu)106，涂層110 (連同添加劑108)是安置在襯底112的頂部上。圖IC描繪在襯底118的頂部上表層地或表面沉積添加劑116的結(jié)構(gòu)114，此種配置具有不良的表面(即，沉積的添加劑116與襯底118)粘著性。相比之下，圖ID到圖IH描繪根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例實(shí)施的各種表面嵌入結(jié)構(gòu)120、122、124、126和128。圖ID是表面嵌入添加劑130的示意圖，表面嵌入添加劑130形成一種網(wǎng)絡(luò)，所述網(wǎng)絡(luò)部分暴露且部分埋入對(duì)應(yīng)于襯底的主體材料132的頂部嵌入表面134中。如圖ID中所說明，添加劑130的網(wǎng)絡(luò)是鄰近于嵌入表面134且在主體材料132的嵌入?yún)^(qū)138內(nèi)定位，且主體材料132的其余部分基本上不含添加劑130。在所說明的實(shí)施例中，嵌入?yún)^(qū)138相對(duì)較薄(例如，厚度小于或遠(yuǎn)小于主體材料132的總厚度，或厚度與添加劑130的特征尺寸相當(dāng))，并因此可稱為“平面”或“類平面”。通過適當(dāng)選擇主體材料132，例如某些聚合物或含聚合物的復(fù)合材料，襯底可為透明和柔性以及輕質(zhì)的。然而，可實(shí)施其它實(shí)施例，其中襯底無需如所標(biāo)示的一般為透明或柔性的。表面嵌入結(jié)構(gòu)120(以及本文所述的其它表面嵌入結(jié)構(gòu))可比常規(guī)結(jié)構(gòu)光滑得多。高光滑度(例如，低粗糙度)可為用于例如太陽能電池和顯示器中的TCE所需的，因?yàn)榇植诙瓤蓪?dǎo)致穿透到鄰近裝置層中并且導(dǎo)致其它不合需要的作用。圖IE是表面嵌入添加劑136的示意圖,表面嵌入添加劑136形成一種網(wǎng)絡(luò),所述網(wǎng)絡(luò)完全嵌入對(duì)應(yīng)于襯底的主體材料142的頂部嵌入表面140中。如圖IE中所說明，添加劑136的網(wǎng)絡(luò)是鄰近于嵌入表面140且在主體材料142的嵌入?yún)^(qū)144內(nèi)定位，且主體材料142的其余部分基本上不含添加劑136。在所說明的實(shí)施例中，嵌入?yún)^(qū)144相對(duì)較薄(例如，厚度小于或遠(yuǎn)小于主體材料142的總厚度，或厚度與添加劑136的特征尺寸相當(dāng))，并因此可稱為“平面”或“類平面”。以此方式，添加劑136的網(wǎng)絡(luò)可保持實(shí)質(zhì)上平面配置，盡管其完全嵌入于嵌入表面140之下某一相對(duì)一致的距離。通過適當(dāng)選擇主體材料142，例如某些聚合物或含聚合物的復(fù)合材料，襯底可為透明和柔性以及輕質(zhì)的。然而，可實(shí)施其它實(shí)施例，其中襯底無需如所標(biāo)示的一般為透明或柔性的。圖IF是表面嵌入添加劑146的示意圖,表面嵌入添加劑146形成一種網(wǎng)絡(luò),所述 網(wǎng)絡(luò)完全嵌入對(duì)應(yīng)于襯底的主體材料150的頂部嵌入表面148中。如圖IF中所說明，添加劑146的網(wǎng)絡(luò)是鄰近于嵌入表面148且在主體材料150的嵌入?yún)^(qū)152內(nèi)定位，且主體材料150的其余部分基本上不含添加劑146。在所說明的實(shí)施例中，嵌入?yún)^(qū)152的厚度大于添加劑146的特征尺寸(例如，一個(gè)獨(dú)立添加劑146的截面直徑，或所有添加劑146的平均截面直徑)，但仍小于(或遠(yuǎn)小于)主體材料150的總厚度。添加劑146可以多層形式分布或布置于嵌入?yún)^(qū)152內(nèi)，其中一個(gè)特定層的添加劑146保持實(shí)質(zhì)上平面配置，盡管其完全嵌入于嵌入表面148之下。應(yīng)注意，盡管圖IF中未說明，但另一實(shí)施方案將類似于圖1F，不過添加劑146的網(wǎng)絡(luò)在主體材料150的嵌入表面148處部分暴露。圖IG是表面嵌入添加劑154的示意圖,表面嵌入添加劑154形成一種網(wǎng)絡(luò)，所述網(wǎng)絡(luò)部分暴露且部分埋入主體材料158的頂部嵌入表面156中，主體材料158對(duì)應(yīng)于涂層或其它二級(jí)材料(例如，漿液或糊漿)，其安置于襯底160的頂部上。如圖IG中所說明，添加劑154的網(wǎng)絡(luò)是鄰近于嵌入表面156且在主體材料158的嵌入?yún)^(qū)162內(nèi)定位，且主體材料158的其余部分基本上不含添加劑154。也預(yù)期添加劑154可分布遍及主體材料158內(nèi)的較大體積分?jǐn)?shù)，例如在厚度與添加劑154的特征尺寸相當(dāng)?shù)南鄬?duì)較薄涂層的情況中。在所說明的實(shí)施例中，嵌入?yún)^(qū)162相對(duì)較薄，并因此可稱為“平面”或“類平面”。應(yīng)注意，盡管圖IG中未說明，但另一實(shí)施方案將類似于圖1G，不過添加劑154的網(wǎng)絡(luò)完全嵌入主體材料158的嵌入表面156之下。圖IH是表面嵌入添加劑164的示意圖,表面嵌入添加劑164形成一種網(wǎng)絡(luò),所述網(wǎng)絡(luò)橫過主體材料166定位，由此形成有序的圖案。添加劑164的網(wǎng)絡(luò)可部分嵌入頂部嵌入表面168中，并且定位于主體材料166的嵌入?yún)^(qū)162內(nèi)(例如，類似于圖ID和圖1G)、完全嵌入于嵌入表面168之下(例如，類似于圖IE和圖1F)或其組合，但所述網(wǎng)絡(luò)不是橫過主體材料166均勻地定位，而是形成圖案。應(yīng)注意，盡管圖IH中說明了網(wǎng)格圖案，但一般說來，圖案可包括非周期性(或無周期的，隨機(jī)的)圖案以及周期性圖案，例如菱形圖案、方形圖案、矩形圖案、三角形圖案、各種多邊形圖案、波紋狀圖案、棱角狀圖案、互連圖案(例如，在電子裝置、顯示器、太陽能電池板、儲(chǔ)能裝置(例如蓄電池或超級(jí)電容器)中的電路形式)，或其任何組合。圖II說明，盡管形成圖案，但所述圖案的“線”部分的放大圖揭露，個(gè)另Ij “線”部分的配置包括與圖ID到圖IG以及下文的圖2中所說明的配置中的任一者或組合類似的表面嵌入添加劑。添加劑164(以及圖ID到圖IG和下文的圖2中所說明的添加齊U)合意地包括金屬納米線，例如銀(或Ag)納米線、銅(或Cu)納米線或其組合，具有平均起來比圖案的特征長(zhǎng)度(例如，個(gè)別“線”部分的長(zhǎng)度)短的縱向尺寸、平均起來比圖案的特征寬度(例如，個(gè)別“線”部分的寬度)長(zhǎng)的縱向尺寸，或二者。其它類型添加劑以及其它添加劑組合也可代替或組合例如納米粒子(包括金屬納米粒子，如銀納米粒子)等金屬納米線使用。在一些實(shí)施例中，添加劑164可經(jīng)燒結(jié)或以其它方式熔合而形成實(shí)心線，其可充當(dāng)互連或互連網(wǎng)格，用于例如觸摸屏裝置和智能窗等裝置中。這些實(shí)施例提供許多優(yōu)于常規(guī)方法的優(yōu)勢(shì)，包括耐久性增強(qiáng)以及允許省略可能傾于分層以及可能抑制導(dǎo)電性或增加電阻的涂層或其它結(jié)合材料。圖2A到圖2G中說明表面嵌入結(jié)構(gòu)的其它配置。圖2A到圖2G中所說明的表面嵌入結(jié)構(gòu)的某些方面可按與以上圖ID到圖IH中所說明和描述類似地方式實(shí)施，并且這些方面在下文不作重復(fù)。
圖2A是形成網(wǎng)絡(luò)的表面嵌入添加劑的示意圖，其中所述網(wǎng)絡(luò)包括呈不同類型納米線、不同類型納米管或其組合形式的至少兩種不同類型的添加劑200和202。一般說來，添加劑200與202可例如在其尺寸、形狀、材料組成或其組合方面不同。如圖2A中所說明，添加劑200和202是以特定布置(例如分層布置)定位于嵌入?yún)^(qū)204內(nèi)。每一層可主要包括個(gè)別不同類型的添加劑，不過不同類型的添加劑也混雜于各層之間。添加劑200和202的這種分層布置也可依據(jù)不同嵌入?yún)^(qū)進(jìn)行描述，其中每一不同類型的添加劑是定位于個(gè)別嵌入?yún)^(qū)內(nèi)。盡管添加劑200和202是以完全嵌入的形式說明，但預(yù)期添加劑200和202中至少有一些可為部分嵌入且表面暴露的。圖2B是類似于圖2A的示意圖，但具有呈不同類型納米粒子形式的至少兩種不同類型的添加劑206和208。也預(yù)期可包括納米粒子與納米線和納米管中任一者或兩者的組合。進(jìn)一步預(yù)期本文中依據(jù)一種特定類型添加劑描述的其它實(shí)施例可用不同類型的添加劑實(shí)施。盡管添加劑206和208是以完全嵌入的形式說明，但預(yù)期添加劑206和208中至少有一些可為部分嵌入且表面暴露的。圖2C是表面嵌入添加劑210的示意圖,表面嵌入添加劑210部分嵌入對(duì)應(yīng)于襯底的主體材料212中，并且其中涂層214填充于添加劑210周圍的至少一層中，完全覆蓋添加劑210或使其部分暴露，如圖2C中所說明。涂層214可具有與主體材料212 (或本文所述的其它主體材料)相同或類似的組成，或者可具有不同組成以提供附加的或改良的功能性，例如當(dāng)使用導(dǎo)電材料或半導(dǎo)體(例如IT0、Zn0(i)、Zn0:Al、Zn0:B、Sn02:F、Cd2Sn04、CdS、ZnS、其它經(jīng)摻雜金屬氧化物、導(dǎo)電或半導(dǎo)電聚合物、基于富勒烯(fullerene)的涂層(例如基于碳納米管的涂層)或另一透明導(dǎo)電材料)實(shí)施時(shí)充當(dāng)緩沖層以調(diào)整功函數(shù)(在用于太陽能電池的TCE情況下)，或?yàn)殡娏鞯牧鲃?dòng)提供導(dǎo)電通路，代替或組合由表面嵌入添加劑210所提供的導(dǎo)電通路。在ITO的情況下，例如，表面嵌入添加劑210的存在可通過允許使用減少的量的ΙΤ0，并因此允許減小的厚度的涂層214 (相對(duì)于添加劑210不存在的情形)，例如小于約lOOnm，例如不大于約75nm、不大于約50nm、不大于約40nm、不大于約30nm、不大于約20nm、不大于約IOnm且下至約5nm或更低的厚度,來節(jié)省成本。此外,表面嵌入添加劑210的存在可允許溶液沉積ITO(代替濺鍍)并以低溫固化。所得導(dǎo)電性相對(duì)較低的ITO層仍能滿足功函數(shù)匹配，同時(shí)添加劑210可減少在無高溫固化情況下由溶液沉積的ITO所展現(xiàn)的導(dǎo)電性降低。預(yù)期添加劑210可布置成圖案形式(例如，網(wǎng)格圖案或任何其它圖案，例如以上關(guān)于圖IH所述)，并且形成的涂層214可具有實(shí)質(zhì)上相配的圖案(例如，相配的網(wǎng)格圖案或任何其它相配的圖案，如以上關(guān)于圖IH所述)，由此完全覆蓋添加劑210或使其部分暴露。圖2D是類似于圖ID的示意圖，但其中納米粒子216組合納米線218 (或其它高縱橫比添加劑)一起嵌入表面并且定位于“平面”或“類平面”的嵌入?yún)^(qū)222內(nèi)。盡管未圖示，但納米粒子216和納米線218中任一者或兩者可完全在頂部嵌入表面220之下(例如，類似于圖IE或圖IF中所說明的配置)。圖2E是類似于圖ID的示意圖，但具有呈不同類型納米線、不同類型納米管或納米線與納米管的組合形式的至少兩種不同類型的添加劑224和226。盡管未圖示，但不同類型添加劑224和226中任一者或兩者可完全在頂部嵌入表面228之下(例如，類似于圖IE或圖IF中所說明的配置)。 圖2F是例如呈膜形式的主體材料230的示意圖，并且其中主體材料230在主體材料230的任一側(cè)上嵌入有添加劑。具體說來，添加劑232至少部分嵌入主體材料230的頂部嵌入表面236中，并且鄰近于頂部嵌入表面236且在主體材料230的嵌入?yún)^(qū)240內(nèi)定位，而添加劑234至少部分嵌入主體材料230的底部嵌入表面238中，并且鄰近于底部嵌入表面238且在主體材料230的嵌入?yún)^(qū)242內(nèi)定位。預(yù)期對(duì)于主體材料230的任何特定側(cè)面，可以與如上文及下文隨后描述類似的方式實(shí)施主體材料230中添加劑的嵌入程度或包括不同類型的添加劑。進(jìn)一步預(yù)期添加劑可嵌入主體材料230的其它表面中，例如主體材料230的任一個(gè)或一個(gè)以上橫向表面。圖2F中所說明的表面嵌入結(jié)構(gòu)可適用于例如儲(chǔ)能裝置，其中主體材料230包括固體聚合物電解質(zhì)材料，并且添加劑232和234充當(dāng)一對(duì)電極或集電器，且包括呈納米粒子、微米粒子、納米線、微米線、納米管、微米管形式或其它形式或者這些形式的組合的導(dǎo)電材料，例如碳、金屬、金屬氧化物、碳黑、石墨烯或其組合。圖2F中所說明的表面嵌入結(jié)構(gòu)也可適用于例如觸摸屏裝置，其中添加劑232和234充當(dāng)一對(duì)電極，并且在添加劑232與234中間的主體材料230區(qū)域充當(dāng)薄膜隔板。圖2G是類似于圖2C的示意圖，但其中表面嵌入添加劑244部分嵌入主體材料246中，主體材料246對(duì)應(yīng)于安置于襯底248頂部上的涂層，且其中另一涂層250填充于添加劑244周圍的至少一層中并與添加劑244電耦聯(lián)，使其部分暴露或完全覆蓋添加劑244，如圖2G中所說明。通過完全覆蓋添加劑244，所得涂層250的表面相當(dāng)光滑(例如，光滑度或粗糙度實(shí)質(zhì)上相當(dāng)于在添加劑244不存在下涂層250的固有光滑度或粗糙度)。涂層250可具有與主體材料246 (或本文所述的其它主體材料)相同或類似的組成，或者可具有不同組成以提供附加的或改良的功能性，例如當(dāng)使用導(dǎo)電材料或半導(dǎo)體(例如IT0、Zn0(i)、Ζη0:Α1、ZnO:B, SnO2:F, Cd2SnO4, CdS, ZnS、其它經(jīng)摻雜金屬氧化物、導(dǎo)電或半導(dǎo)電聚合物、基于富勒烯的涂層(例如基于碳納米管的涂層)或另一透明導(dǎo)電材料)實(shí)施時(shí)充當(dāng)緩沖層以調(diào)整功函數(shù)(在用于太陽能電池的TCE情況下)，或?yàn)殡娏鞯牧鲃?dòng)提供導(dǎo)電通路，代替或組合由表面嵌入添加劑244所提供的導(dǎo)電通路。在ITO的情況下，例如，表面嵌入添加劑244的存在可通過允許使用減少的量的ΙΤ0，并因此允許減小的厚度的涂層250 (相對(duì)于添加劑244不存在的情形)，例如小于約lOOnm，例如不大于約75nm、不大于約50nm、不大于約40nm、不大于約30nm、不大于約20nm、不大于約IOnm且下至約5nm或更低的厚度,來節(jié)省成本。此外，表面嵌入添加劑244的存在可允許溶液沉積ITO(代替濺鍍)并以低溫固化。所得導(dǎo)電性相對(duì)較低的ITO層仍能滿足功函數(shù)匹配，同時(shí)添加劑244可減少在無高溫固化情況下由溶液沉積的ITO所展現(xiàn)的導(dǎo)電性降低。預(yù)期添加劑244可布置成圖案形式(例如，網(wǎng)格圖案或任何其它圖案，例如以上關(guān)于圖IH所述)，并且形成的涂層250可具有實(shí)質(zhì)上相配的圖案(例如，相配的網(wǎng)格圖案或任何其它相配的圖案，如以上關(guān)于圖IH所述)，由此完全覆蓋添加劑244或使其部分暴露。本文所述的某些表面嵌入結(jié)構(gòu)一方面在主體材料中提供垂直添加劑濃度梯度，即，這一梯度是沿主體材料的厚度方向。整體并入(Bulk incorporation)(例如，如圖IA中所說明)旨在于整個(gè)主體材料中提供均勻的垂直添加劑濃度梯度，但在實(shí)踐中，凝聚作用和其它作用可能會(huì)阻止此種均勻梯度的達(dá)成。對(duì)于常規(guī)涂布實(shí)施方案(例如，如圖IB中所說明)，垂直添加劑濃度梯度可存在于涂層與底層襯底之間；然而，且類似于整體并入，常規(guī)涂布實(shí)施方案旨在于整個(gè)涂層中提供均勻的垂直添加劑濃度梯度。相比之下，根據(jù)添加劑在主體材料嵌入?yún)^(qū)內(nèi)的定位，表面嵌入結(jié)構(gòu)允許可變、可控制的垂直添加劑濃度梯度。對(duì)于某些實(shí)施方案，添加劑在嵌入?yún)^(qū)內(nèi)的定位范圍應(yīng)使得至少大部分(以重量、體積或數(shù)·量密度計(jì))添加劑被包括在嵌入?yún)^(qū)內(nèi)，因此包括至少60%(以重量、體積或數(shù)量密度計(jì))添加劑，因此包括至少70%(以重量、體積或數(shù)量密度計(jì))添加劑，因此包括至少80%(以重量、體積或數(shù)量密度計(jì))添加劑，或因此包括至少90%(以重量、體積或數(shù)量密度計(jì))添加劑，或因此包括至少95%(以重量、體積或數(shù)量密度計(jì))添加劑。舉例來說，實(shí)質(zhì)上所有的添加劑都可定位于嵌入?yún)^(qū)內(nèi)，以致主體材料的其余部分實(shí)質(zhì)上不含添加劑。一般說來，添加劑可包括導(dǎo)電材料、半導(dǎo)體或其組合，其可呈納米級(jí)添加劑、微米級(jí)添加劑以及大小在亞nm范圍內(nèi)的添加劑。舉例來說，至少一種添加劑可具有在約O. Inm到約Imm范圍內(nèi)的截面尺寸(或添加劑群體可具有平均截面尺寸)。在一些實(shí)施例中，所述截面尺寸(或平均截面尺寸)在約Inm到約lOOnm、約Inm到約20nm、約20nm到約lOOnm、約Inm到約50微米、約IOOnm到約I微米、約Inm到約100微米或約500nm到約50微米范圍內(nèi)。在一些實(shí)施例中，實(shí)質(zhì)上所有添加劑都具有在約0. Inm到約Imm或約0. Inm到約100微米范圍內(nèi)的截面尺寸。導(dǎo)電材料的實(shí)例包括金屬(例如，銀、銅和金)、金屬合金、基于碳的導(dǎo)體(例如，碳納米管、石墨烯和巴克球)、任選經(jīng)摻雜的金屬氧化物(例如，IT0、Zn0(i)、Ζη0:Α1、Ζη0:Β、SnO2:FXd2SnO4XdS^ZnS和其它經(jīng)摻雜金屬氧化物)、導(dǎo)電聚合物和其任何組合。半導(dǎo)體材料的實(shí)例包括半導(dǎo)電聚合物、第IVB族元素(例如，碳(或C)、硅(或Si)和鍺(或Ge))、第IVB-IVB族二元合金(例如，碳化硅(或SiC)和鍺化硅(或SiGe))、第IIB-VIB族二元合金(例如，硒化鎘(或CdSe)、硫化鎘(或CdS)、碲化鎘(或CdTe)、氧化鋅(或ZnO)、硒化鋅(或ZnSe)、碲化鋅(或ZnTe)和硫化鋅(或ZnS))、第IIB-VIB族三元合金(例如，碲化鋅鎘(或CdZnTe)、碲化鎘汞(或HgCdTe)、碲化鋅汞(或HgZnTe)和硒化鋅汞(或HgZnSe))、第IIIB-VB族二元合金(例如，銻化鋁(或Al Sb)、砷化鋁(或AlAs)、氮化鋁(或AlN)、磷化鋁(或AlP)、氮化硼(或BN)、磷化硼(或BP)、砷化硼(或BAs)、銻化鎵(或GaSb)、砷化鎵(或GaAs)、氮化鎵(或GaN)、磷化鎵(或GaP)、銻化銦(或InSb)、砷化銦(或InAs)、氮化銦(或InN)和磷化銦(或InP))、第IIIB-VB族三元合金(例如，砷化鎵鋁(或 AlGaAs 或 AlxGai_xAs)、砷化鎵銦(或 InGaAs 或 InxGahAs)、磷化鎵銦(或 InGaP)、砷化銦鋁(或AlInAs)、銻化銦鋁(或AlInSb)、氮砷化鎵(或GaAsN)、磷砷化鎵(或GaAsP)、氮化鎵鋁(或AlGaN)、磷化鎵鋁(或AlGaP)、氮化鎵銦(或InGaN)、銻砷化銦(或InAsSb)和銻化鎵銦(或InGaSb))、第IIIB-V B族四元合金(例如，磷化銦鎵鋁(或AlGaInP)、磷砷化鎵鋁(或AlGaAsP)、磷砷化鎵銦(或InGaAsP)、磷砷化銦鋁(或AlInAsP)、氮砷化鎵鋁(或AlGaAsN)、氮砷化鎵銦(或InGaAsN)、氮砷化鋁銦(或InAlAsN)和氮銻砷化鎵(或GaAsSbN))以及第IIIB-VB族五元合金(例如，銻砷氮化銦鎵(或GaInNAsSb)和磷銻砷化銦鎵(或GaInAsSbP))、第IB-VIIB族二元合金(例如，氯化亞銅(或CuCl))、第IVB-VIB族二元合金(例如，硒化鉛(或PbSe)、硫化鉛(或PbS)、締化鉛(或PbTe)、硫化錫(或SnS)和碲化錫(或SnTe))、第IVB-VIB族三元合金(例如，碲化錫鉛(或PbSnTe)、碲化錫鉈(或Tl2SnTe5)和碲化鍺鉈(或Tl2GeTe5))、第VB-VIB族二元合金(例如，碲化鉍(或Bi2Te3))、第IIB-VB族二元合金(例如，磷化鎘(或Cd3P2)、砷化鎘(或Cd3As2)、銻化鎘(或Cd3Sb2)、磷化鋅(或Zn3P2)、砷化鋅(或Zn3As2)和銻化鋅(或Zn3Sb2))，以及第IB族(或第11族)元素、第IIB族(或第12族)元素、第IIIB族(或第13族)元素、第IVB族(或第14族)元素、第VB族(或第15族)元素、第VIB族(或第16族)元素以及第VIIB族(或第17族)元素的其它二元、三元、四元或更高級(jí)合金，例如硒化鎵銦銅(或CIGS)，以及其任何組
入
口 ο添加劑可包括例如納米粒子、納米線、納米管(例如多壁納米管(“MWNT”)、單壁納米管(“SWNT”)、雙壁納米管(“01階”)、石墨化或改良的納米管)、富勒烯、巴克球、石墨烯、微米粒子、微米線、微米管、芯-殼納米粒子或微米粒子、芯-多殼納米粒子或微米粒子、芯-殼納米線，以及形狀實(shí)質(zhì)上呈管狀、立方形、球形或錐狀且特征為非晶形、結(jié)晶、正方晶系、六方晶系、三角晶系、斜方晶系、單斜晶系或三斜晶系的其它添加劑，或其任何組合。芯-殼粒子和芯-殼納米線的實(shí)例包括具有鐵磁芯(例如，鐵、鈷、鎳、錳以及其氧化物和與這些元素中的一者或一者以上形成的合金)以及由金屬、金屬合金、金屬氧化物、碳或其任何組合(例如，銀、銅、金、鉬、Zn。、ZnO(i)、ZnO:Al, ZnO:B, SnO2:F, Cd2SnO4' CdS,ZnS、TiO2, ΙΤ0、石墨烯以及本文作為適合添加劑列出的其它材料)形成的殼者。芯-殼納米線的一個(gè)特定實(shí)例是具有Ag芯和Au殼(或者鉬殼或另一類型的殼)者，所述Au殼包圍銀芯以減少或防止銀芯氧化。添加劑也可包括例如功能性試劑(例如特異材料)，代替或組合導(dǎo)電材料和半導(dǎo)體。具有獨(dú)特電磁特性的特異材料和相關(guān)人工復(fù)合結(jié)構(gòu)可包括例如開口環(huán)諧振器、環(huán)形諧振器、隱形裝置(cloaking device)、納米結(jié)構(gòu)化抗反射層、高吸收層、理想透鏡、集線器、微型集線器、電磁能聚焦器、耦合器等。添加劑也可包括例如反射、吸收或散射電磁輻射(例如紅外輻射、紫外輻射和X射線輻射中任一種或一種以上)的材料。這些材料包括例如Au、Ge、TiO2' Si、Al2O3' CaF2' ZnS、GaAs, ZnSe, KC1、ΙΤ0、氧化錫、Zn。、Mg。、CaC03、二苯甲酮、苯并三唑、受阻胺光穩(wěn)定劑、氰基丙烯酸酯、水楊基型化合物、Ni、Pb、Pd、Bi、Ba、BaSO4、鋼、U、Hg、金屬氧化物或其任何組合。用于添加劑的材料的其它實(shí)例包括PbS04、SnO2, Ru、As、Te、In、Pt、Se、Cd、S、Sn、Zn、二硒化銦銅(“CIS”)、Cr、Ir、Nd、Y、陶瓷(例如玻璃)、二氧化硅、有機(jī)熒光染料，或其任何組合。添加劑也可包括例如含聚合物納米管、含聚合物納米粒子、含聚合物納米線、半導(dǎo)電納米管、絕緣納米管、納米天線、由鐵磁材料形成的添加劑、由鐵磁芯和高導(dǎo)電性殼形成的添加劑、有機(jī)金屬納米管、金屬納米粒子或微米粒子、由壓電材料形成的添加劑、由量子點(diǎn)形成的添加劑、具有摻雜劑的添加劑、聚光和陷光結(jié)構(gòu)、光學(xué)硅整流二極管、納米級(jí)薄片、納米共軸結(jié)構(gòu)、波導(dǎo)結(jié)構(gòu)、金屬納米晶體、半導(dǎo)電納米晶體，以及由以下各物形成的添加劑多色性試劑(multichromic agent)、氧化物、化學(xué)變色試劑、合金、壓色試劑、熱變色試劑、光致變色試劑、輻射變色試劑、電致變色試劑；特異材料、硝酸銀、磁致變色試劑、毒素中和齊U、芳香族物質(zhì)、催化劑、潤(rùn)濕劑、鹽、氣體、液體、膠體、懸浮液、乳液、增塑劑、抗UV劑、發(fā)光齊U、抗細(xì)菌劑、抗靜電劑、山?；谆然@、椰油酰胺丙基甜菜堿、磷酸酯、聚乙二醇酯、多元醇、二壬基萘磺酸、釕金屬有機(jī)染料、氧化鈦、耐磨劑、石墨烯、酞菁銅、耐指紋劑、防霧齊IJ、抗UV劑、著色劑、抗反射劑、抗紅外線劑、高反射率試劑、濾光劑、香料、除臭劑、樹脂、潤(rùn)滑劑、增溶劑、穩(wěn)定劑、表面活性劑、熒光劑、活性炭、調(diào)色劑、電路元件、絕緣體、導(dǎo)體、導(dǎo)電流體、磁性添加劑、電子添加劑、等離子體添加劑、電介質(zhì)添加劑、諧振添加劑、發(fā)光分子、熒光分子、諧振腔(cavity)、透鏡、冷陰極、電極、納米錐(nanopyramid)、諧振器、傳感器、制動(dòng)器、換能器、晶體管、激光、振蕩器、光電檢測(cè)器、光子晶體、共軛聚合物、非線性兀件、復(fù)合物、多層、化學(xué)惰性試劑、移相結(jié)構(gòu)、放大器、調(diào)節(jié)器、開關(guān)、光生伏打電池、發(fā)光二極管、f禹合 器、防結(jié)塊劑和防滑劑(例如硅藻土、滑石、碳酸鈣、二氧化硅和硅酸鹽)；增滑劑和潤(rùn)滑劑(例如脂肪酸酰胺、芥酸酰胺、油酰胺、脂肪酸酯、金屬硬脂酸鹽、蠟和酰胺摻合物)、抗氧化劑(例如，胺類、酚類、有機(jī)磷酸酯類、硫酯類和鈍化劑類)、抗靜電劑(例如，陽離子型抗靜電劑、季銨鹽和化合物、膦鹽、锍、陰離子型科斯泰特抗靜電劑(anionic counterstat)、導(dǎo)電聚合物、胺類和脂肪酸酯類)、生物殺滅劑(例如，10, 10’ -氧基雙吩惡砒(或0BPA)、胺中和的磷酸酯、2-巰基吡啶-I-氧化鋅(或鋅-0MADINE)、2_正辛基-4-異噻唑啉-3-酮、DCOIT、TRICLOSAN、CAPTAN和F0LPET)、光穩(wěn)定劑(例如，紫外光吸收劑、二苯甲酮、苯并三唑、苯甲酸酯、水楊酸酯、鎳有機(jī)絡(luò)合物、受阻胺光穩(wěn)定劑(或HALS)和含鎳化合物)、導(dǎo)電聚合物(例如，聚苯胺、聚(乙炔)、聚(吡咯)、聚(噻吩)、聚(對(duì)亞苯基硫醚)、聚(對(duì)苯乙炔)(或PPV)、聚(3-烷基噻吩)、聚吲哚、聚芘、聚咔唑、聚甘菊環(huán)、聚氮雜卓、聚(芴)、聚萘、黑色素、聚(3，4-亞乙基二氧基噻吩)(或PED0T)、聚(苯乙烯磺酸酯)(或PSS)、PEDOT-PS、PEDOT-聚甲基丙烯酸(或PED0T-PMA)、聚(3-己基噻吩)(或P3HT)、聚(3-辛基噻吩)(或P30T)、聚(C-61-丁酸甲酯)(或PCBM)和聚[2-甲氧基_5_(2’-乙基-己氧基)-1，4-苯乙炔](或MEH-PPV))，本文作為適合主體材料列出的任何材料，或其任何組合。對(duì)于某些實(shí)施方案，需要例如呈納米線、納米管和其組合形式的高縱橫比添加齊U。舉例來說，合意的添加劑包括由碳或其它材料形成的納米管(例如MWNT、SWNT、石墨化MWNT、石墨化SWNT、改良的MWNT、改良的SWNT和含聚合物的納米管)；由金屬、金屬氧化物、金屬合金或其它材料形成的納米線(例如Ag納米線、Cu納米線、氧化鋅納米線(未摻雜，或摻雜有例如鋁、硼、氟等)、氧化錫納米線(未摻雜，或摻雜有例如氟)、氧化錫鎘納米線、ITO納米線、含聚合物的納米線和Au納米線)，以及具有多種形狀(無論是球形、錐形還是其它形狀)的其它導(dǎo)電或半導(dǎo)電材料。添加劑的其它實(shí)例包括由活性碳、石墨烯、碳黑、科琴碳黑(ketjen black)形成的添加劑，以及由金屬、金屬氧化物、金屬合金或其它材料形成的納米粒子(例如，Ag納米粒子、Cu納米粒子、氧化鋅納米粒子、ITO納米粒子和Au納米粒子)。
一般說來，主體材料可具有多種形狀和大小，可為透明、半透明或不透明的，可為柔性、可彎曲、可折疊或剛性的，可為電磁不透明或電磁透明的，并且可為導(dǎo)電、半導(dǎo)電或絕緣的。主體材料可呈襯底形式，或可呈安置于襯底或另一材料的頂部上的一個(gè)涂層或多涂層形式。適合主體材料的實(shí)例包括有機(jī)材料、無機(jī)材料以及混雜有機(jī)-無機(jī)材料。舉例來說，主體材料可包括熱塑性聚合物、熱固性聚合物、彈性體，或者其共聚物或其它組合，例如選自聚烯烴、聚乙烯(或PE)、聚丙烯(或PP)、聚丙烯酸酯、聚酯、聚砜、聚酰胺、聚酰亞胺、聚氨基甲酸酯、聚乙烯基、氟聚合物、聚碳酸酯(或PC)、聚砜、聚乳酸、基于烯丙基二甘醇碳酸酯的聚合物、基于腈的聚合物、丙烯腈丁二烯苯乙烯(或ABS)、基于苯氧基的聚合物、亞苯基醚/氧化物、塑料溶膠、有機(jī)溶膠、聚乙乳酸纖維材料(plastarch material)、聚縮醛、芳香族聚酰胺、聚酰胺-酰亞胺、聚芳基醚、聚醚酰亞胺、聚芳基砜、聚丁烯、聚碳酸酯、聚酮、聚甲基戊烯、聚亞苯基、聚苯乙烯、高沖擊強(qiáng)度聚苯乙烯、基于苯乙烯順丁烯二酸酐的聚合物、基于聚烯丙基二甘醇碳酸酯單體的聚合物、基于雙順丁烯二酰亞胺的聚合物、聚鄰苯二甲酸烯丙基酯、熱塑性聚氨基甲酸酯、高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、共聚酯(例如可以商標(biāo)Tritan 得到)、聚氯乙烯(或PVC)、基于丙烯酸的聚合物、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(或PETG)、聚對(duì)苯二甲酸乙二酯(或PET)、環(huán)氧樹脂、含環(huán)氧基的樹脂、基于三聚氰胺的聚 合物、硅酮和其它含硅聚合物(例如，聚硅烷和聚倍半硅氧烷)、基于乙酸酯的聚合物、聚(反丁烯二酸丙二酯)、聚(偏二氟乙烯-三氟乙烯)、聚3-羥基丁酸酯聚酯、聚酰胺、聚己內(nèi)酯、聚乙醇酸(或PGA)、聚乙交酯、聚乳酸(或PLA)、聚丙交酯酸塑料(polylactide acidplastics)、聚苯乙炔、導(dǎo)電聚合物(例如，聚苯胺、聚(乙炔)、聚(吡咯)、聚(噻吩)、聚(對(duì)亞苯基硫醚)、聚(對(duì)苯乙炔)(或PPV)、聚(3-烷基噻吩)、聚吲哚、聚芘、聚咔唑、聚甘菊環(huán)、聚氮雜卓、聚(芴)、聚萘、黑色素、聚(3，4-亞乙基二氧基噻吩)(或PED0T)、聚(苯乙烯磺酸酯)(或PSS)、PEDOT-PSS, PEDOT-聚甲基丙烯酸(或PED0T-PMA)、聚(3-己基噻吩)(或P3HT)、聚(3-辛基噻吩)(或P30T)、聚(C-61- 丁酸甲酯)(或PCBM)和聚[2-甲氧基-5-(2’_乙基-己氧基)-1，4-苯乙炔](或MEH-PPV))、聚烯烴、液晶聚合物、聚氨基甲酸酯、聚酯、共聚酯、聚(甲基丙烯酸甲酯)共聚物、基于四氟乙烯的聚合物、磺酸化四氟乙烯共聚物、離聚物、氟化離聚物、對(duì)應(yīng)于或包括于聚合物電解質(zhì)膜中的聚合物、基于乙烷磺?；木酆衔?、基于2-[1-[ 二氟-[(三氟乙烯基)氧基]甲基]-1，2，2，2-四氟乙氧基]-1，1，2，2，-四氟-的聚合物(與四氟乙烯、四氟乙烯-全氟-3，6- 二氧雜-4-甲基-7-辛烷磺酸的共聚物)、聚丙烯、聚丁烯、聚異丁烯、聚異戊二烯、聚苯乙烯、聚乳酸、聚乙交酯、聚乙醇酸、聚己內(nèi)酯、基于偏二氟乙烯的聚合物、基于三氟乙烯的聚合物、聚(偏二氟乙烯-三氟乙烯)、聚苯乙炔、基于酞菁銅的聚合物、石墨烯、聚(反丁烯二酸丙二酯)、賽貓扮(cellophane)、基于銅銨的聚合物、嫘縈(rayon),以及生物聚合物(例如乙酸纖維素(或CA)、乙酸丁酸纖維素(或CAB)、乙酸丙酸纖維素(或CAP)、丙酸纖維素(或CP)、基于尿素的聚合物、木材、膠原蛋白、角蛋白、彈性蛋白、硝基纖維素、聚乙乳酸纖維、賽璐珞(celluloid)、竹子、生物源性聚乙烯、碳化二亞胺、軟骨、硝酸纖維素、纖維素、幾丁質(zhì)、殼聚糖、結(jié)締組織、酞菁銅、棉纖維素、彈性蛋白、葡糖胺聚糖、亞麻布、透明質(zhì)酸、硝基纖維素、紙、羊皮紙(parchment)、聚乙乳酸纖維、淀粉、基于淀粉的塑料、偏二氟乙烯和粘膠纖維(viscose))，或其任何單體、共聚物、摻合物或其它組合。適合主體材料的其它實(shí)例包括陶瓷(例如，基于SiO2的玻璃；基于SiOx的玻璃；基于TiOx的玻璃；基于SiOx玻璃的其它鈦、鈰、鎂類似物；旋涂式玻璃；由溶膠-凝膠加工形成的玻璃、硅烷前驅(qū)物、硅氧烷前驅(qū)物、硅酸鹽前驅(qū)物、原硅酸四乙酯、硅烷、硅氧烷、磷硅酸鹽、旋涂式玻璃、硅酸鹽、硅酸鈉、硅酸鉀、玻璃前驅(qū)物、陶瓷前驅(qū)物、倍半娃氧燒、金屬倍半娃氧燒(metalIasiIsesquioxane)、多面體低聚倍半硅氧烷、鹵代硅烷、聚酰亞胺、PMMA光致抗蝕劑、溶膠-凝膠、硅-氧氫化物、硅酮、錫氧烷、硅硫烷、硅氮烷、聚硅氮烷、茂金屬、二氯二茂鈦、二氯二茂釩；以及其它類型玻璃)、陶瓷前驅(qū)物、聚合物-陶瓷復(fù)合物、聚合物-木材復(fù)合物、聚合物-碳復(fù)合物(例如，由科琴碳黑、活性碳、碳黑、石墨烯以及其它形式的碳形成)、聚合物-金屬復(fù)合物、聚合物-氧化物，或其任何組合。主體材料可為例如η摻雜、P摻雜或未摻雜的。嵌入的添加劑可為例如η摻雜、ρ摻雜或未摻雜的。如果主體材料為導(dǎo)電或半導(dǎo)電的，那么可以使用經(jīng)η摻雜、ρ摻雜或兩者的添加劑來形成ρ-η結(jié)裝置、晶體管、二極管、發(fā)光二極管、傳感器、記憶體裝置、太陽能轉(zhuǎn)電能裝置等等。圖IA的配置與本文所述的某些表面嵌入結(jié)構(gòu)(例如，如圖ID到圖IH以及圖2Α·到圖2G中所說明)之間的至少一個(gè)差異在于整體并入特征，即圖IA的襯底104具有添加劑102隨機(jī)且相對(duì)均勻地分布于整個(gè)襯底104中。相比之下，在本文所述的表面嵌入結(jié)構(gòu)中，添加劑可主要限制于主體材料的“平面”或“類平面”的嵌入?yún)^(qū)，使得添加劑的拓?fù)錈o序減少，并且使添加劑之間結(jié)形成的發(fā)生增加，由此改進(jìn)導(dǎo)電性。盡管嵌入?yún)^(qū)有時(shí)被稱為“平面”，但應(yīng)理解，所述嵌入?yún)^(qū)通常不嚴(yán)格地為二維的，因?yàn)樘砑觿┍旧硗ǔＪ侨S的。而“平面”可以相對(duì)的含義使用，其中添加劑在主體材料某一區(qū)域內(nèi)具有相對(duì)較薄、平板狀(或分層)的局部濃度，且其中添加劑基本上不存在于主體材料其余部分中。還應(yīng)理解，嵌入?yún)^(qū)可稱為“平面”，即使這一嵌入?yún)^(qū)可具有大于(例如數(shù)倍于)添加劑的特征尺寸的厚度，例如在圖1F、圖2Α和圖2Β中。嵌入?yún)^(qū)可鄰近于主體材料的一側(cè)、鄰近于主體材料的中部或鄰近于沿主體材料厚度方向的任何任意位置定位，并且多個(gè)嵌入?yún)^(qū)可鄰近于彼此定位或在主體材料內(nèi)彼此間隔分開。每一嵌入?yún)^(qū)可包括一種或一種以上類型的添加劑，并且這些嵌入?yún)^(qū)(其定位于同一主體材料中)可包括不同類型的添加劑。通過將添加劑限制于主體材料的一組“平面”嵌入?yún)^(qū)(與隨機(jī)分布于整個(gè)主體材料中相對(duì))，每單位面積指定量的添加劑可以達(dá)到較高的導(dǎo)電性。未限制于嵌入?yún)^(qū)的任何添加劑表示過量的添加劑，可以忽略。圖IB的配置與本文所述的某些表面嵌入結(jié)構(gòu)(例如，如圖ID到圖IH以及圖2Α到圖2G中所說明)之間的至少一個(gè)差異在于常規(guī)涂布特征，即圖IB的涂層110具有添加劑108混合于整個(gè)涂層110中，涂層110是安置在襯底112的頂部上。參看涂層110本身，涂層110的特征在于類似于圖IA中所示配置(整體并入的情形)的配置，其中添加劑108隨機(jī)且相對(duì)均勻地分布于整個(gè)涂層110中。相比之下，在本文所述的某些表面嵌入結(jié)構(gòu)中，添加劑不是均勻地定位于整個(gè)涂層中，而是可基本上限制于襯底的“平面”或“類平面”的嵌入?yún)^(qū)，無需任何涂層或其它二級(jí)材料來將添加劑結(jié)合于襯底，而在其它表面嵌入結(jié)構(gòu)(例如，如圖IG和圖2G中所說明)，添加劑可基本上限制于涂層的“平面”或“類平面”的嵌入?yún)^(qū)，而不是均勻地定位于整個(gè)涂層中。添加劑限制于“平面”或“類平面”的嵌入?yún)^(qū)使得添加劑的拓?fù)錈o序減少并且使添加劑之間結(jié)形成的發(fā)生增加，由此改進(jìn)導(dǎo)電性。另外，圖IB的涂層110易受破壞，因?yàn)橥繉?10頂部上的暴露材料可容易地用透明膠帶、粘性力或磨削力，或者其它力去除，并且可具有自表面移開的傾向。含有添加劑108的涂層110也可分層、破裂、剝落、起泡或經(jīng)歷其它變形，這可通過本文所述的某些表面嵌入結(jié)構(gòu)克服，在所述表面嵌入結(jié)構(gòu)中，添加劑是直接嵌入襯底中，無需任何涂層或其它二級(jí)材料來達(dá)到結(jié)合目的。另外，涂層Iio的表面可相當(dāng)粗糙(例如，由添加劑108的拓?fù)錈o序所引起，其中一些添加劑108延伸到涂層110的表面之外)，這會(huì)引起電短路(electrical short)并阻止與鄰近裝置層的緊密接觸。這與本文所述的可具有耐久、光滑表面特征的表面嵌入結(jié)構(gòu)形成對(duì)比。在添加劑實(shí)質(zhì)上或完全嵌入主體材料中(例如，如圖IE和圖IF中所說明)的情形下，所得表面嵌入結(jié)構(gòu)的嵌入表面相當(dāng)光滑(例如，光滑度或粗糙度與在經(jīng)嵌入添加劑不存在下主體材料的光滑度或粗糙度實(shí)質(zhì)上相當(dāng))，且嵌入表面的表面積都沒有、不大于約1%、不大于約5%、不大于約10%、不大于約25%或不大于約50%被暴露的添加劑占據(jù)(例如，如通過取得嵌入表面的頂視圖或嵌入表面的其它二維表示法，并確定由暴露的添加劑引起的表面積覆蓋百分比來測(cè)量)。
圖IC的配置與本文所述的某些表面嵌入結(jié)構(gòu)(例如，如圖ID到圖IH以及圖2A到圖2G中所說明)之間的至少一個(gè)差異在于表面沉積特征，即添加劑116安置于襯底118的頂部上，未將任何添加劑116嵌入襯底118中。圖IC的表面沉積結(jié)構(gòu)114易受破壞，因?yàn)橐r底118頂部上沉積的材料可容易地用透明膠帶、粘性力或磨削力，或者其它力去除，并且可具有自表面移開的傾向。另外，表面沉積結(jié)構(gòu)114的表面相當(dāng)多孔(例如，由表面沉積的添加劑116之間的間隙、添加劑116堆疊于彼此頂部上或二者引起)，這可在實(shí)現(xiàn)涂布于或以其它方式施加于表面沉積的添加劑116頂部上的另一材料的適當(dāng)滲透方面產(chǎn)生問題，由此產(chǎn)生孔隙或其它界面缺陷。此外，表面沉積結(jié)構(gòu)114的表面可相當(dāng)粗糙，這可引起電短路并阻止與鄰近裝置層的緊密接觸。這與本文所述的可具有耐久、相對(duì)無孔的光滑表面特征的表面嵌入結(jié)構(gòu)形成對(duì)比。在添加劑實(shí)質(zhì)上或完全嵌入主體材料中(例如，如圖IE和圖IF中所說明)的情形下，所得表面嵌入結(jié)構(gòu)的嵌入表面相當(dāng)光滑(例如，光滑度或粗糙度與在嵌入的添加劑不存在下主體材料的光滑度或粗糙度實(shí)質(zhì)上相當(dāng))，且嵌入表面的表面積都沒有、不大于約1%、不大于約5%、不大于約10%、不大于約25%或不大于約50%被暴露的添加劑占據(jù)(例如，如通過取得嵌入表面的頂視圖或嵌入表面的其它二維表示法，并確定由暴露的添加劑引起的表面積覆蓋百分比來測(cè)量)。此外，與本文所述的表面嵌入結(jié)構(gòu)相比，表面沉積結(jié)構(gòu)114可具有較高的薄層電阻或較低的導(dǎo)電性。在一些實(shí)施例中，表面嵌入結(jié)構(gòu)可具有嵌入主體材料中的添加劑，約10體積％(或更低，例如約O. I體積％)嵌入于嵌入表面中且高達(dá)約100體積％嵌入于嵌入表面中，并且可具有以不同的表面積覆蓋率，例如以約O. 1%(或更低)表面積覆蓋率到高達(dá)約99. 9%(或更高)表面積覆蓋率暴露的添加劑。舉例來說，就相對(duì)于添加劑總體積的嵌入于嵌入表面之下的添加劑體積來說，至少一種添加劑可具有在約10%到約100%，例如約10%到約50%，或約50%到約100%范圍內(nèi)的嵌入體積百分比(或添加劑群體可具有平均嵌入體積百分比)。在一些實(shí)施例中，表面嵌入結(jié)構(gòu)可具有厚度大于所用添加劑的特征尺寸(例如，對(duì)于納米線，大于個(gè)別納米線的直徑或所有納米線的平均直徑)的嵌入?yún)^(qū)，并且添加劑基本上限制于厚度小于主體材料總厚度的嵌入?yún)^(qū)中。舉例來說，嵌入?yún)^(qū)的厚度可為主體材料總厚度的不大于約80%，例如所述總厚度的不大于約50%、不大于約40%、不大于約30%、不大于約20%、不大于約10%或不大于約5%。在一些實(shí)施例中，添加劑可嵌入主體材料中，相對(duì)于所用添加劑的特征尺寸達(dá)到不同程度(例如，對(duì)于納米線，相對(duì)于個(gè)別納米線的直徑或所有納米線的平均直徑)。舉例來說，就在嵌入表面之下的添加劑上最遠(yuǎn)的嵌入點(diǎn)的距離來說，至少一種添加劑可嵌入達(dá)到超過約100%的特征尺寸的程度，或可嵌入達(dá)到不超過約100%的特征尺寸的程度，例如特征尺寸的至少約5%或約10%且最多約80%、最多到約50%或最多約25%。作為另一實(shí)例，添加劑群體平均起來可嵌入達(dá)到超過約100%的特征尺寸的程度，或可嵌入達(dá)到不超過約100%的特征尺寸的程度，例如特征尺寸的至少約5%或約10%且最多約80%、最多約50%或最多約25%。應(yīng)理解，添加 劑嵌入主體材料中所達(dá)到的程度可影響嵌入表面的粗糙度，例如當(dāng)作為整個(gè)嵌入表面的高度變化程度(例如，相對(duì)于平均高度的標(biāo)準(zhǔn)偏差)測(cè)量時(shí)。比較例如圖ID與圖C，圖ID的表面嵌入結(jié)構(gòu)120的粗糙度小于部分嵌入的添加劑130的特征尺寸，而圖IC的結(jié)構(gòu)114的粗糙度至少為表層地沉積的添加劑116的特征尺寸并且可為所述特征尺寸的約2倍(或更高)(例如，由添加劑116堆疊于彼此的頂部上所致)。在一些實(shí)施例中，至少一種添加劑可延伸到主體材料的嵌入表面之外約O. Inm到約Icm,例如約Inm到約50nm、約50nm到IOOnm或約IOOnm到約100 μ m。在其它實(shí)施例中，添加劑群體平均起來可延伸到主體材料的嵌入表面之外約O. Inm到約Icm,例如約Inm到約50nm、約50nm到IOOnm或約IOOnm到約100 μ m。在其它實(shí)施例中，主體材料實(shí)質(zhì)上所有表面積(例如，嵌入表面的面積)都被添加劑占據(jù)。在其它實(shí)施例中，最多約100%或最多約75%的表面積被添加劑占據(jù)，例如最多約50%表面積、最多約25%表面積、最多約10%、最多約5%、最多約3%表面積，或最多約1%表面積被添加劑占據(jù)。添加劑無需延伸到主體材料的嵌入表面外,并且可完全定位于嵌入表面之下。對(duì)于表面嵌入結(jié)構(gòu)，添加劑的嵌入程度和表面覆蓋率可根據(jù)特定裝置或應(yīng)用進(jìn)行選擇。舉例來說，根據(jù)表面嵌入結(jié)構(gòu)上的電容操作的裝置可指定較深的添加劑嵌入程度和較低的表面覆蓋率，而根據(jù)經(jīng)過或橫過表面嵌入結(jié)構(gòu)的電流的流量操作的裝置可指定較淺的添加劑嵌入程度和較高的表面覆蓋率。在一些實(shí)施例中，如果使用納米線作為添加劑，那么可影響導(dǎo)電性的特征包括例如納米線的密度或裝載水平、表面積覆蓋率、納米線的長(zhǎng)度、納米線的直徑、納米線的均勻性、材料類型和純度。在一些實(shí)施例中，具有低結(jié)電阻和低體電阻的納米線可為優(yōu)選的。為了獲得較高導(dǎo)電性，同時(shí)保持高透明度，可以使用直徑較小、長(zhǎng)度較長(zhǎng)的納米線(例如，具有相對(duì)較大縱橫比以促進(jìn)納米線結(jié)形成，并且在約50到約2，000的范圍內(nèi)，例如約50到約I, 000,或約100到約800),并且可使用金屬納米線,例如Ag、Cu和Au納米線。使用納米線作為添加劑來形成納米線網(wǎng)絡(luò)，例如Ag納米線網(wǎng)絡(luò)，可為一些實(shí)施例所需的。也可使用其它金屬納米線、非金屬納米線，例如 Zn0、Zn0(i)、Zn0:Al、Zn0:B、Sn02:F、Cd2Sn04、CdS、ZnS、Ti02、IT0，以及其它氧化物納米線?？梢允褂糜蓭冻隹梢姽庾V能量范圍(例如，<1.8eV且>3. IeV)或者大致接近或超出此范圍的半導(dǎo)體構(gòu)成的添加劑來產(chǎn)生具有高光學(xué)透明度的TCE，因?yàn)榭梢姽馔ǔ２粫?huì)被能帶或被其中的界面陷阱吸收。可使用各種摻雜劑來調(diào)節(jié)前述這些半導(dǎo)體的導(dǎo)電性，需考慮經(jīng)由莫斯-布爾斯坦效應(yīng)(Moss-Burstein effect)而轉(zhuǎn)變的費(fèi)米能級(jí)(Fermi level)和帶緣。就尺寸(例如直徑和長(zhǎng)度)來說，納米線可為基本上均勻或單分散的，例如同樣的在約5%(例如，相對(duì)于平均直徑或長(zhǎng)度的標(biāo)準(zhǔn)偏差)內(nèi)、同樣的在約10%內(nèi)、同樣的在約15%內(nèi)或同樣的在約20%內(nèi)。純度可為例如至少約50%、至少約75%、至少約85%、至少約90%、至少約95%、至少約99%、至少約99. 9%或至少約99. 99%。納米線的表面積覆蓋率可為例如最多約100%、小于約100%、最多約75%、最多約50%、最多約25%、最多約10%、最多約5%、最多約3%或最多約1%。Ag納米線特別適于某些實(shí)施例，因?yàn)榭梢蜓趸饔枚贏g納米線表面上形成(或可被形成)的氧化銀具有導(dǎo)電性。另外，芯-殼納米線(例如，銀芯及Au或鉬殼)也可降低結(jié)電阻。在一些實(shí)施例中，如果使用納米管作為添加劑(無論是由碳、金屬、金屬合金、金屬氧化物還是另一材料形成)，那么可影響導(dǎo)電性的特征包括例如納米管的密度或裝載水平、表面積覆蓋率、納米管的長(zhǎng)度、納米管的內(nèi)徑、納米管的外徑、使用單壁還是多壁納米管、納米管的均勻性、材料類型和純度。在一些實(shí)施例中，具有低結(jié)電阻的納米管可為優(yōu)選的。為了減少散射，在例如顯示器等某些裝置的情形中，可使用納米管(例如碳納米管)來形成納米管網(wǎng)絡(luò)?；蛘?，或組合，可使用直徑較小的納米線來達(dá)到相對(duì)于使用納米管類似的散射減少。就尺寸(例如，外徑、內(nèi)徑和長(zhǎng)度)來說，納米管可為基本上均勻或單分散的，例如同樣的在約5%(例如，相對(duì)于平均外徑/內(nèi)徑或長(zhǎng)度的標(biāo)準(zhǔn)偏差)內(nèi)、同樣的在約10%內(nèi)、同樣的在約15%內(nèi)或同樣的在約20%內(nèi)。純度可為例如至少約50%、至少約75%、至少約85%、至少約90%、至少約95%、至少約99%、至少約99. 9%或至少約99. 99%。納米管的表面積覆蓋率可為例如最多約100%、小于約100%、最多約75%、最多約50%、最多約25%、最多約10%、最 多約5%、最多約3%或最多約1%。應(yīng)理解，對(duì)于指定的裝置或應(yīng)用，可改變添加劑類型的數(shù)量。舉例來說，可使用Ag納米線、Cu納米線和Au納米線中任一者或組合連同ITO納米粒子一起得到高光學(xué)透明度和高導(dǎo)電性。類似的組合包括例如Ag納米線、Cu納米線和Au納米線中任一者或組合連同ITO納米線、ZnO納米線、ZnO納米粒子、Ag納米粒子、Au納米粒子、SWNT、MWNT、基于富勒烯的材料(例如，碳納米管和巴克球)和ITO納米粒子中的任一者或一者以上。使用ITO納米粒子或納米線可提供附加的功能性，例如通過充當(dāng)緩沖層以調(diào)整功函數(shù)(在用于太陽能電池的TCE情況下)，或?yàn)殡娏鞯牧鲃?dòng)提供導(dǎo)電通路，代替或組合由其它添加劑提供的導(dǎo)電通路。實(shí)際上許多不同類型的添加劑都可嵌入主體材料中。在一些實(shí)施例中，最初將添加劑作為離散物體提供。在嵌入主體材料中時(shí)，主體材料可包封或包圍添加劑，由此使添加劑變得排列或以其它方式布置于“平面”或“類平面”的嵌入?yún)^(qū)內(nèi)。在有關(guān)添加劑(例如納米線、納米管、微米線、微米管或其它縱橫比大于I的添加劑)情形的一些實(shí)施例中，添加劑變得排列，由此其縱長(zhǎng)或縱軸基本上限制于相對(duì)于水平面或者對(duì)應(yīng)于或平行于嵌入表面的平面的另一平面成一定角度的范圍內(nèi)。舉例來說，添加劑可經(jīng)排列以使其縱長(zhǎng)或尺寸最長(zhǎng)的軸平均起來限制于相對(duì)于水平面成約-45°到約+45°的范圍內(nèi)，例如約-35°到約+35°、約-25°到約+25°、約-15°到約+15°、約-5°到約+5°或約-1°到約+1°。在此實(shí)例中，極少或?qū)嵸|(zhì)上沒有添加劑的縱長(zhǎng)或縱軸可定向超出相對(duì)于水平面成約-45°到約+45°的范圍。在一些實(shí)施例中，在嵌入?yún)^(qū)內(nèi)，相鄰添加劑可彼此接觸。此接觸可使用較長(zhǎng)縱橫比的添加劑改進(jìn)，同時(shí)維持相對(duì)較低的表面積覆蓋率以獲得所需透明度。在一些實(shí)施例中，可通過燒結(jié)或退火，例如在約50°C、約125°C、約150°C、約175°C或約200°C，或者在約50°C到約125°C、約100°C到約125°C、約125°C到約150°C、約150°C到約175°C或約175°C到約200°C范圍內(nèi)的溫度下進(jìn)行低溫?zé)Y(jié)；快速燒結(jié)；通過使用氧化還原反應(yīng)進(jìn)行燒結(jié)以在添加劑上產(chǎn)生沉積物將添加劑生長(zhǎng)和熔合在一起；或其任何組合，來增加例如納米線、納米粒子、微米線和微米粒子等添加劑之間的接觸。舉例來說，在Ag或Au添加劑的情況下，可將Ag離子或Au離子沉積到添加劑上以使添加劑與相鄰添加劑熔合。也涵蓋在約20(TC或高于約20(TC溫度下進(jìn)行的高溫?zé)Y(jié)。也預(yù)期某些應(yīng)用和裝置需要極少或不需要接觸，例如對(duì)于防塵屏蔽、防靜電屏蔽、電磁干擾/射頻屏蔽，其中電荷隧穿或跳躍在實(shí)際接觸不存在下提供足夠的導(dǎo)電性，或其中主體材料或在主體材料頂部上的涂層本身可具有導(dǎo)電性。這些應(yīng)用和裝置可在高達(dá)約106Q/Sq或更高薄層電阻下操作。個(gè)別添加劑可通過電屏障和量子屏障分隔以供電子轉(zhuǎn)移。以下提供本文所述表面嵌入結(jié)構(gòu)相對(duì)于圖IA到圖IC中所說明的配置的額外優(yōu)勢(shì)。與圖IA的配置不同，無需添加劑均勻分布遍及全部主體材料來獲得所需的特征。事實(shí)上，在至少一些實(shí)施例中，添加劑優(yōu)選基本上限制于主體材料的“平面”或“類平面”的嵌入?yún)^(qū)中。在實(shí)踐中，由于添加劑的不均勻混合以及凝聚和聚集，可能很難實(shí)際上獲得如圖IA中所描繪的均勻分布。與圖IB的配置不同，添加劑可嵌入主體材料中，而不是混合于整個(gè)涂層中以及施加于主體材料的頂部上。在以此方式嵌入添加劑時(shí)，所得表面嵌入結(jié)構(gòu)可具有較高耐久性。另外，類似于與整體并入有關(guān)的問題，常規(guī)涂層易于發(fā)生不均勻混合凝聚， 這可以用本文所述的表面嵌入結(jié)構(gòu)避免或減少。此外，常規(guī)涂層可能相當(dāng)粗糙，特別是在納米和微米水平上。相比之下，且例如由于主體材料內(nèi)添加劑的嵌入和添加劑的排列，表面嵌入結(jié)構(gòu)相比常規(guī)涂層可具有減小的粗糙度，由此用于避免或減少裝置故障的情形(例如，避免納米線穿透裝置)。與圖IC的配置不同，添加劑是部分或完全嵌入主體材料中，而不是表層地安置于表面的頂部上，產(chǎn)生相比表層地沉積的添加劑減小的粗糙度以及較高的耐久性和導(dǎo)電性。在一些實(shí)施例中，當(dāng)嵌入納米線時(shí)，主體材料的聚合物鏈可將納米線固持在一起，將其拉得更近并增加導(dǎo)電性。表面嵌入結(jié)構(gòu)可相當(dāng)耐久。在一些實(shí)施例中，此耐久性與剛性和堅(jiān)固性組合，并且在其它實(shí)施例中，此耐久性與折曲、卷繞、彎曲、折疊和其它物理活動(dòng)的能力組合，具有透光率的例如不大于約50%、不大于約20%、不大于約15%、不大于約10%、不大于約5%、不大于約3%降低或?qū)嵸|(zhì)上不降低，以及電阻的不大于約50%、不大于約20%、不大于約15%、不大于約10%、不大于約5%、不大于約3%增加或?qū)嵸|(zhì)上不增加。在一些實(shí)施例中，表面嵌入結(jié)構(gòu)基本上不受常規(guī)涂層耐久性問題影響，并且可經(jīng)受住涂料工業(yè)中所用的標(biāo)準(zhǔn)透明膠帶測(cè)試，且得到實(shí)質(zhì)上不降低，或不大于約5%降低、不大于約10%降低、不大于約15%降低或不大于約50%降低的觀測(cè)透光率，且得到實(shí)質(zhì)上不增加，或不大于約5%增加、不大于約10%增加、不大于約15%增加或不大于約50%增加的觀測(cè)電阻。在一些實(shí)施例中，表面嵌入結(jié)構(gòu)也可經(jīng)受住摩擦、刮擦、折曲、物理磨損、熱循環(huán)、化學(xué)暴露和濕度循環(huán)，且觀測(cè)透光率實(shí)質(zhì)上不降低、不大于約50%降低、不大于約20%降低、不大于約15%降低、不大于約10%降低、不大于約5%降低或不大于約3%降低，并且觀測(cè)電阻實(shí)質(zhì)上不增加、不大于約50%增加、不大于約20%增力口、不大于約15%增加、不大于約10%增加、不大于約5%增加或不大于約3%增加。此耐久性增強(qiáng)可使添加劑嵌入主體材料內(nèi)，由此通過主體材料的分子鏈或其它組分將添加劑以物理方式或化學(xué)方式固持于主體材料內(nèi)部。在一些情況下，可以觀測(cè)到折曲或擠壓以增加導(dǎo)電性。表面嵌入結(jié)構(gòu)的另一優(yōu)勢(shì)在于，使用較低量的添加劑就可達(dá)到電滲流閾值。換句話說，可使用較少的添加劑材料獲得導(dǎo)電性，由此節(jié)省添加劑材料以及相關(guān)成本并增加透明度。應(yīng)理解，當(dāng)存在足量添加劑使電荷從一種添加劑逾滲到另一添加劑中，由此提供橫過至少一部分添加劑網(wǎng)絡(luò)的導(dǎo)電通路時(shí)，通常達(dá)到電滲流閾值。在一些實(shí)施例中，可經(jīng)由如圖3A中所說明的電阻相對(duì)于添加劑裝載水平的對(duì)數(shù)坐標(biāo)圖的斜率改變來觀測(cè)電滲流閾值。由于添加劑基本上限制于“平面”或“類平面”的嵌入?yún)^(qū)中，由此使拓?fù)錈o序大幅減少，并引起比圖IA到圖IC的配置高的添加劑間(例如，納米線間或納米管間)結(jié)形成可能性，故可使用較少量的添加劑。換句話說，由于添加劑被限制于主體材料中較薄的嵌入?yún)^(qū)內(nèi)，與分散穿過主體材料的厚度相對(duì)，故可大幅增加添加劑將互連并形成結(jié)的可能性。在一些實(shí)施例中，可在范圍為約O. OOl μ g/cm2到約100 μ g/cm2 (或更高)，例如約O. 01 μ g/cm2到約100 μ g/cm2、約 10 μ g/cm2 到約 100 μ g/cm2、約 0. 01 μ g/cm2 到約 O. 4 μ g/cm2、約 0. 5 μ g/cm2到約5 μ g/cm2或約0. 8 μ g/cm2到約3 μ g/cm2的添加劑裝載水平下(對(duì)于某些添加劑，例如銀納米線)，達(dá)到電滲 流閾值。這些裝載水平可根據(jù)添加劑的尺寸、材料類型、空間分散和其它特征而變化。此外，可使用較少量的添加劑(例如，如通過嵌入?yún)^(qū)的厚度所證實(shí))來實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)向塊體的轉(zhuǎn)變，其為表示薄層從展現(xiàn)稀疏的二維導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的有效材料特性轉(zhuǎn)變成展現(xiàn)有效的三維導(dǎo)電塊體材料特性的薄層的參數(shù)。通過將添加劑(例如，Ag納米線、Cu納米線、多壁碳納米管(“MWCNT”)、單壁碳納米管(“SWCNT”)或其任何組合)限制于“平面”或“類平面”的嵌入?yún)^(qū)，可在特定的太陽通量加權(quán)的透光率水平下獲得較低的薄層電阻。此外，在一些實(shí)施例中，利用所述表面嵌入結(jié)構(gòu)，由于與混入添加劑的單獨(dú)涂層或其它二級(jí)材料有關(guān)的界面缺陷減少或消除，可使載流子復(fù)合減少。為了進(jìn)一步闡明這些優(yōu)勢(shì)，可通過拓?fù)錈o序和通過接觸電阻來表征添加劑網(wǎng)絡(luò)。從拓?fù)鋵W(xué)上看，高于添加劑的臨界密度且高于添加劑-添加劑(例如，納米線-納米線、納米管-納米管或納米管-納米線)結(jié)的臨界密度，電流可容易地從源極流到漏極。添加劑的“平面”或“類平面”網(wǎng)絡(luò)可以相對(duì)于添加劑的特征尺寸(例如，對(duì)于納米線，相對(duì)于個(gè)別納米線的直徑或全部納米線的平均直徑)減小的厚度，達(dá)到網(wǎng)絡(luò)向塊體的轉(zhuǎn)變。舉例來說，嵌入?yún)^(qū)的厚度可為所述特征尺寸的最多約5倍(或更高)，例如為所述特征尺寸的最多約4倍、最多約3倍或最多約2倍且下至所述特征尺寸的約O. 05或約I倍，使裝置更薄，同時(shí)增加光學(xué)透明度和導(dǎo)電性。因此，在一些實(shí)施例中，本文所述的表面嵌入結(jié)構(gòu)提供厚度為最多約nXd (以nm來說)的嵌入?yún)^(qū),在所述范圍內(nèi)，定位的添加劑具有特征尺寸d(以nm來說)，其中n=2、3、4、5或更高。所述表面嵌入結(jié)構(gòu)的又一優(yōu)勢(shì)在于，對(duì)于指定的導(dǎo)電性水平，這些結(jié)構(gòu)可得到較高透明度。這是因?yàn)殍b于在指定的添加劑裝載水平下添加劑-添加劑結(jié)的高效形成，使得可使用較少的添加劑材料來達(dá)到所述導(dǎo)電性水平。應(yīng)理解，薄導(dǎo)電材料(例如，呈膜形式)的透光率可表示為其薄層電阻R薄層和光波長(zhǎng)的函數(shù)，如以下關(guān)于薄膜的近似關(guān)系所示
\ J'i tV. J ⑴其中O0p和Od。分別是材料的光學(xué)導(dǎo)電率和直流導(dǎo)電率。在一些實(shí)施例中，表面嵌入柔性透明襯底中的Ag納米線網(wǎng)絡(luò)可具有低至約3. 2 Ω /sq或約O. 2 Ω/sq或甚至更低的薄層電阻。在其它實(shí)施例中，適于太陽能電池的透明表面嵌入結(jié)構(gòu)可達(dá)到高達(dá)約85%(或更高)的太陽通量加權(quán)的透光率Ti 以及低至約20Q/Sq(或以下)的薄層電阻。在其它實(shí)施例中，利用所述表面嵌入結(jié)構(gòu)，可在彡85% (例如，至少約85%、至少約90%或至少約95%且最多約97%、約98%或更高)的太陽通量加權(quán)的透光率下，獲得彡ΙΟΩ/sq的薄層電阻。應(yīng)理解，透光率可相對(duì)于其它光波長(zhǎng)范圍進(jìn)行測(cè)量，例如在指定的550nm波長(zhǎng)下的透光率、人類視覺或光度加權(quán)的透光率(例如，約350nm到約700nm)、太陽通量加權(quán)的透光率、在紅外線范圍內(nèi)的指定波長(zhǎng)或波長(zhǎng)范圍下的透光率以及在紫外線范圍內(nèi)的指定波長(zhǎng)或波長(zhǎng)范圍下的透光率。還應(yīng)理解，透光率可相對(duì)于襯底(如果存在的話)進(jìn)行測(cè)量(例如，考慮在表面嵌入添加劑的主體材料之下的底層襯底)，或者可相對(duì)于空氣進(jìn)行測(cè)量(例如，不考慮底層襯底)。除非本文另作詳細(xì)說明，否則透光率值是相對(duì)于襯底(如果存在的話)指定，不過，當(dāng)相對(duì)于空氣測(cè)量時(shí)，也預(yù)期類似的透光率值(雖然具有略微較高的值)。對(duì)于一些實(shí)施例，表面嵌入結(jié)構(gòu)的直流導(dǎo)電率與光學(xué)導(dǎo)電率比率可為至少約100、至少約115、至少約300、至少約400、至少約500且高達(dá)約600、高達(dá)約800或更高。某些表面嵌入結(jié)構(gòu)可包括平均直徑在約Inm到約lOOnm、約IOnm到約80nm、約20nm到約80nm或約40nm到約60nm范圍中且平均長(zhǎng)度在約50nm到約1，000 μ m、約50nm至Ij 約 500 μ m、約 IOOnm 至Ij 約 100 μ m、約 500nm 至Ij 50 μ m、約 5 μ m 至Ij 約 50 μ m、約 20 μ m 至Ij約150 μ m、約5 μ m到約35 μ m、約25 μ m到約80 μ m、約25 μ m到約50 μ m或約25 μ m到約40 μ m范圍中的Ag納米線的添加劑。嵌入?yún)^(qū)的頂部可定位于主體材料的頂部嵌入表面之下·約O. OOOlnm到約100 μ m，例如在嵌入表面之下約O. Olnm到約100 μπι、約O. Inm到100 μ m，在嵌入表面之下約O. Inm到約5 μ m,在嵌入表面之下約O. Inm到約3 μ m,在嵌入表面之下約O. Inm到約I μ m,或在嵌入表面之下約O. Inm到約500nm。嵌入主體材料中的納米線可從嵌入表面突出從約O體積％且高達(dá)約90體積％、高達(dá)約95體積％或高達(dá)約99體積％。舉例來說，就暴露于嵌入表面之上的納米線相對(duì)于納米線的總體積的體積來說，至少一個(gè)納米線可具有高達(dá)約1%、高達(dá)約5%、高達(dá)約20%、高達(dá)約50%或高達(dá)約75%或約95%的暴露體積百分比(或一群納米線可具有如上平均暴露體積百分比)。在約85%或更大的透光率(例如太陽通量加權(quán)的透光率或在另一光波長(zhǎng)范圍下測(cè)量的透光率)下，薄層電阻可為不大于約500 Ω /sq、不大于約400 Ω /sq、不大于約350 Ω /sq、不大于約300 Ω /sq、不大于約200 Ω /sq、不大于約100 0/8卩、不大于約75 0/8卩、不大于約δΟΩ/sq、不大于約25Q/sq、不大于約ΙΟΩ/sq且下到約ΙΩ/sq或約O. ΙΩ/sq或更小。在約90%或更大的透光率下，薄層電阻可為不大于約500Q/sq、不大于約400Q/sq、不大于約350Q/sq、不大于約300Q/sq、不大于約200 Ω /sq、不大于約100 Ω /sq、不大于約75 Ω /sq、不大于約50 Ω /sq、不大于約25 Ω /sq、不大于約ΙΟΩ/sq且下到約ΙΩ/sq或更小。在一些實(shí)施例中，主體材料對(duì)應(yīng)于具有表面嵌入納米線的襯底，且主體材料可為透明的或不透明的，可為柔性的或剛性的，且可由例如PE、PET、PETG、聚碳酸酯、PVC、PP、基于丙烯酸的聚合物、ABS、陶瓷、玻璃或其任何組合構(gòu)成。在其它實(shí)施例中，襯底可為透明的或不透明的，可為柔性的或剛性的，且可由例如PE、PET、PETG、聚碳酸酯、PVC、PP、基于丙烯酸的聚合物、ABS、陶瓷、玻璃或其任何組合構(gòu)成，其中襯底以導(dǎo)電材料、絕緣體或半導(dǎo)體(例如上文列出的經(jīng)摻雜金屬氧化物或?qū)щ娋酆衔?涂布且有納米線嵌入涂層中。某些表面嵌入結(jié)構(gòu)可包括平均外徑在約Inm到約lOOnm、約Inm到約10nm、約IOnm到約50nm、約IOnm到約80nm、約20nm到約80nm或約40nm到約60nm范圍中且平均長(zhǎng)度在約50nm 到約 100 μ m、約 IOOnm 到約 100 μ m、約 500nm 到 50 μ m、約 5 μ m 到約 50 μ m、約 5 μ m 至Ij約35 μ m、約25 μ m到約80 μ m、約25 μ m到約50 μ m或約25 μ m到約40 μ m范圍中的MWCNT和SWCNT任一者或兩者的添加劑。嵌入?yún)^(qū)的頂部可定位于主體材料的頂部嵌入表面之下約O. Olnm到約100 μ m，例如在嵌入表面之下約O. Inm到100 μ m，在嵌入表面之下約O. Inm到約5μπι，在嵌入表面之下約O. Inm到約3 μ m，在嵌入表面之下約O. Inm到約I μ m，或在嵌入表面之下約O. Inm到約500nm。嵌入主體材料中的納米管可從嵌入表面突出從約O體積％且高達(dá)約90體積％、高達(dá)約95體積％或高達(dá)約99體積％。舉例來說，就暴露于嵌入表面之上的納米管相對(duì)于納米管的總體積(例如，如定義為相對(duì)于納米管的外徑)的體積來說，至少一個(gè)納米管可具有高達(dá)約1%、高達(dá)約5%、高達(dá)約20%、高達(dá)約50%或高達(dá)約75%或約95%的暴露體積百分比(或一群納米管可具有如上平均暴露體積百分比)。在約85%或更大的透光率(例如太陽通量加權(quán)的透光率或在另一光波長(zhǎng)范圍下測(cè)量的透光率)下，薄層電阻可為不大于約500Q/sq、不大于約400Q/sq、不大于約350Q/sq、不大于約300Q/sq、不大于約200 Ω /sq、不大于約100 Ω /sq、不大于約75 Ω /sq、不大于約50 Ω /sq、不大于約25 Ω /sq、不大于約ΙΟΩ/sq且下到約ΙΩ/sq或更小。在約90%或更大的透光率下，薄層電阻可為不大于約500 Ω /sq、不大于約400 Ω /sq、不大于約350 Ω /sq、不大于約300 Ω /sq、不大于約200 Ω /sq、不大于約100 Ω /sq、不大于約75 Ω /sq、不大于約50 Ω /sq、不大于約25 Ω /sq、不大于約ΙΟΩ/sq且下到約I Ω/sq或約O. I Ω/sq或更小。在一些實(shí)施例中，主體材料對(duì)應(yīng) 于具有表面嵌入納米管的襯底，且主體材料可為透明的或不透明的，可為柔性的或剛性的，且可由例如PE、PET、PETG、聚碳酸酯、PVC、PP、PMMA、玻璃、聚酰亞胺、環(huán)氧基、基于丙烯酸的聚合物、ABS、陶瓷、玻璃或其任何組合構(gòu)成。在其它實(shí)施例中，襯底可為透明的或不透明的，可為柔性的或剛性的，且可由例如PE、PET、PETG、聚碳酸酯、PVC、PP、基于丙烯酸的聚合物、ABS、陶瓷、玻璃或其任何組合構(gòu)成，其中襯底以導(dǎo)電材料、絕緣體或半導(dǎo)體(例如上文列出的經(jīng)摻雜金屬氧化物或?qū)щ娋酆衔?涂布且有納米管嵌入涂層中。表面嵌入結(jié)構(gòu)所獲得的數(shù)據(jù)展現(xiàn)出人意料的發(fā)現(xiàn)。具體說來，先前推測(cè)，表層地沉積于表面頂部的添加劑可產(chǎn)生比實(shí)體地嵌入主體材料中的添加劑更大的導(dǎo)電性，這是因?yàn)橥茰y(cè)主體材料(為絕緣體)抑制添加劑的導(dǎo)電能力。然而且意外地，在表面嵌入結(jié)構(gòu)中觀測(cè)到改進(jìn)的導(dǎo)電性，證實(shí)通過將添加劑嵌入到主體材料內(nèi)而賦予有利結(jié)形成和網(wǎng)絡(luò)向塊體的轉(zhuǎn)變的觀念。包括表面嵌入結(jié)構(gòu)的裝置本文所述的表面嵌入結(jié)構(gòu)可用作多種裝置(包括使用呈經(jīng)摻雜金屬氧化物涂層形式的TCE的任何裝置)中的電極。適合裝置的實(shí)例包括太陽能電池(例如薄膜太陽能電池和結(jié)晶硅太陽能電池)、顯示裝置(例如平板顯示器、液晶顯示器(“IXD”)、等離子體顯示器、有機(jī)發(fā)光二極管(“0LED”)顯示器、電子紙(“e-paper”)、量子點(diǎn)顯示器和柔性顯示器)、固態(tài)發(fā)光裝置(例如OLED發(fā)光裝置)、觸摸屏裝置(例如投射電容式觸摸屏裝置和電阻式觸摸屏裝置)、智能窗(或其它窗)、擋風(fēng)屏蔽、航空透明件、電磁干擾屏蔽、電荷消散屏蔽和防靜電屏蔽以及其它電子、光學(xué)、光電、量子、光伏和等離子體裝置。在一些實(shí)施例中，表面嵌入結(jié)構(gòu)可用作IXD中的電極。圖5A說明根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的IXD 500。背光模組502透射光穿過薄膜晶體管(“TFT”)襯底506和底部偏振器504，所述底部偏振器鄰近于TFT襯底506的底部表面安置。TFT 508、像素電極510和存儲(chǔ)電容器512鄰近于TFT襯底506的頂部表面安置于TFT襯底506與第一對(duì)準(zhǔn)層514之間。在第一對(duì)準(zhǔn)層514與第二對(duì)準(zhǔn)層520之間提供密封件516和間隔件518，其將液晶522夾在中間。共用電極524和彩色矩陣526鄰近于濾色片襯底528的底部表面安置于濾色片襯底528與第二對(duì)準(zhǔn)層520之間。如圖5中所說明，頂部偏振器530鄰近于濾色片襯底528的頂部表面安置。電極510和524任一者或兩者宜使用本文所述的表面嵌入結(jié)構(gòu)來實(shí)施。在一些實(shí)施例中，表面嵌入結(jié)構(gòu)可用作濾色片板中的常見電極，所述濾色片板用于LCD中。圖5B說明用于根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的LCD中的濾色片540。共用電極541鄰近于外涂層/保護(hù)層542安置，所述外涂層/保護(hù)層鄰近于紅色、綠色和藍(lán)色(“RGB”)彩色矩陣543沉積，所述彩色矩陣鄰近于黑色矩陣544，所述矩陣都安置于玻璃襯底545上。外涂層/保護(hù)層542可包括例如丙烯酸樹脂、聚酰亞胺樹脂、聚氨基甲酸酯樹脂、環(huán)氧基或其任何組合，且可用來平坦化RGB彩色矩陣543和黑色矩陣544的表面形狀。在其它實(shí)施例中，外涂層/保護(hù)層542可符合RGB彩色矩陣543和黑色矩陣544的拓?fù)洹Ｔ?其它實(shí)施例中，可省略外涂層/保護(hù)層542。在一些實(shí)施例中，黑色矩陣544可變得導(dǎo)電，且可與共用電極541形成電接點(diǎn)；在所述實(shí)施例中，黑色矩陣544可被看作共用電極541的匯電條。共用電極541宜使用本文所述的表面嵌入結(jié)構(gòu)來實(shí)施。在其它實(shí)施例中，表面嵌入結(jié)構(gòu)可用作太陽能電池中的電極。在太陽能電池操作期間，光由光敏材料吸收以產(chǎn)生呈電子-空穴對(duì)形式的電荷載體。電子穿過一個(gè)電極離開光敏材料，而空穴穿過另一個(gè)電極離開光敏材料。凈效應(yīng)為穿過由入射光驅(qū)動(dòng)的太陽能電池的電流的流動(dòng)，所述電流可傳遞到外部負(fù)載以執(zhí)行有用的工作。太陽能電池(或顯示器)的TCE可由玻璃、PMMA、聚碳酸酯或PET的主體材料構(gòu)成。另外，基于PMMA的薄膜可涂布于玻璃上，其中銀納米線表面嵌入到PMMA中?；蛘?，薄硅烷、硅氧烷、硅酸鹽或其它陶瓷前驅(qū)物可涂布于PMMA襯底上，其中銀納米線表面嵌入到基于硅烷的薄涂層中。與用于銀納米線的純玻璃主體材料相比，基于玻璃的涂層于塑料上的此組成提供以下益處增強(qiáng)的堅(jiān)固性、耐刮痕性、柔性、加工便利性、較低重量、較高韌性、彈性、耐裂痕性、較低成本等等。在另一實(shí)施例中，由任何主體材料構(gòu)成的嵌入TCE的特征還可以在于一或多個(gè)抗反射涂層或表面改良，來增加透明度或減少材料的一或多個(gè)界面上的反射。圖6說明根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的薄膜太陽能電池600、602和604。具體說來，薄膜太陽能電池600對(duì)應(yīng)于薄膜娃太陽能電池,其中由娃形成的光敏層606安置于TCE 608與背面電極610之間。參考圖6，薄膜太陽能電池602對(duì)應(yīng)于CdTe太陽能電池，其中由CdTe形成的光敏層612安置于TCE 614與背面電極618之間，且屏障層616安置于光敏層612與TCE 614之間。且，薄膜太陽能電池604對(duì)應(yīng)于CIGS太陽能電池，其中由CIGS形成的光敏層620安置于TCE 626與背面電極624之間，且屏障層628安置于光敏層620與TCE 626之間。薄膜太陽能電池604的各個(gè)層安置于襯底622的頂部上，所述襯底可為剛性的。TCE608、614和626宜使用本文所述的表面嵌入結(jié)構(gòu)(例如圖2C和圖2G中所示的表面嵌入結(jié)構(gòu))來實(shí)施。還預(yù)期背面電極610、618和624可使用表面嵌入結(jié)構(gòu)來實(shí)施。另外預(yù)期，使用表面嵌入結(jié)構(gòu)實(shí)施的TCE可用于結(jié)晶、多晶、單晶或非晶硅太陽能電池中。另外預(yù)期，通過使用由使用本文所論述的表面嵌入結(jié)構(gòu)實(shí)施的TCE，可使用更少、更薄、更寬間隔的匯電條或其組合，這可以通過例如減少由匯電條阻斷的光的量來提高太陽能電池的性能。在另一實(shí)施例中，本文所述的表面嵌入結(jié)構(gòu)可用以通過例如增加太陽能電池可獲得的光的量、增加到太陽能電池中的光的吸收或其組合來幫助增強(qiáng)太陽能電池的性能。在其它實(shí)施例中，表面嵌入結(jié)構(gòu)可用作觸摸屏裝置中的電極。觸摸屏裝置典型地作為與顯示器一體化的交互的輸入裝置實(shí)施，其允許用戶通過接觸觸摸屏而提供輸入。觸摸屏典型地為透明的以允許光和圖像傳輸通過。圖7說明根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的投射電容式觸摸屏裝置700。觸摸屏裝置700包括安置于一對(duì)TCE 702與706之間的薄膜分離器704，以及鄰近于TCE 708的頂部表面安置的剛性觸摸屏708。當(dāng)用戶接觸觸摸屏708時(shí)，出現(xiàn)電容變化，且控制器(未說明)感覺到變化并解析用戶接觸的坐標(biāo)。TCE 702和706任一者或兩者宜使用本文所述的表面嵌入結(jié)構(gòu)(例如圖IH中所示的表面嵌入結(jié)構(gòu))來實(shí)施。還預(yù)期表面嵌入結(jié)構(gòu)可包括于電阻式觸摸屏裝置(例如4線、5線和8線電阻式觸摸屏裝置)中，所述電阻式觸摸屏裝置包括柔性觸摸屏且當(dāng)用戶按壓柔性觸摸屏?xí)r基于一對(duì)TCE之間的電接點(diǎn)操作。在其它實(shí)施例中，表面嵌入結(jié)構(gòu)可用作固態(tài)發(fā)光裝置中的電極。圖8說明根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的OLED發(fā)光裝置800。OLED裝置800包括有機(jī)電致發(fā)光膜806，其包括空穴傳輸層(“HTL”)808、發(fā)射層(“EML”)810和電子傳輸層(“ETL”)812。兩個(gè)電極(即陽極802和陰極804)安置于膜806的任一側(cè)上。當(dāng)向電極802和804施加電壓時(shí)，電子(來自陰極D04)和空穴(來自陽極D02)進(jìn)入到膜806中(階段I)。電子和空穴在EML 810內(nèi)·的發(fā)光分子存在下重組(階段2)，且光被發(fā)射(階段3)并穿過陰極804離開。電極802和804任一者或兩者宜使用本文所述的表面嵌入結(jié)構(gòu)來實(shí)施。還預(yù)期表面嵌入結(jié)構(gòu)可包括于OLED顯示器中，其可以與圖8中所說明類似的方式來實(shí)施。在其它實(shí)施例中，表面嵌入結(jié)構(gòu)可用作電子紙中的電極。圖8說明根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電子紙900。e紙900包括TCE 902和底部電極904，在其之間為分散于載體介質(zhì)906中的帶正電荷的白色顏料908和帶負(fù)電荷的黑色顏料910。當(dāng)施加“負(fù)的”電場(chǎng)時(shí)，黑色顏料910向底部電極904移動(dòng)，而白色顏料908向頂部透明導(dǎo)電電極902移動(dòng)，從而使所述部分的電子紙900呈現(xiàn)白色。當(dāng)將電場(chǎng)顛倒時(shí)，黑色顏料910向頂部透明導(dǎo)電電極902移動(dòng)，從而使所述部分的e紙900呈現(xiàn)為暗的。電極902和904任一者或兩者宜使用本文所述的表面嵌入結(jié)構(gòu)來實(shí)施。在又其它實(shí)施例中，表面嵌入結(jié)構(gòu)可用作智能窗中的電極。圖10說明根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的智能窗1000。智能窗1000包括一對(duì)TCE 1002和1006，在其之間為控制光通過智能窗1000的活動(dòng)層1004。在所說明的實(shí)施例中，活動(dòng)層1004包括液晶，但活動(dòng)層1004還可使用懸浮的顆粒或電鉻材料來實(shí)施。當(dāng)施加電場(chǎng)時(shí)，液晶通過根據(jù)電場(chǎng)對(duì)準(zhǔn)來作出反應(yīng)，從而允許光通過。當(dāng)不存在電場(chǎng)時(shí)，液晶變得隨機(jī)地定向，從而抑制光通過。智能窗1000可以所述方式呈現(xiàn)為透明的或半透明的。電極1002和1006任一者或兩者宜使用本文所述的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)來實(shí)施。另外，預(yù)期與其它常規(guī)結(jié)構(gòu)相比，使用本文所述的表面嵌入結(jié)構(gòu)實(shí)施的TCE的增加的光滑度(例如歸因于將添加劑定位到“平面的”嵌入?yún)^(qū)中)可降低混濁度。表面嵌入結(jié)構(gòu)的制造方法本文揭示以高度可縮放、快速且低成本的方式形成表面嵌入結(jié)構(gòu)的制造方法，其中添加劑是耐久地且表面嵌入到多種主體材料中，牢固地將添加劑掘穴進(jìn)入到主體材料中。制造方法的一些實(shí)施例可大體上分為兩種類別(I)將添加劑表面嵌入到干燥組合物中以產(chǎn)生具有表面嵌入添加劑的主體材料；和⑵將添加劑表面嵌入到濕潤(rùn)組合物中以產(chǎn)生具有表面嵌入添加劑的主體材料。應(yīng)理解，所述分類是為了便于陳述，且“干燥”和“濕潤(rùn)”可看作相對(duì)術(shù)語(例如具有不同干燥或濕潤(rùn)程度)，且制造方法可適用于跨越完全“干燥”與完全“濕潤(rùn)”之間的連續(xù)區(qū)。因此，針 對(duì)一種類別(例如干燥組合物)所描述的加工條件和材料也可適用于另一種類別(例如濕潤(rùn)組合物)，且反之亦然。還應(yīng)理解，涵蓋兩種類別的混合或組合，例如其中將濕潤(rùn)組合物干燥為或以其它方式轉(zhuǎn)化為干燥組合物，接著將添加劑表面嵌入到干燥組合物中以產(chǎn)生具有表面嵌入添加劑的主體材料。另外應(yīng)理解，盡管“干燥”和“濕潤(rùn)”有時(shí)可指代水含量水準(zhǔn)或溶劑含量水準(zhǔn)，但在其它情況下“干燥”和“濕潤(rùn)”還可指代組合物的另一種特征，例如交聯(lián)或聚合程度。首先參照?qǐng)D4A和圖4B，其說明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例將添加劑表面嵌入到干燥組合物中的制造方法。概括地說，所說明的實(shí)施例包括施加嵌入流體以允許將添加劑嵌入到干燥組合物(例如包括聚合物、陶瓷、陶瓷前驅(qū)物或其組合的干燥組合物)中。一般來說，嵌入流體用以通過(例如)溶解、反應(yīng)、軟化、溶劑化、膨脹或其任何組合來可逆地改變干燥組合物的狀態(tài)，從而促進(jìn)將添加劑嵌入到干燥組合物中。舉例來說，嵌入流體可經(jīng)特別配制以充當(dāng)聚合物的有效溶劑，但還可能用穩(wěn)定劑(例如分散劑)改良以幫助將添加劑懸浮于嵌入流體中。嵌入流體還可經(jīng)特別配制以減少或消除溶劑/聚合物交互作用的問題，例如混濁、裂痕和霧濁(blushing)。嵌入流體可包括溶劑或溶劑混合物，其經(jīng)優(yōu)化為低成本的，無揮發(fā)性有機(jī)化合物(“V0C”)的、免除VOC的或低VOC的，無有害空氣污染物(“HAP”)的，無耗臭氧物質(zhì)(“無0DS”)的，低或非揮發(fā)性的，且低危害的或無害的。作為另一實(shí)例，干燥組合物可包括呈凝膠或半固體形式的陶瓷或陶瓷前驅(qū)物，且施加嵌入流體可通過用流體填充孔隙、通過延長(zhǎng)部分未縮合的寡聚或聚合鏈或通過以上兩種方式來使凝膠膨脹。作為另一實(shí)例，干燥組合物可包括呈離子聚合物形式的陶瓷或陶瓷前驅(qū)物(例如硅酸鈉或另一種堿金屬硅酸鹽)，且施加嵌入流體可使至少一部分離子聚合物溶解以允許添加劑嵌入。然后嵌入添加劑，接著使軟化的或膨脹的組合物硬化或發(fā)生其它狀態(tài)變化改變，來產(chǎn)生嵌入有添加劑的主體材料。舉例來說，軟化的或膨脹的組合物可通過暴露到環(huán)境條件或通過冷卻軟化的或膨脹的組合物來進(jìn)行硬化。在其它實(shí)施例中，軟化的或膨脹的組合物通過蒸發(fā)或以其它方式去除至少一部分嵌入流體(或存在的其它液體或液相)、施加氣流、施加真空或其任何組合來進(jìn)行硬化。在陶瓷前驅(qū)物的情況下，可在嵌入之后進(jìn)行固化以使得陶瓷前驅(qū)物轉(zhuǎn)化為玻璃?？梢曁囟☉?yīng)用而省略固化。視特定陶瓷前驅(qū)物(例如硅烷)而定，可包括或多或少的熱量以實(shí)現(xiàn)不同固化程度或轉(zhuǎn)化為完全反應(yīng)的或完全成形的玻璃。表面嵌入的作用機(jī)制可為了幫助概念化且為了便于陳述而被分解為數(shù)個(gè)階段。然而，這些階段可經(jīng)組合或可實(shí)質(zhì)上同時(shí)出現(xiàn)。這些階段包括(a)嵌入流體與表面(此處，例如為聚合物表面)交互作用，(b)添加劑穿透表面，和(c)嵌入流體離開表面。在階段(a)中且在嵌入流體沖擊表面時(shí)，由于膨脹與溶劑化的組合(其使聚合物鏈松開)，因此干燥組合物的聚合物鏈解開且向上且在表面之上延伸且占用較大體積。膨脹的聚合物的區(qū)域在干燥組合物的原始表面之上和之下延伸。此效應(yīng)發(fā)生歷經(jīng)幾秒或更少的時(shí)間間隔，鑒于典型溶劑/聚合物溶解程序論數(shù)小時(shí)和數(shù)天來進(jìn)行，其出人意料地快。與整體相比，聚合物表面具有更高濃度的低分子量鏈、鏈端和較高表面能功能性，這可以提高表面處膨脹或溶解的速率。
在階段(b)中且一旦聚合物表面膨脹后，在嵌入流體沖擊表面時(shí)，通過嵌入流體和添加劑的動(dòng)量(或通過添加劑或嵌入流體的速度的其它應(yīng)用)且通過擴(kuò)散/混合過程來將添加劑施加到聚合物鏈之間的此區(qū)域中。在一些實(shí)施例中，嵌入可在不具有嵌入流體和添加劑的動(dòng)量的情況下實(shí)現(xiàn)?？捎绊懘伺蛎?分散過程的另一個(gè)因素為沖擊能量，如果添加劑沖擊表面，那么高度定位的區(qū)域中的添加劑的動(dòng)量轉(zhuǎn)移可以向表面賦予能量輸入，這可以加熱表面以增加聚合物的溶解度，從而促進(jìn)將添加劑牢固嵌入、表面浸潰或部分沉沒到聚合物中。在階段(C)中且在嵌入流體蒸發(fā)或以其它方式去除時(shí)，聚合物鏈與彼此且圍繞添加劑重形成。已在原始表面之上延伸并超出原始表面的聚合物鏈可捕獲并吸收添加劑，且將其拉到表面中，使其牢固且耐久地嵌入到其中。因嵌入的顆粒所致的結(jié)構(gòu)擾動(dòng)可為相對(duì)較小的，且所得主體材料和其包封的添加劑可實(shí)質(zhì)上保持其原始光學(xué)透明度和表面形態(tài)。參考圖4A，以襯底形式提供干燥組合物400。干燥組合物400可對(duì)應(yīng)于主體材料，且具體說來，可包括先前作為適合主體材料列出的任何材料，例如聚合物、陶瓷或其任何組 合。還預(yù)期干燥組合物400可對(duì)應(yīng)于主體材料前驅(qū)物，其可通過適合加工(例如干燥、固化、交聯(lián)、聚合或其任何組合)而轉(zhuǎn)化為主體材料。在一些實(shí)施例中，干燥組合物400可包括具有固相以及液相的材料，或可包括至少部分為固體或具有類似于固體性質(zhì)的性質(zhì)的材料，例如為半固體、凝膠和其類似物。隨后且參考圖4A，向干燥組合物400施加添加劑402和嵌入流體404。添加劑402可呈溶解狀態(tài)或以其它方式分散于嵌入流體404中，且可經(jīng)由一步驟嵌入同時(shí)施加到干燥組合物400中。或者，添加劑402可在嵌入流體404處理干燥組合物400之前、期間或之后單獨(dú)地施加到干燥組合物400中。單獨(dú)施加添加劑402可稱為兩步驟嵌入。隨后，所得主體材料406具有部分或充分地嵌入到主體材料406的表面中的至少一些添加劑402。視情況可進(jìn)行適合加工以將軟化的或膨脹的組合物400轉(zhuǎn)化為主體材料406。圖4B為類似于圖4A的過程流程，但其中干燥組合物408是以安置于襯底410的頂部上的涂層形式提供。干燥組合物408可對(duì)應(yīng)于主體材料，或可對(duì)應(yīng)于主體材料前驅(qū)物，其可通過適合加工(例如干燥、固化、交聯(lián)、聚合或其任何組合)而轉(zhuǎn)化為主體材料。干燥組合物408的其它特征可類似于上文參考圖4A所述的特征，且下文不再重復(fù)。參考圖4B，襯底可為透明的或不透明的，可為柔性的或剛性的，且可由例如PE、PET、PETG、聚碳酸酯、PVC、PP、基于丙烯酸的聚合物、ABS、陶瓷、玻璃或其任何組合以及先前作為適合主體材料列出的任何其它材料構(gòu)成。隨后，向干燥組合物408施加添加劑412和嵌入流體414。添加劑412可呈溶解狀態(tài)或以其它方式分散于嵌入流體414中，且可經(jīng)由一步驟嵌入同時(shí)施加到干燥組合物408中?；蛘?，添加劑412可在嵌入流體414處理干燥組合物408之前、期間或之后單獨(dú)地施加到干燥組合物408中。如上文所示，單獨(dú)施加添加劑412可稱為兩步驟嵌入。隨后，所得主體材料416 (其安置于襯底410的頂部上)具有部分或充分地嵌入到主體材料416的表面中的至少一些添加劑412。視情況可進(jìn)行適合加工以將軟化的或膨脹的組合物408轉(zhuǎn)化為主體材料416。在一些實(shí)施例中，添加劑分散于嵌入流體中，或分散于單獨(dú)載體流體中且單獨(dú)地施加到干燥組合物中。分散可通過混合、聲處理、振蕩、振動(dòng)、流動(dòng)、化學(xué)改良添加劑的表面、化學(xué)改良流體、添加分散或懸浮劑到流體中或以其它方式加工添加劑以實(shí)現(xiàn)所要分散來實(shí)現(xiàn)。分散可為均一的或不均一的。載體流體可充當(dāng)嵌入流體(例如另一種嵌入流體)，或可具有與嵌入流體類似的特征。在其它實(shí)施例中，載體流體可充當(dāng)運(yùn)載或輸送添加劑的傳輸介質(zhì)，但在其它方面關(guān)于添加劑和干燥組合物實(shí)質(zhì)上惰性。流體(例如嵌入流體和載體流體)可包括液體、氣體或超臨界流體。不同類型的流體的組合也適合。流體可包括一或多種溶劑。舉例來說，流體可包括水；離子型或含離子的溶液；有機(jī)溶劑(例如極性有機(jī)溶劑；非極性有機(jī)溶劑；非質(zhì)子性溶劑；質(zhì)子性溶劑；極性非質(zhì)子性溶劑；或極性質(zhì)子性溶劑)；無機(jī)溶劑；或其任何組合。油也可認(rèn)為是適合流體。鹽、表面活性劑、分散劑、穩(wěn)定劑或粘合劑也可以包括于流體中。適合有機(jī)溶劑的實(shí)例包括2-甲基四氫呋喃、氯代烴、氟代烴、酮、石蠟、乙醛、乙酸、乙酸酐、丙酮、乙腈、炔烴、烯烴、苯胺、苯、苯甲腈、苯甲醇、苯甲醚、丁醇、丁酮、乙酸丁酯、丁醚、甲酸丁酯、丁醛、丁酸、丁腈、二硫化碳、四氯化碳、氯苯、氯丁烷、氯仿、環(huán)脂族烴、環(huán)己烷、環(huán)己醇、環(huán)己酮、環(huán)戊酮、環(huán)戊基甲醚、雙丙酮醇、二氯乙烷、二氯甲烷、碳酸二乙酯、乙醚、二乙二醇、二乙二醇二甲醚、二異丙胺、二甲氧基乙烷、二甲基甲酰胺、二甲亞砜、二甲 胺、二甲基丁烷、二甲醚、二甲基甲酰胺、二甲基戊烷、二甲亞砜、二噁烷、十二氟-I-庚醇、乙醇、乙酸乙酯、乙醚、甲酸乙酯、丙酸乙酯、二氯化乙烯、乙二醇、甲酰胺、甲酸、甘油、庚烷、六氟異丙醇、六甲基磷酰胺、六甲基磷三酰胺、己烷、己酮、過氧化氫、次氯酸鹽、乙酸異丁酯、異丁醇、甲酸異丁酯、異丁胺、異辛烷、乙酸異丙酯、異丙醚、異丙醇、異丙胺、過氧化酮、甲醇與氯化鈣溶液、甲醇、甲氧基乙醇、乙酸甲酯、甲基乙基酮(或MEK)、甲酸甲酯、正丁酸甲酯、甲基正丙基酮、甲基叔丁醚、二氯甲烷、亞甲基、甲基己烷、甲基戊烷、礦物油、間二甲苯、正丁醇、正癸烷、正己烷、硝基苯、硝基乙烷、硝基甲烷、硝基丙烷、2-N-甲基-2-吡咯烷酮、正丙醇、八氟-I-戊醇、辛烷、戊烷、戊酮、石油醚、苯酚、丙醇、丙醛、丙酸、丙腈、乙酸丙酯、丙醚、甲酸丙酯、丙胺、對(duì)二甲苯、卩比唳、卩比咯燒、叔丁醇(t-butanol)、叔丁醇(t_butylalcohol)、叔丁基甲醚、四氯乙烷、四氟丙醇、四氫呋喃、四氫萘、甲苯、三乙胺、三氟乙酸、三氟乙醇、三氟丙醇、三甲基丁烷、三甲基己烷、三甲基戊烷、戊腈、二甲苯、二甲苯酚或其任何組合。適合無機(jī)溶劑包括例如水、氨、氫氧化鈉、二氧化硫、硫酰氯、硫酰氯氟、磷酰氯、三溴化磷、四氧化二氮、三氯化銻、五氟化溴、氟化氫或其任何組合。適合離子溶液包括例如氯化膽堿、尿素、丙二酸、苯酚、甘油、I-烷基-3-甲基咪唑鎗、I-烷基吡啶鎗、N-甲基-N-烷基吡咯烷鎗、I- 丁基-3-甲基咪唑鎗六氟磷酸鹽、銨、膽堿、咪唑鎗、鱗、卩比唑鎗、吡啶鎗、吡咯烷鎗、锍、I-乙基-I-甲基哌啶鎗甲基碳酸鹽、4-乙基-4-甲基嗎啉鎗甲基碳酸鹽或其任何組合。可認(rèn)為其它甲基咪唑鎗溶液適合，包括I-乙基-3-甲基咪唑鎗乙酸鹽、I - 丁基-3-甲基咪唑鎗四氟硼酸鹽、I-正丁基-3-甲基咪唑鎗四氟硼酸鹽、I-丁基-3-甲基咪唑鎗六氟磷酸鹽、I-正丁基-3-甲基咪唑鎗六氟磷酸鹽、I-丁基-3-甲基咪唑鎗I, I, I-三氟-N-[(三氟甲基)磺?；鵠甲烷磺酰胺、I- 丁基-3-甲基咪唑鎗雙(三氟甲磺?；?酰亞胺、I-丁基-3-甲基咪唑鎗雙[(三氟甲基)磺?；鵠酰胺和I-丁基-3-甲基咪唑鎗雙[(三氟甲基)磺?；鵠酰亞胺或其任何組合。其它適合流體包括鹵化化合物、酰亞胺和酰胺，例如雙[(三氟甲基)磺酰基]酰亞胺N-乙基-N，N-雙(I-甲基乙基)-1_庚銨、1，1，I-三氟-N-[(三氟甲基)磺?；鵠甲烷磺酰胺乙基庚基-二-(I-甲基乙基)銨、雙(三氟甲基磺?；?酰亞胺乙基庚基-二-(I-甲基乙基)銨、雙[(三氟甲基)磺?；鵠酰胺乙基庚基-二-(I-甲基乙基)銨或其任何組合。流體還可以包括雙[(三氟甲基)磺?；鵠酰亞胺乙基庚基-二-(I-甲基乙基)銨、三氟甲烷磺酸N5N5N-三丁基-I-辛銨、三氟甲磺酸三丁基辛基銨、三氟甲烷磺酸三丁基辛基銨、雙[(三氟甲基)磺?；鵠酰亞胺N，N，N-三丁基-I-己銨、1，1，1_三氟-N-[(三氟甲基)磺?；鵠甲烷磺酰胺三丁基己基銨、雙(三氟甲基磺酰基)酰亞胺三丁基己基銨、雙[(三氟甲基)磺酰基]酰胺三丁基己基銨、雙[(三氟甲基)磺?；鵠酰亞胺三丁基己基銨、雙[(三氟甲基)磺?；鵠酰亞胺N，N，N-三丁基-I-庚銨、1，1，I-三氟-N-[(三氟甲基)磺?；鵠甲烷磺酰胺三丁基庚基銨、雙(三氟甲基磺?；?酰亞胺三丁基庚基銨、雙[(三氟甲基)磺?；鵠酰胺三丁基庚基銨、雙[(三氟甲基)磺酰基]酰亞胺三丁基庚基銨、雙[(三氟甲基)磺?；鵠酰亞胺N，N，N-三丁基-I-辛銨、1，1，I-三氟-N-[(三氟甲基)磺?；鵠甲烷磺酰胺三丁基辛基銨、雙(三氟甲基磺?；?酰亞胺三丁基辛基銨、雙[(三氟甲基)磺?；鵠酰胺三丁基辛基銨、雙[(三氟甲基)磺?；鵠酰亞胺二丁基羊基銨、1_ 丁基_3_甲基咪唑鐵二氟乙酸鹽、I-甲基-I-丙基卩比咯燒鐵1，I, I- 二氟-N-[(三氟甲基)磺?；鵠甲烷磺酰胺、I-甲基-I-丙基吡咯烷鎗雙(三氟甲磺?；?酰亞胺、I-甲基-I-丙基吡咯烷鎗雙[(三氟甲基)磺?；鵠酰胺、I-甲基-I-丙基吡咯烷 鎗雙[(三氟甲基)磺?；鵠酰亞胺、I-丁基-I-甲基吡咯烷鎗1，1，I-三氟-N-[(三氟甲基)磺?；鵠甲烷磺酰胺、I- 丁基-I-甲基吡咯烷鎗雙(三氟甲基磺?；?酰亞胺、I- 丁基-I-甲基吡咯烷鎗雙[(三氟甲基)磺?；鵠酰胺、I-丁基-I-甲基吡咯烷鎗雙[(三氟甲基)磺?；鵠酰亞胺、I-丁基吡啶鎗1，1，I-三氟-N-[(三氟甲基)磺?；鵠甲烷磺酰胺、I-丁基吡啶鎗雙(三氟甲基磺?；?酰亞胺、I-丁基吡啶鎗雙[(三氟甲基)磺酰基]酰胺、I-丁基吡啶鎗雙[(三氟甲基)磺酰基]酰亞胺、I-丁基-3-甲基咪唑鎗雙(全氟乙基磺?；?酰亞胺、雙(三氟甲基磺?；?酰亞胺丁基三甲基銨、I-辛基-3-甲基咪唑鎗1，1，I-三氟-N-[(三氟甲基)磺?；鵠甲烷磺酰胺、I-辛基-3-甲基咪唑鎗雙(三氟甲基磺酰基)酰亞胺、I-辛基-3-甲基咪唑鎗雙[(三氟甲基)磺?；鵠酰胺、I-辛基-3-甲基咪唑鎗雙[(三氟甲基)磺?；鵠酰亞胺、I-乙基-3-甲基咪唑鎗四氟硼酸鹽、雙[(三氟甲基)磺酰基]酰亞胺N5N5N-三甲基-I-己銨、1，1，1_三氟-N-[(三氟甲基)磺?；鵠甲烷磺酰胺己基三甲基銨、雙(三氟甲基磺?；?酰亞胺己基三甲基銨、雙[(三氟甲基)磺酰基]酰胺己基三甲基銨、雙[(三氟甲基)磺酰基]酰亞胺己基三甲基銨、雙[(三氟甲基)磺?；鵠酰亞胺N，N，N-三甲基-I-庚銨、1，1，I-三氟-N-[(三氟甲基)磺酰基]甲烷磺酰胺庚基三甲基銨、雙(三氟甲磺酰基)酰亞胺庚基三甲基銨、雙[(三氟甲基)磺?；鵠酰胺庚基三甲基銨、雙[(三氟甲基)磺?；鵠酰亞胺庚基三甲基銨、雙[(三氟甲基)磺?；鵠酰亞胺N，N, N-三甲基-I-辛銨、1，I, I-三氟-N-[(三氟甲基)磺?；鵠甲烷磺酰胺三甲基辛基銨、雙(三氟甲基磺酰基)酰亞胺三甲基辛基銨、雙[(三氟甲基)磺酰基]酰胺三甲基辛基銨、雙[(三氟甲基)磺酰基]酰亞胺三甲基辛基銨、I-乙基-3-甲基咪唑鎗乙基硫酸鹽或其任何組合?？刂铺砑觿┑谋砻媲度肟山?jīng)由適當(dāng)平衡膨脹-分散-蒸發(fā)-施加階段來實(shí)現(xiàn)。此平衡可通過例如溶劑-主體材料交互作用參數(shù)、添加劑尺寸、嵌入流體的反應(yīng)性和揮發(fā)性、撞擊添加劑動(dòng)量或速度、溫度、濕度、壓力和其他因素來控制。更具體說來，在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，表面嵌入的相關(guān)加工參數(shù)列舉如下
嵌入流體選擇 嵌入流體與表面的相容性(例如匹配或比較希爾德布蘭德(Hildebrand)和漢森(Hansen)溶解度參數(shù)、介電常數(shù)、分配系數(shù)、pKa等)·嵌入流體的蒸發(fā)速率、沸點(diǎn)、蒸氣壓、汽化焓·嵌入流體向表面中的擴(kuò)散熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)考慮·嵌入流體的粘度·嵌入流體的表面張力、燈芯作用和毛細(xì)管效應(yīng)·與其它流體共沸、混溶和其它交互作用 施加條件·流體-表面暴露的持續(xù)時(shí)間 溫度 濕度·施加方法(例如噴霧、印刷、輥涂、凹板印刷式涂布、狹縫型擠壓式涂布(slot-die)、杯涂、刮涂、噴刷、浸沒、浸涂等)·添加劑向表面上的沖擊強(qiáng)度/動(dòng)量/速度(例如可影響嵌入深度或程度)·后加工條件(例如加熱、蒸發(fā)、流體去除、風(fēng)干等)主體材料·表面能·粗糙度和表面積·預(yù)處理(例如紫外線臭氧化、基底蝕刻、清潔、溶劑充裝等) 在嵌入之前將添加劑分散/懸浮于流體中(例如添加劑可經(jīng)由物理攪拌、化學(xué)/覆蓋穩(wěn)定化、空間穩(wěn)定化而保持分散于溶液中或固有地溶解)·減輕不當(dāng)效應(yīng)(例如混濁、裂痕、霧濁、主體材料的不可逆損壞、不均勻潤(rùn)濕、粗糖度等)可改變或選擇前述參數(shù)中的一些或全部以調(diào)節(jié)添加劑嵌入到給定主體材料中的深度。舉例來說，嵌入到主體材料表面中的較高深度程度可通過提高嵌入流體與主體材料交互作用的溶解能力、精密地匹配嵌入流體-襯底的漢森溶解度參數(shù)、延長(zhǎng)嵌入流體與主體材料接觸的暴露持續(xù)時(shí)間、增加嵌入流體與主體材料接觸的量、升高系統(tǒng)溫度、增加撞擊到主體材料上的添加劑的動(dòng)量、增加嵌入流體和添加劑任一者或兩者于主體材料中的擴(kuò)散或其任何組合來實(shí)現(xiàn)。以下表I提供適用于將添加劑嵌入到由根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的特定聚合物構(gòu)成的干燥組合物中的一些嵌入流體的實(shí)例。在使用上文給出的加工參數(shù)的情況下，應(yīng)理解，可選擇其它嵌入流體用于這些特定聚合物以及其它類型的聚合物、陶瓷和陶瓷前驅(qū)物。激1
流體(例如嵌入流體和載體流體)還可以包括鹽、表面活性劑、穩(wěn)定劑和適用于向流體授予一組特定特征的其它試劑。穩(wěn)定劑可基于其至少部分地抑制添加劑間凝聚的能力而包括在內(nèi)。其它穩(wěn)定劑可基于其保持添加劑的功能性的能力而被選擇。其它試劑可用來調(diào)節(jié)流變性質(zhì)、蒸發(fā)速率和其它特征?？墒┘恿黧w和添加劑以致相對(duì)于干燥組合物的表面基本上靜止。在其它實(shí)施例中，施加是例如通過將流體噴霧于表面上、通過經(jīng)由流體降簾輸送干燥組合物或通過經(jīng)由流體池或浴輸送干燥組合物在相對(duì)移動(dòng)的情況下進(jìn)行。施加流體和添加劑可通過噴刷、霧化、噴灑、噴霧、靜電噴霧、澆注、滾動(dòng)、簾涂、拭涂、自旋澆鑄、滴注、浸潰、漆涂、流涂、刷涂、浸沒、圖案化(例如沖壓、噴墨印刷、受控噴霧、受控超聲波噴霧等等)、流動(dòng)涂布方法(例如狹縫型擠壓式涂布、毛細(xì)管涂布、邁爾棒涂(meyer rod)、杯涂、刮樣(draw down)和其類似方法)或其任何組合來實(shí)現(xiàn)。在一些實(shí)施例中，添加劑例如通過噴霧器推進(jìn)到表面上，從而通過與表面的沖擊強(qiáng)度而促進(jìn)嵌入。在其它實(shí)施例中，向流體、添加劑或兩者施加梯度。適合梯度包括磁場(chǎng)和電場(chǎng)。梯度可用來將流體、添加劑或兩者施加、分散或推進(jìn)到表面上。在一些實(shí)施例中，梯度用來操縱添加劑以便控制嵌入程度。所施加的梯度可為常量或變量?？稍诟稍锝M合物軟化或膨脹之前、在干燥組合物正軟化或膨脹時(shí)或在干燥組合物軟化或膨脹之后施加梯度。預(yù)期可加熱干燥組合物以實(shí)現(xiàn)軟化，且可加熱流體和添加劑任一者或兩者以促進(jìn)嵌入?？煽臻g上控制施加流體和添加劑和嵌入添加劑以產(chǎn)生圖案。在一些實(shí)施例中，空間的控制可用物理掩模來實(shí)現(xiàn)，其可放置于施料器與表面之間以阻斷所施加的添加劑區(qū)段接觸表面，導(dǎo)致對(duì)添加劑嵌入進(jìn)行受控圖案化。在其它實(shí)施例中，空間的控制可用光掩模來實(shí)現(xiàn)。正或負(fù)光掩?？煞胖糜诠庠磁c表面之間，其可對(duì)應(yīng)于光阻。經(jīng)由光掩模的非不透明部分傳輸?shù)墓饪蛇x擇性地影響光阻的暴露部分的溶解度，且光阻的所得空間受控可溶區(qū)域可準(zhǔn)許添加劑受控嵌入。在其它實(shí)施例中，空間的控制可經(jīng)由使用電梯度、磁場(chǎng)梯度、電磁場(chǎng)、熱梯度、壓力或機(jī)械梯度、表面能梯度(例如液體-固體-氣體界面、粘著力-內(nèi)聚力和毛細(xì)管效應(yīng))或其任何組合來實(shí)現(xiàn)。施加上覆涂層(例如圖2C和圖2G中分別說明的涂層214和250)可以類似方式進(jìn)行。舉例來說，在ITO或另一種透明金屬氧化物的情況下，可將導(dǎo)電材料濺射于具有表面暴露、表面嵌入添加劑的組合物上。在導(dǎo)電聚合物、基于碳的涂層和其它類型的涂層的情況下，可通過涂布、噴霧、流動(dòng)涂布等等來施加導(dǎo)電材料。如上文所示，添加劑可分散于嵌入流體中，且經(jīng)由一步驟嵌入連同嵌入流體一起施加到干燥組合物中。添加劑還可經(jīng)由兩步驟嵌入與嵌入流體分開地施加到干燥組合物中。在后一種情形下，添加劑可例如通過分散于載體流體中或通過分散于相同嵌入流體或不同嵌入流體中以濕潤(rùn)形式施加。仍在后一種情形下，添加劑可以干燥形式(例如以氣溶膠化粉末形式)施加。還預(yù)期添加劑可例如通過將添加劑分散于揮發(fā)性載體流體(例如甲醇、另一低沸點(diǎn)醇或另一低沸點(diǎn)有機(jī)溶劑)中以半干燥形式施加，所述載體流體在沖擊干燥組合物之前實(shí)質(zhì)上汽化。舉例來說，一個(gè)實(shí)施例包括將納米線或其它導(dǎo)電添加劑分散于適當(dāng)載體流體中的溶液噴霧、噴刷或以其它方式霧化于干燥組合物上。 作為另一實(shí)例，一個(gè)實(shí)施例包括通過噴霧或以其它方式使嵌入流體與干燥組合物接觸，且然后在經(jīng)過時(shí)間^之后，以一定速度噴霧或噴刷納米線或其它導(dǎo)電添加劑，以使得暫時(shí)軟化的干燥組合物與撞擊納米線的速度的組合允許納米線快速且耐久地表面嵌入，來預(yù)處理干燥組合物。h可例如在約O納秒到約24小時(shí)、例如約I納秒到約24小時(shí)、約I納秒到約I小時(shí)或約I秒到約I小時(shí)的范圍中?？墒箖蓚€(gè)噴霧嘴同時(shí)或依序活動(dòng)，其中一個(gè)噴嘴分配嵌入流體，且另一個(gè)噴嘴以一定速度將分散于載體流體中的霧化的納米線分配到干燥組合物?？梢暻闆r包括空氣固化或較高溫度退火。作為另一實(shí)例，一個(gè)實(shí)施例包括將納米線或其它導(dǎo)電添加劑分散于載體流體中的溶液噴霧、噴刷或以其它方式霧化于干燥組合物上。在經(jīng)過時(shí)間t2之后，使用第二噴霧、噴刷或霧化操作以施加嵌入流體以便準(zhǔn)許納米線有效表面嵌入。t2可例如在約O納秒到約24小時(shí)、例如約I納秒到約24小時(shí)、約I納秒到約I小時(shí)或約I秒到約I小時(shí)的范圍中?？墒箖蓚€(gè)噴霧嘴同時(shí)或依序活動(dòng)，其中一個(gè)噴嘴分配嵌入流體，且另一個(gè)噴嘴以一定速度將分散于載體流體中的霧化的納米線分配到干燥組合物?？梢暻闆r包括空氣固化或較高溫度退火。作為另一實(shí)例，一個(gè)實(shí)施例包括將納米線或其它導(dǎo)電添加劑施加到由硅酸鈉或另一種堿金屬硅酸鹽或其它固體玻璃構(gòu)成的干燥組合物上。同時(shí)或以單獨(dú)操作形式，在室溫或高溫下以液體或蒸氣形式將由熱的堿性水構(gòu)成的嵌入流體施加到硅酸鈉，這使得硅酸鈉至少部分地溶解，從而準(zhǔn)許納米線進(jìn)入到溶解的硅酸鈉中。水被蒸發(fā)或以其它方式去除，導(dǎo)致硅酸鈉與硅酸鈉內(nèi)嵌入的納米線重凝固?？梢暻闆r包括空氣固化或較高溫度退火。隨后將注意轉(zhuǎn)到圖4C，其說明根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例將添加劑422表面嵌入到濕潤(rùn)組合物418中的制造方法。參考圖4C，濕潤(rùn)組合物418是以安置于襯底420的頂部上的涂層形式施加到襯底420。濕潤(rùn)組合物418可對(duì)應(yīng)于主體材料的溶解形式，且具體說來,可包括先前作為適合主體材料列出的任何材料(例如聚合物、陶瓷、陶瓷前驅(qū)物或其任何組合)的溶解形式。還預(yù)期濕潤(rùn)組合物418可對(duì)應(yīng)于主體材料前驅(qū)物，其可通過適合加工(例如干燥、固化、交聯(lián)、聚合或其任何組合)而轉(zhuǎn)化為主體材料。舉例來說，濕潤(rùn)涂層組合物418可為不充分固化或凝結(jié)的涂層、不充分交聯(lián)的可交聯(lián)涂層，其可隨后使用適合聚合引發(fā)劑或交聯(lián)劑來固化或交聯(lián)；或?yàn)閱误w、寡聚物或單體與寡聚物的組合的涂層，其可隨后使用適合聚合引發(fā)劑或交聯(lián)劑來聚合。在一些實(shí)施例中，濕潤(rùn)組合物418可包括具有液相以及固相的材料，或可包括至少部分地為液體或具有類似于液體性質(zhì)的性質(zhì)的材料，例如為半固體、凝膠和其類似物。襯底420可為透明的或不透明的，可為柔性的或剛性的，且可由例如PE、PET、PETG、聚碳酸酯、PVC、PP、基于丙烯酸的聚合物、ABS 、陶瓷或其任何組合以及先前作為適合主體材料列出的任何其它材料構(gòu)成。隨后，根據(jù)圖4C左側(cè)上的選項(xiàng)，添加劑422在濕潤(rùn)組合物418干燥之前或在其保持準(zhǔn)許添加劑422嵌入到濕潤(rùn)組合物418內(nèi)的狀態(tài)時(shí)施加到濕潤(rùn)組合物中。在一些實(shí)施例中，施加添加劑422是經(jīng)由流動(dòng)涂布方法(例如狹縫型擠壓式涂布、毛細(xì)管涂布、邁爾棒涂、杯涂、刮樣和其類似方法)。盡管未在左側(cè)說明，但預(yù)期嵌入流體可同時(shí)或單獨(dú)地施加到濕潤(rùn)組合物418中以促進(jìn)添加劑422嵌入。隨后，所得主體材料424具有部分或充分地嵌入到主體材料424的表面中的至少一些添加劑422。可進(jìn)行適合加工以將濕潤(rùn)組合物418轉(zhuǎn)化為主體材料424。關(guān)于圖4C中施加添加劑422和嵌入添加劑422的某些方面可使用與上文關(guān)于圖4A和圖4B所述類似的加工條件和材料來進(jìn)行，且那些方面不需在下文重復(fù)。以下提供與陶瓷和陶瓷前驅(qū)物相關(guān)的實(shí)施例的額外細(xì)節(jié)。在一些實(shí)施例中，添加劑是嵌入到呈液體陶瓷前驅(qū)物的涂層形式的濕潤(rùn)組合物中，所述濕潤(rùn)組合物包括溶劑和一組反應(yīng)性物質(zhì)。嵌入是在溶劑充分干燥之前進(jìn)行，接著進(jìn)行固化或以其它方式將陶瓷前驅(qū)物轉(zhuǎn)化為充分冷凝或重構(gòu)的玻璃的選項(xiàng)。陶瓷前驅(qū)物反應(yīng)性物質(zhì)的實(shí)例包括旋涂式玻璃、硅烷(例如Si (OR) (OR，) (OR" ) (R" ' )、Si (OR) (OR，)(R" )(R" !)和 Si(OR) (OR’)(R〃)(R" !)，其中 R、R’、R〃和 R" !獨(dú)立地選自烷基、烯基、炔基和芳基)、硅烷的鈦類似物、硅烷的鈰類似物、硅烷的鎂類似物、硅烷的鍺類似物、硅氧烷(例如Si (OR) (OR’) (OR" ) (OR"丨)，其中R、R’、R"和R"丨獨(dú)立地選自烷基、烯基、炔基和芳基)、硅氧烷的鈦類似物、硅氧烷的鈰類似物、硅氧烷的鎂類似物、硅氧烷的鍺類似物、堿金屬硅酸鹽(例如硅酸鈉和硅酸鉀)或其任何組合。作為更特定實(shí)例，陶瓷前驅(qū)物反應(yīng)性物質(zhì)可為硅氧烷(例如四甲氧基硅烷(或TM0S)、四乙氧基硅烷(或TE0S)、四(異丙氧基)硅烷)、其鈦類似物、其鈰類似物、其鎂類似物、其鍺類似物或其任何組合。在一些實(shí)施例中，反應(yīng)性物質(zhì)在添加劑嵌入之前至少部分地反應(yīng)。反應(yīng)可通過例如在酸和催化劑存在下水解且接著縮合來進(jìn)行，從而產(chǎn)生寡聚或聚合鏈。舉例來說，硅烷和硅氧烷可經(jīng)歷部分縮合以產(chǎn)生具有Si-O-Si鍵和對(duì)應(yīng)于(OR)或(R)的至少一些側(cè)基的寡聚或聚合鏈。在一些實(shí)施例中，液體陶瓷前驅(qū)物包括至少兩種不同類型的反應(yīng)性物質(zhì)。如由TE0S、TM0S、四(異丙氧基)硅烷例示，不同類型的物質(zhì)可與彼此反應(yīng)，且宜選擇以便控制蒸發(fā)速率和預(yù)固化的膜形態(tài)。具有較大側(cè)基(例如在四(異丙氧基)硅烷的情況下為異丙氧基，而在TMOS的情況下為甲氧基)的反應(yīng)性物質(zhì)在轉(zhuǎn)化為凝膠時(shí)可產(chǎn)生較大孔隙尺寸，所述較大孔隙尺寸可在嵌入流體存在下促進(jìn)膨脹。另外，在水解時(shí)，較大側(cè)基可轉(zhuǎn)化為具有較低揮發(fā)性的相應(yīng)醇，例如在四(異丙氧基)硅烷的情況下為異丙醇而在TMOS的情況下為甲醇，這會(huì)減緩干燥速率。在其它實(shí)施例中，不同類型的物質(zhì)不大可能反應(yīng)，例如硅酸鈉與四(異丙氧基)硅烷。這可以提供形成的基質(zhì)整體通過干燥硅酸鹽而便利地固化的性質(zhì)，同時(shí)保持一些量的延遲縮合以允許添加劑嵌入。在一些實(shí)施例中，反應(yīng)性物質(zhì)在反應(yīng)之前或在反應(yīng)之后可包括一些量的Si-C或Si-C-Si鍵，所述鍵可賦予韌性、孔隙度或其它所需特征例如以允許截留溶劑，來減緩干燥速率或在嵌入流體存在下促進(jìn)膨脹。在一些實(shí)施例中，反應(yīng)性物質(zhì)在反應(yīng)之前或在反應(yīng)之后可包括Si-OR基團(tuán)(其中R為具有低揮發(fā)性的長(zhǎng)鏈側(cè)基)以減緩液體陶瓷前驅(qū)物的涂層的干燥速率。在其它實(shí)施例中，反應(yīng)性物質(zhì)可包括Si-R’基團(tuán)(其中R為具有低揮發(fā)性的長(zhǎng)鏈側(cè)基)以減緩液體陶瓷前驅(qū)物的涂層的干燥速率。R和R’任一者或兩者也可以具有交互作用并保持溶劑的特征，從而減緩干燥過程。舉例來說，R和R’可具有極性、非極性、脂族特征或匹配溶劑特征的其它特征。在一些實(shí)施例中，液體陶瓷前驅(qū)物中包括的溶劑可包括水、醇、二甲基甲酰胺、二甲亞砜、另一種極性溶劑、另一種非極性溶劑、上文列出的任何其它適合流體或其任何組·合。舉例來說，溶劑可為非極性的，且可在水解期間不同類地使用水，其中完全縮合在干燥陶瓷前驅(qū)物的涂層之后發(fā)生。作為另一實(shí)例，可選擇溶劑的組合，以使得主要組分具有高揮發(fā)性以便運(yùn)載、潤(rùn)濕或均衡反應(yīng)性物質(zhì)，而次要組分具有低揮發(fā)性以延遲涂層干燥。還預(yù)期反應(yīng)性物質(zhì)可形成相對(duì)較小分?jǐn)?shù)的總涂層體積以減緩干燥。在一些實(shí)施例中，液體陶瓷前驅(qū)物可使用多種涂布方法(例如卷軸式過程、輥涂、凹板印刷式涂布、狹縫型擠壓式涂布、刮刀涂布和旋涂)施加到襯底。舉例來說，液體陶瓷前驅(qū)物可通過旋涂來施加，且添加劑可在開始旋涂時(shí)或在開始旋涂后但在所得涂層在旋轉(zhuǎn)器上干燥之前沉積。在一些實(shí)施例中，添加劑可分散于載體流體中，且然后以濕潤(rùn)形式施加到液體陶瓷前驅(qū)物中。載體流體可包括與液體陶瓷前驅(qū)物的低揮發(fā)性組分相同的溶劑(或具有類似特征的另一種溶劑)以便減少或避免沖擊時(shí)的不利交互作用。還預(yù)期載體流體可為揮發(fā)性的(例如為甲醇或另一種低沸點(diǎn)醇)，其在沖擊之前實(shí)質(zhì)上汽化。適合載體流體的另一實(shí)例為水。在一些實(shí)施例中，固化可在嵌入之后進(jìn)行以使得液體陶瓷前驅(qū)物轉(zhuǎn)化為玻璃。舉例來說，固化可包括在氮?dú)?視情況含有水汽(可能為飽和的))中加熱到約400°C到約500°C范圍中的溫度，加熱高達(dá)足以去除殘余溶劑的溫度(例如約100°C到約150°C )，或加熱到約800°C到約900°C范圍中的溫度以形成充分冷凝的玻璃。可省略固化，例如在硅酸鈉(或另一種堿金屬硅酸鹽)的情況下，其可在環(huán)境條件下干燥為堅(jiān)固的“透明涂層”。在一些實(shí)施例中，固化還可以充當(dāng)嵌入的納米線或其它添加劑的熔結(jié)/退火操作?；氐綀D4C且參考右側(cè)上的選項(xiàng)，濕潤(rùn)組合物418最初通過適合加工(例如通過至少部分地干燥、固化、交聯(lián)、聚合或其任何組合)而轉(zhuǎn)化為干燥組合物426。隨后，添加劑422和嵌入流體428施加到干燥組合物426中。添加劑422可呈溶解狀態(tài)或以其它方式分散于嵌入流體428中，且可經(jīng)由一步驟嵌入同時(shí)施加到干燥組合物426中?；蛘?，添加劑422可在嵌入流體428處理干燥組合物426之前、期間或之后單獨(dú)地施加到干燥組合物426中。如上文所示，單獨(dú)施加添加劑422可稱為兩步驟嵌入。隨后，所得主體材料424具有部分或充分地嵌入到主體材料424的表面中的至少一些添加劑422。視情況可進(jìn)行適合加工(例如通過額外干燥、固化、交聯(lián)、聚合或其任何組合)以將干燥組合物426轉(zhuǎn)化為主體材料424。圖4C中說明的隨便什么制造階段都可以在適合流體(例如嵌入流體或其它適合流體)的蒸氣環(huán)境存在下進(jìn)行，來促進(jìn)添加劑422嵌入、減緩濕潤(rùn)組合物418干燥或具有以上兩種作用。關(guān)于圖4C中施加添加劑422和嵌入流體428和嵌入添加劑422的某些方面可使用與上文關(guān)于圖4A和圖4B所述類似的加工條件和材料來進(jìn)行，且那些方面不需在下文重復(fù)。具體說來，且在至少某些方面，將添加劑422嵌入到圖4C的干燥組合物426中的加工條件可看作基本上與當(dāng)將添加劑412嵌入到圖4B的干燥組合物408中時(shí)所用的加工條件相似。以下提供與陶瓷和陶瓷前驅(qū)物相關(guān)的實(shí)施例的更多細(xì)節(jié)。在一些實(shí)施例中，添加劑是嵌入到呈未固化的(或不充分固化的)陶瓷前驅(qū)物的涂層形式的干燥組合物中，其最初干燥但稍后因嵌入流體而膨脹。這之后是干燥嵌入流體、使涂層基質(zhì)圍繞添加劑收縮。在一些情況下，嵌入流體可包括與干燥前的陶瓷前驅(qū)物的溶 劑相同的溶劑(或具有類似特征的另一種溶劑)，在所述情況下，加工條件可看作基本上與當(dāng)將添加劑嵌入到濕潤(rùn)組合物中時(shí)所用的加工條件相似。嵌入添加劑，接著進(jìn)行固化或以其它方式將陶瓷前驅(qū)物轉(zhuǎn)化為充分冷凝或重構(gòu)的玻璃的選項(xiàng)。在一些實(shí)施例中，反應(yīng)性物質(zhì)選擇為最初在水解和縮合之前為寡聚的或聚合的(例如與類單體TEOS或TMOS相對(duì))。所述寡聚或聚合形式的反應(yīng)性物質(zhì)可在嵌入流體存在下促進(jìn)膨脹。實(shí)例包括可以甲基51 (Methyl 51)、乙基50 (Ethyl 50)、乙基40 (Ethyl 40)和其類似物的名稱獲得的反應(yīng)性物質(zhì)。在其它實(shí)施例中，寡聚或聚合反應(yīng)性物質(zhì)可通過例如經(jīng)由水解和縮合使單體反應(yīng)性物質(zhì)反應(yīng)以達(dá)到所需分子量來形成。寡聚或聚合反應(yīng)性物質(zhì)可與單體反應(yīng)性物質(zhì)、與可混溶、可部分地混溶或基本上不可混溶的不同物質(zhì)組合。所述寡聚或聚合反應(yīng)性物質(zhì)還可以根據(jù)圖4C的左側(cè)選項(xiàng)，即通過將所述寡聚或聚合反應(yīng)性物質(zhì)包括于液體陶瓷前驅(qū)物的涂層中且在干燥之前視情況在嵌入流體存在下將添加劑嵌入到涂層中來使用。在一些實(shí)施例中，反應(yīng)性物質(zhì)可包括具有高達(dá)兩個(gè)反應(yīng)性位點(diǎn)的單體,例如為娃酮、倍半硅氧烷和其類似物。在反應(yīng)時(shí)，所述反應(yīng)性物質(zhì)可形成具有可控制量的交聯(lián)的聚合物鏈，從而在嵌入流體存在下促進(jìn)膨脹且促進(jìn)添加劑嵌入。舉例來說，反應(yīng)性物質(zhì)可包括Si (OR)2R' 2 (例如Si (OCH2CH3)2(CH3)2)，所述反應(yīng)性物質(zhì)典型地在低于約400°C下不交聯(lián)，可在嵌入流體存在下因其聚合性質(zhì)而膨脹，且可隨后通過加熱到高于400°C而交聯(lián)為玻璃。所述聚合反應(yīng)性物質(zhì)還可以根據(jù)圖4C的左側(cè)選項(xiàng)，即通過將所述聚合反應(yīng)性物質(zhì)包括于液體陶瓷前驅(qū)物的涂層中且在干燥之前視情況在嵌入流體存在下將添加劑嵌入到涂層中來使用。實(shí)M以下實(shí)例描述本發(fā)明的一些實(shí)施例的特定方面，來向本領(lǐng)域普通技術(shù)人員說明并提供描述。因?yàn)閷?shí)例僅提供適用于理解并實(shí)踐本發(fā)明的一些實(shí)施例的特定方法，所以實(shí)例不應(yīng)視為限制本發(fā)明。實(shí)例I經(jīng)由一步驟嵌入形成透明導(dǎo)電電極將銀納米線(直徑=90nm且長(zhǎng)度=60 μ m)渦旋5秒并以5mg/ml的濃度分散于異丙醇(50體積%)和2，2，2-三氟乙醇(50體積%)(阿法埃莎(Alfa Aesar)，99%+)的溶液中。在20°C和23%濕度下用與透明丙烯酸(聚甲基丙烯酸甲酯,辛瑪特公司(Sign Mart, Inc.))的扁平薄片分隔I密耳且以3英寸/秒的速度牽引的刀片，來將含銀納米線的溶液杯涂于丙烯酸薄片上。0.5ml的含納米線溶液充分地覆蓋半平方英尺的丙烯酸薄片。此配制和程序產(chǎn)生有效溶劑嵌入的銀納米線，以使得納米線部分地暴露于丙烯酸薄片的表面，如通過詹威(Jenway)UV可見分光光度計(jì)和SP4-吉時(shí)利(Keithley)四點(diǎn)探測(cè)系統(tǒng)所測(cè)量,展現(xiàn)包括丙烯酸薄片為86.6%的透光率1'和29±60/叫(標(biāo)準(zhǔn)差)的薄層電阻R。嵌入納米線的丙烯酸薄片進(jìn)行透明膠帶粘著力測(cè)試且顯示透光率、薄層電阻和其它性質(zhì)沒有可觀測(cè)的變化，證實(shí)嵌入的納米線的耐久性。實(shí)例2經(jīng)由兩步驟嵌入形成透明導(dǎo)電電極將銀納米線(直徑=90nm且長(zhǎng)度=60 μ m)以2. 5mg/ml的濃度分散于異丙醇中， 且然后用具有20密耳的線分隔距離且以2.5英寸/秒的速度牽引的邁爾棒(加爾公司(GardCo.))，來將其施加于透明丙烯酸(聚甲基丙烯酸甲酯，辛瑪特公司)的表面上。在涂布之后，通過將納米線網(wǎng)絡(luò)面向下倒轉(zhuǎn)于在底部含有40ml的四氫呋喃(J.T.貝克(J. T. Baker)，99. 5%，用BHT穩(wěn)定的)的直徑IOOmmX 20mm的圓形截面容器上，將所得納米線網(wǎng)絡(luò)和丙烯酸襯底暴露于四氫呋喃的蒸氣40分鐘。此配制和程序產(chǎn)生有效溶劑嵌入到丙烯酸襯底的表面中的銀納米線，展現(xiàn)包括丙烯酸襯底為74. 3%的透光率T和31±2Ω/sq(標(biāo)準(zhǔn)差)的薄層電阻R。嵌入納米線的丙烯酸襯底進(jìn)行透明膠帶粘著力測(cè)試且顯示透光率、薄層電阻和其它性質(zhì)沒有可觀測(cè)的變化，證實(shí)嵌入的納米線的耐久性。實(shí)例3經(jīng)由兩步驟嵌入形成透明導(dǎo)電電極將銀納米線(直徑=90nm且長(zhǎng)度=60μ m)以lmg/ml的濃度分散于甲醇(西格馬奧德里奇(Sigma Aldrich), 99%+)中，且然后在20°C和30%濕度下經(jīng)由在20磅/平方英寸入口壓力下操作、與襯底分隔9英寸的巖田(Iwata) LPH400HVLP噴槍，來將其施加于聚碳酸酯襯底(?？寺?Makrolon) )上。甲醇的蒸發(fā)速率連同從噴嘴分配極精細(xì)霧化的圓錐圖案的噴槍設(shè)置一起，在從噴嘴噴射的甲醇達(dá)到離襯底9英寸之前產(chǎn)生實(shí)質(zhì)上汽化的噴霧。甲醇用來有效懸浮納米線，且甲醇和霧化氣壓充當(dāng)將納米線向襯底輸送的推進(jìn)劑。然而，甲醇實(shí)質(zhì)上汽化且不潤(rùn)濕襯底表面，從而避免或減少襯底表面的不均勻潤(rùn)濕，所述不均勻潤(rùn)濕可造成沉積的納米線網(wǎng)絡(luò)的遷移、凝聚、咖啡環(huán)污點(diǎn)效應(yīng)(coffee-stain ring effect)、貝納德胞(B6nard cell)和其它空間非均一性。然后通過將粘著于襯底的所得干燥納米線網(wǎng)絡(luò)面向下倒轉(zhuǎn)于在底部含有40ml的丙酮(西格馬奧德里奇，>99. 9%)的直徑IOOmmX 20mm的圓形截面容器上，將納米線網(wǎng)絡(luò)暴露于丙酮的蒸氣10分鐘，來準(zhǔn)許將納米線網(wǎng)絡(luò)溶劑輔助地嵌入到襯底中。此配制和程序產(chǎn)生有效溶劑嵌入到襯底的表面中的銀納米線，展現(xiàn)包括聚碳酸酯襯底為74. 4%的透光率T和23 Ω /sq的薄層電阻R。嵌入納米線的聚碳酸酯襯底進(jìn)行透明膠帶粘著力測(cè)試且顯示透光率、薄層電阻和其它性質(zhì)沒有可觀測(cè)的變化，證實(shí)嵌入的納米線的耐久性。實(shí)例 4經(jīng)由一步驟嵌入形成嵌入襯底
將銀-二氧化硅(5微米)的粉末以6. 4mg/ml的濃度懸浮于乙酸甲酯(60體積％)/乙酸乙酯(20體積％)/環(huán)己酮(20體積％)的溶液中，攪拌，且然后在20°C和40%濕度下使用在20磅/平方英寸入口壓力下操作、具有I. 3mm針尺寸且與襯底分隔8英寸的巖田L(fēng)PHlOIHVLP噴槍，來將其噴涂于透明聚碳酸酯的襯底上。在含納米線溶液暴露于襯底數(shù)秒之后，溶劑系統(tǒng)在環(huán)境室溫條件下?lián)]發(fā)且將顆粒耐久地嵌入到軟化的聚碳酸酯表面中。實(shí)例5在玻璃上形成透明導(dǎo)電電極向40mL閃爍瓶中加入18. 5mL的200普魯夫(proof)無水乙醇(CAS號(hào)67-17-5)、0.075mL含于去離子(“DI”)水(18 X IO6 Ω)中的IM鹽酸和O. 92mL的額外去離子水。攪拌此混合物直到均質(zhì)為止。向此混合物中加入5. 6mL的四乙氧基硅烷(TEOS，CAS號(hào)78_10_4，也稱為四正硅酸酯，Si (OC2H5)4)同時(shí)快速攪拌。繼續(xù)攪拌直到所得溶液為均質(zhì)為止(約15分鐘)，且在60°C下存儲(chǔ)溶液2天以便經(jīng)由縮合部分地聚合。
使用干凈的海綿經(jīng)由機(jī)械攪拌相繼用2體積％Micro90溶液和兩個(gè)去離子水沖洗浴和流動(dòng)去離子水來清潔玻璃襯底。將玻璃襯底保持于去離子水浴中(不超過3小時(shí))等待下一個(gè)階段。從水浴中移出玻璃襯底，將其轉(zhuǎn)移到異丙醇(IPA，也稱為2-丙醇)浴中，接著用流動(dòng)的IPA (噴瓶)沖洗，且使用HVLP噴槍用氣刀干燥步驟進(jìn)行最后加工。臨沉積TEOS溶液之前，將玻璃襯底放置于UVO腔室(UV0CS公司(UVOCS Corp. )，T10X10)中20分鐘，來進(jìn)行表面制備。通過在1，250轉(zhuǎn)/分鐘下自旋澆鑄60秒將TEOS溶液沉積于玻璃襯底上。在含有I滴IM鹽酸的腔室中在室溫下固化10分鐘之后，使用具有I. 3mm針且在45磅/平方英寸源頭處氣壓下操作的巖田L(fēng)PH400HVLP噴槍，將O. 3mL含于3:1甲醇IPA中的2. 5mg/mL銀納米線噴涂于表面上。實(shí)例 6在TEOS玻璃上形成透明導(dǎo)電電極使用干凈的海綿經(jīng)由機(jī)械攪拌相繼用2體積％Micro90溶液和兩個(gè)去離子水沖洗浴和流動(dòng)去離子水來清潔玻璃襯底。將玻璃襯底保持于去離子水浴中(不超過3小時(shí))等待下一個(gè)階段。從水浴中移出玻璃襯底，將其轉(zhuǎn)移到異丙醇(IPA，也稱為2-丙醇)浴中，接著用流動(dòng)的IPA (噴瓶)沖洗，且使用HVLP噴槍用氣刀干燥步驟進(jìn)行最后加工。臨沉積TEOS溶液之前，將玻璃襯底放置于UVO腔室(UV0CS公司，T10X10)中20分鐘，來進(jìn)行表面制備。以原樣使用旋涂式玻璃(膜電子公司(Filmtronics Inc.)，SOG 20B)且通過在2，000轉(zhuǎn)/分鐘下自旋澆鑄5秒將其沉積于玻璃襯底上，產(chǎn)生約300nm厚度的粘性膜。在沉積旋涂式玻璃后在75°C下固化20分鐘之后，使用在20磅/平方英寸源頭處氣壓下操作的巖田HPTH氣刷和通過逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)針調(diào)節(jié)旋鈕180°而設(shè)定的流速，來將5mL含于9:1甲醇IPA中的I. Omg/mL銀納米線離10英寸地噴涂于表面上。此配制和程序產(chǎn)生包括玻璃襯底為79. 1%的透光率T和3，000 Ω /sq的薄層電阻R。實(shí)例7形成透明導(dǎo)電電極使用干凈的海綿經(jīng)由機(jī)械攪拌相繼用2體積％Micro90溶液和兩個(gè)去離子水沖洗浴和流動(dòng)去離子水來清潔玻璃襯底。將玻璃襯底保持于去離子水浴中(不超過3小時(shí))等待下一個(gè)階段。從水浴中移出玻璃襯底，將其轉(zhuǎn)移到異丙醇(IPA，也稱為2-丙醇)浴中，接著用流動(dòng)的IPA(噴瓶)沖洗，且使用HVLP噴槍用氣刀干燥步驟進(jìn)行最后加工。臨沉積TEOS溶液之前，將玻璃襯底放置于UVO腔室(UV0CS公司，T10X10)中20分鐘，來進(jìn)行表面制備。以原樣使用旋涂式玻璃(膜電子公司，SOG 20B)且通過在2，000轉(zhuǎn)/分鐘下自旋澆鑄30秒將其沉積于玻璃襯底上。在開始自旋澆鑄旋涂式玻璃(同時(shí)仍自旋)之后，立即使用在40磅/平方英寸源頭處氣壓下操作的巖田HP-C5氣刷，將O. 5mL含于1:1甲醇IPA中的5. Omg/mL銀納米線離10英寸地噴涂于表面上。在旋涂式玻璃和納米線沉積之后，在75°C下固化涂布的襯底20分鐘。此配制和程序產(chǎn)生包括玻璃襯底為57. 1%的透光率T和39 Ω/sq的薄層電阻R。實(shí)例 8形成并表征透明導(dǎo)電電極·形成透明導(dǎo)電電極，特征為銀納米線網(wǎng)絡(luò)于聚碳酸酯中的平面嵌入?yún)^(qū)。沉積四個(gè)導(dǎo)電襯墊來測(cè)量四點(diǎn)探測(cè)導(dǎo)電性，其展示至少一個(gè)樣品的薄層電阻R為3. 2 Ω /sq。此電阻值為優(yōu)于用于硅太陽能電池中的透明導(dǎo)電電極的典型薄層電阻值(30到ΙΟΟΩ/sq)和優(yōu)于用于顯示器中的透明導(dǎo)電電極的典型薄層電阻值(100-350Q/Sq)的改進(jìn)。使用UV可見光光譜測(cè)定法測(cè)定透光率值，且使用四點(diǎn)探測(cè)方法測(cè)定薄層電阻值且與范德堡(Van-derPauw)方法和兩點(diǎn)探測(cè)方法交叉檢查。用這些值導(dǎo)出直流導(dǎo)電率與光學(xué)導(dǎo)電率比率。表面嵌入到基板中的納米線網(wǎng)絡(luò)展現(xiàn)比其非嵌入(表層地沉積)的對(duì)應(yīng)物更高的直流導(dǎo)電率與光學(xué)導(dǎo)電率比率。納米線網(wǎng)絡(luò)在嵌入時(shí)保持完整，極少或不抑制電滲流。同時(shí)，納米線網(wǎng)絡(luò)的嵌入性質(zhì)產(chǎn)生耐久的透明導(dǎo)電電極，其中薄層電阻值經(jīng)多個(gè)透明膠帶耐久性應(yīng)力測(cè)試和物理磨損后實(shí)質(zhì)上不變。實(shí)例 9表征透明導(dǎo)電電極圖11說明經(jīng)表面嵌入聚碳酸酯膜和丙烯酸系物中的銀納米線網(wǎng)絡(luò)的透光率與相應(yīng)薄層電阻(在恒定的直流導(dǎo)電率與光學(xué)導(dǎo)電率比率下)的取舍曲線，其中水平線表示給定表面上薄層電阻的標(biāo)準(zhǔn)差。實(shí)例 10表征透明導(dǎo)電電極圖12是所收集的經(jīng)由沉積和嵌入兩步驟方法制造的樣品的透明度和薄層電阻數(shù)據(jù)的表，直接比較了沉積后與表面嵌入后的數(shù)據(jù)。制造丙烯酸航空透明件的試片以比較具有表層地沉積的納米線的丙烯酸和具有表面嵌入的納米線的丙烯酸之間的差異。大多數(shù)具有表層地沉積的納米線的試片在簡(jiǎn)單耐久性應(yīng)力測(cè)試(透明膠帶方法)之前和之后展示不可探測(cè)地高、超過所用四點(diǎn)探測(cè)工具(吉時(shí)利數(shù)字萬用表)的10ΜΩ極限的薄層電阻值，而表面嵌入試片通過應(yīng)力測(cè)試展示基本上不變的低薄層電阻。圖13是概述用表面嵌入添加劑制造TCE的不同方法的典型、平均薄層電阻和透明度數(shù)據(jù)的表。圖14描繪添加劑濃度相對(duì)于主體材料的嵌入表面的各種配置，其中有限添加劑濃度表示嵌入?yún)^(qū)。在圖14的所有曲線中，主體材料被限制在O與10的X軸值之間，由淺色表示。如果存在涂層，那么其是沉積于主體材料的頂部上，且定位于x=-2與X=O之間，以淺灰色表示。X軸表示主體材料距嵌入表面的深度/厚度。第一個(gè)曲線是已被在整個(gè)全部襯底整體中混合的添加劑整體并入或復(fù)合的襯底。其添加劑濃度描繪為y=0. 2濃度處占據(jù)的暗灰色陰影的均一分布。如圖14(a)中所描繪，表面嵌入添加劑可以作為距主體材料的嵌入表面的厚度或深度的函數(shù)的離散步驟(discrete step)或δ函數(shù)來定位?；蛘?添加劑可基本上定位于嵌入表面處，但如圖14(b)更深地進(jìn)入嵌入表面或如圖14(e)離嵌入表面更近時(shí)具有濃度減小。添加劑可以圖14(c)的方式充分地表面嵌入到嵌入表面之下，其中在離散深度下存在最大添加劑濃度，接著添加劑濃度從嵌入表面以下的所述離散深度向兩個(gè)方向減小。多個(gè)添加劑嵌入深度可通過調(diào)節(jié)參數(shù)以調(diào)節(jié)嵌入深度來實(shí)現(xiàn)，且可在襯底上進(jìn)行多個(gè)操作以準(zhǔn)許獲得如圖14(d)和圖14(f)中所俘獲的此多層的嵌入幾何結(jié)構(gòu)。如圖14(g)、(h)和(i)中所示，類似幾何結(jié)構(gòu)可通過經(jīng)由前述方法但在已經(jīng)整體并入的襯底上(或在襯底中)表面嵌入來實(shí)現(xiàn)。如圖14U)、(k)和(I)中所描繪者，類似幾何結(jié)構(gòu)可通過不僅在襯底材料上而且在涂布的材料的涂層中表面嵌入來實(shí)現(xiàn)。實(shí)例U 表征透明導(dǎo)電電極將銀納米線(平均長(zhǎng)度=7μπι，平均直徑=70nm)嵌入到透明聚碳酸酯中到表面之下的深度，得到80%或高于80%的透光率值和100 Ω/sq或低于100 Ω/sq的薄層電阻值。在進(jìn)一步優(yōu)化下，可獲得低于10 Ω/sq(例如低到3 Ω/sq)的薄層電阻值。使用具有聚焦離子束的掃描電子顯微鏡圖像來展現(xiàn)單片主體材料(例如在不存在涂層或界面的情況下)和表面之下嵌入的銀納米線的平面區(qū)的截面。實(shí)例 12表征透明導(dǎo)電電極將銀納米線(平均長(zhǎng)度=7μπι，平均直徑=70nm)嵌入到透明聚碳酸酯中到小于納米線直徑的100%的深度，得到約90%的透光率值和約ΙΟΟΩ/sq的薄層電阻值。在進(jìn)一步優(yōu)化下，可獲得低于ΙΟΩ/sq(例如低到3Q/Sq)的薄層電阻值。實(shí)例 13形成透明導(dǎo)電電極將銀納米線(平均長(zhǎng)度=7 μ m，平均直徑=70nm)和ITO納米粒子(直徑〈lOOnm)嵌入到透明聚碳酸酯中到小于納米線直徑的100%且小于納米粒子直徑的100%的深度。雖然本發(fā)明已參考其特定實(shí)施例進(jìn)行了描述，但本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)理解，可在不背離如所附權(quán)利要求書定義的本發(fā)明的真實(shí)精神和范圍的情況下進(jìn)行多種改變且替換等效物。另外，可進(jìn)行多種修改以使特定情形、材料、物質(zhì)組成、方法或過程適應(yīng)于本發(fā)明的目標(biāo)、精神和范圍。所有所述修改都打算屬于在此所附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。具體說來，雖然本文揭示的方法已參考以特定順序進(jìn)行的特定操作進(jìn)行了描述，但應(yīng)理解，這些操作可在不背離本發(fā)明的教示的情況下進(jìn)行組合、再分或重排序以形成等效方法。因此，除非本文明確指定，否則操作的順序和分組不限制本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種表面嵌入結(jié)構(gòu)，其包含 主體材料，其具有嵌入表面；和 添加劑，其至少部分嵌入所述主體材料中并定位于鄰近所述嵌入表面的嵌入?yún)^(qū)內(nèi)，其中所述嵌入?yún)^(qū)的厚度小于所述主體材料的總厚度，所述添加劑為導(dǎo)電和半導(dǎo)電中至少一種，并且所述添加劑包括納米級(jí)添加劑和微米級(jí)添加劑中至少一種。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的表面嵌入結(jié)構(gòu)，其中所述嵌入?yún)^(qū)的厚度不大于所述主體材料的總厚度的50%。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的表面嵌入結(jié)構(gòu)，其中所述嵌入?yún)^(qū)的厚度不大于所述主體材料的總厚度的20%。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的表面嵌入結(jié)構(gòu)，其中所述添加劑中至少一種具有在nm范圍內(nèi) 的特征尺寸，并且所述嵌入?yún)^(qū)的厚度不大于所述特征尺寸的5倍。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的表面嵌入結(jié)構(gòu)，其中所述嵌入?yún)^(qū)的厚度不大于所述特征尺寸的2倍。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的表面嵌入結(jié)構(gòu)，其中所述添加劑中至少一種嵌入所述主體材料中，達(dá)到不超過所述特征尺寸的100%的程度。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的表面嵌入結(jié)構(gòu)，其中所述添加劑中至少一種嵌入所述主體材料中，達(dá)到超過所述特征尺寸的100%的程度，但鄰近所述嵌入表面定位。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的表面嵌入結(jié)構(gòu)，其中所述主體材料對(duì)應(yīng)于透明襯底，并且所述添加劑至少部分嵌入所述透明襯底中。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的表面嵌入結(jié)構(gòu)，其中所述透明襯底包括聚合物和陶瓷中至少一者O
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的表面嵌入結(jié)構(gòu)，其中所述主體材料對(duì)應(yīng)于涂層，并且所述添加劑至少部分嵌入所述涂層中。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的表面嵌入結(jié)構(gòu)，其中所述涂層包括聚合物和陶瓷中至少一者。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的表面嵌入結(jié)構(gòu)，其進(jìn)一步包含襯底，并且其中將所述涂層安置于所述襯底上，且所述嵌入表面背向所述襯底。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的表面嵌入結(jié)構(gòu)，其中所述涂層是第一涂層，并且所述表面嵌入結(jié)構(gòu)進(jìn)一步包含安置在所述第一涂層上并與所述添加劑電耦合的第二涂層，且所述第二涂層包括導(dǎo)電材料。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的表面嵌入結(jié)構(gòu)，其中所述導(dǎo)電材料是透明的。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的表面嵌入結(jié)構(gòu)，其中所述導(dǎo)電材料包括經(jīng)摻雜金屬氧化物和導(dǎo)電聚合物中至少一者。
16.根據(jù)權(quán)利要求I所述的表面嵌入結(jié)構(gòu)，其中所述主體材料中所述添加劑的裝載量高于電滲流閾值。
17.根據(jù)權(quán)利要求I所述的表面嵌入結(jié)構(gòu)，其中所述添加劑包括納米管、納米線和納米粒子中至少一者。
18.根據(jù)權(quán)利要求I所述的表面嵌入結(jié)構(gòu)，其中所述表面嵌入結(jié)構(gòu)具有至少85%的透光率以及不大于ΙΟΟΩ/sq的薄層電阻。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的表面嵌入結(jié)構(gòu)，其中所述薄層電阻不大于25Q/Sq。
全文摘要
將導(dǎo)電或半導(dǎo)電添加劑嵌入用于多種應(yīng)用和裝置中的主體材料的表面中。得到的表面嵌入結(jié)構(gòu)因其組成和制造工藝而展現(xiàn)出改進(jìn)的性能以及成本效益。
文檔編號(hào)H01B5/14GK102971805SQ201180021313
公開日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2011年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月27日
發(fā)明者亞歷山大·周·米塔爾, 阿爾瓊·丹尼爾·斯里尼瓦斯, 馬修·R·羅賓遜, 邁克爾·尤金·揚(yáng) 申請(qǐng)人:因努瓦動(dòng)力有限公司