초록

슈퍼캐패시터들은 마이크로일렉트로닉스를 위한 중요한 온-칩 마이크로-전력 소스들이다. 이들의 초-고속 충전 및 방전 레이트, 훌륭한 안정성, 긴 사이클 수명, 및 매우 높은 전력 밀도에 부가하여, 그래핀에 기초한 슈퍼캐패시터들은 에너지 밀도에서의 이들의 상당한 개선으로 인해 최근 수년 동안 상당한 관심을 받아왔다. 인터디지테이트된 전류 콜렉터들을 갖는 탄소 전극들의 평행한 어레이들을 위한 설계들이 본원에서 개시된다. 인쇄 프로세스들을 사용하는 저-비용 고 처리량의 제조 방법들이 또한 개시된다.

대표청구항 ▼

기판 상에 서로에 대해 평행하게 배열된 복수의 디바이스들; 및전해질을 포함하며,각각의 디바이스는,상측 표면, 상기 기판과 접촉하는 하측 표면, 및 서로 대향하는 2개의 측벽들을 갖는 제1 탄소 전극;상기 제1 탄소 전극의 하나의 측벽의 적어도 일부, 그리고 선택적으로, 상기 제1 탄소 전극의 상단 표면의 일부 또는 전부와 접촉하는 제1 금속 전류 콜렉터(current collector) 층;상기 제1 탄소 전극에 대해 평행하며, 상측 표면, 상기 기판과 접촉하는 하측 표면, 및 서로 대향하는 2개의 측벽들을 가지는 제2 탄소 전극;

기판 상에 서로에 대해 평행하게 배열된 복수의 디바이스들; 및전해질을 포함하며,각각의 디바이스는,상측 표면, 상기 기판과 접촉하는 하측 표면, 및 서로 대향하는 2개의 측벽들을 갖는 제1 탄소 전극;상기 제1 탄소 전극의 하나의 측벽의 적어도 일부, 그리고 선택적으로, 상기 제1 탄소 전극의 상단 표면의 일부 또는 전부와 접촉하는 제1 금속 전류 콜렉터(current collector) 층;상기 제1 탄소 전극에 대해 평행하며, 상측 표면, 상기 기판과 접촉하는 하측 표면, 및 서로 대향하는 2개의 측벽들을 가지는 제2 탄소 전극; 및상기 제1 전류 콜렉터 층과 극성이 반대이며, 상기 제2 탄소 전극의 측벽의 적어도 일부, 그리고 선택적으로, 상기 제2 탄소 전극의 상단 표면의 일부 또는 전부와 접촉하고, 상기 제2 탄소 전극의 측벽은 상기 제1 탄소 전극과 대면하지 않는 제2 금속 전류 콜렉터 층을 포함하고,상기 전해질은 탄소 전극들과 접촉하고,상기 복수의 디바이스들 내에서, 상기 제1 금속 전류 콜렉터 층 및 상기 제2 금속 전류 콜렉터 층은 각각, 별개의 빗형 구조(comb structure)를 갖고, 상기 빗형 구조들은 인터디지테이트된(interdigitated) 구성으로 배열되는, 슈퍼캐패시터 디바이스 어레이.