CN102902123A

CN102902123A - 太阳能液晶面板及其制作方法

Info

Publication number: CN102902123A
Application number: CN2012104239205A
Authority: CN
Inventors: 洪孟逸
Original assignee: Nanjing CEC Panda LCD Technology Co Ltd
Current assignee: Nanjing CEC Panda LCD Technology Co Ltd
Priority date: 2012-10-30
Filing date: 2012-10-30
Publication date: 2013-01-30
Anticipated expiration: 2032-10-30
Also published as: CN102902123B

Abstract

本发明提供一种太阳能液晶面板及其制作方法，包括太阳能电池和TFT结构，所述TFT结构包括：栅极、绝缘层、第一i型非晶硅层、源极n型非晶硅层和漏极n型非晶硅层、源极、以及漏极；所述太阳能包括位于第二ITO透明电极、第二p型a-Si层、第二i型非晶硅层、以及太阳能n型非晶硅层，其中，第二i型非晶硅层与第一i型非晶硅层同时形成但位于不同的平面上。本发明太阳能液晶显示面板整合现有液晶显示器与薄膜太阳能的制程与材料，可以在基板上制作同时具有太阳能与液晶显示器的元件，具有产生能源与控制显示之用，可以应用在诸如窗玻璃等建筑材料之上。

Description

太阳能液晶面板及其制作方法

技术领域

本发明涉及一种太阳能液晶面板及其制作方法。

背景技术

a-Si（非晶硅材料）可作为薄膜太阳能材料，可与现有面板技术整合在一起，薄膜太阳能电池的架构为p+:ia-Si:n型之组成，TFT之结构则为ia-Si:n型之组成。

薄膜太阳能为将具有光伏效应的非结晶状态的硅以薄膜形式镀制在玻璃基板上進行光电转换，形成p-i-n结构，图1所示为薄膜太阳能太阳电池结构示意图，图1从上之下依序为：位于顶层的第一ITO 1、n型a-Si 2、i型a-Si 3、p型a-Si 4、以及第二ITO 5。通过以p型a-Si 4（p型非晶硅材料）与n型a-Si2（n型非晶硅材料）接合构成正极与负极，当太阳光照射太阳能电池时，阳光的能量会使半导体材料内的正、负电荷分离(产生电子-空乏对)；正、负电荷会分别往正(p型)、负(n型)极方向移动并且聚集产生电流。

液晶显示器亦以非晶硅作为主动元件，利用i型a-Si作为开关元件并以n型非晶硅材料与源极漏极接触进行导通，图2所示为液晶显示器的TFT结构示意图，其结构为：底层为栅极10、覆盖栅极10的绝缘层20、源极30、漏极40、位于绝缘层20上且正对栅极10的i型a-Si 50、以及位于源漏极与i型a-Si 50之间的n型a-Si 60。

通过上述可知薄膜太阳能电池盒液晶显示器均设有n型a-Si和p型a-Si，但如何将他们结合是现在需要解决的问题，现有申请号为CN200810222779.6的专利提出在玻璃基板上形成太阳电池，在其上形成绝缘层后再生成阵列电路，但Amorphous Si太阳能电池效率9.5%，非晶矽single cell结构，(1-开口率60%)X偏光板50%x效率10%=2%，其实用性不高。

本专利即针对太阳能薄膜电池与主动式液晶显示器材料共通的特性，提出一个整合两者的结构与制造方法。

发明内容

本发明揭示一种针对太阳能薄膜电池与主动式液晶显示器材料共通的特性，提出一个整合两者的太阳能液晶面板及其制作方法。

本发明提供一种太阳能液晶面板，包括太阳能电池和TFT结构，所述TFT结构包括：位于底部的栅极、位于栅极上的绝缘层、位于绝缘层上的第一i型非晶硅层、位于第一i型非晶硅层上的源极n型非晶硅层和漏极n型非晶硅层、源极、以及漏极；所述太阳能包括位于底层的第二ITO透明电极、第二p型a-Si层、第二i型非晶硅层、以及太阳能n型非晶硅层，其中，第二i型非晶硅层与第一i型非晶硅层同时形成但位于不同的平面上，且所述源极一端位于源极n型非晶硅层上，源极的另一端位于第二i型非晶硅层上，所述漏极一端位于漏极n型非晶硅层上，漏极的另一端位于第二i型非晶硅层上。

本发明还提供一种太阳能液晶面板的制作方法，包括如下步骤：

第一步：在基板上形成栅极图形，接着形成绝缘层图形，并在形成绝缘层图形后不移除绝缘层光阻，接着连续生成ITO透明电极和p型a-Si层，定义位于绝缘层光阻上的为第一ITO透明电极和第一p型a-Si层、位于基板上的为第二ITO透明电极和第二p型a-Si层；然后剥离绝缘层光阻；

第二步：在形成上述图案的基础上形成i型非晶硅层，定义位于绝缘层上的为第一i型非晶硅层、位于第二p型a-Si层为第二i型非晶硅层。

第三步：在形成第二步图案的基础上形成n型非晶硅层，并制作n型非晶硅层图形，形成位于第一i型非晶硅层上的源极n型非晶硅层、漏极n型非晶硅层、并将TFT通道处的n型非晶硅层移除、位于第二i型非晶硅层上的太阳能n型非晶硅层；

第四步：在形成第三步图案的基础上形成源极图形和漏极图形，所述源极位于源极n型非晶硅层与第二i型非晶硅层之间，所述漏极位于漏极n型非晶硅层与第二i型非晶硅层之间；

第五步：在形成第四步图案的基础上覆盖保护层，并在保护层上制作接触孔；

第六步：在形成第五步图案的基础上，形成透明电极和信号线金属，信号线金属形成扫描线和数据线。

本发明太阳能液晶显示面板整合现有液晶显示器与薄膜太阳能的制程与材料，可以在基板上制作同时具有太阳能与液晶显示器的元件，具有产生能源与控制显示之用，可以应用在诸如窗玻璃等建筑材料之上。

附图说明

图1所示为现有薄膜太阳能太阳电池结构示意图；

图2所示为现有液晶显示器的TFT结构示意图；

图3为本发明太阳能液晶面板的结构示意图；

图3A为图3所示太阳能液晶面板在A-A’方向的剖视图；

图4为图3所示太阳能液晶面板制作步骤之一的示意图；

图4A为图4所述在A-A’方向的剖视图；

图4B为图4所述在A-A’方向的又一剖视图；

图5为图3所示太阳能液晶面板制作步骤之一的示意图；

图6为图3所示太阳能液晶面板制作步骤之一的示意图；

图7为图3所示太阳能液晶面板制作步骤之一的示意图；

图7A为图7所述在A-A’方向的剖视图；

图8为图3所示太阳能液晶面板制作步骤之一的示意图；

图8A为图8所述在A-A’方向的剖视图；

图9为图3所示太阳能液晶面板制作步骤之一的示意图；

图9A为图9所述在A-A’方向的剖视图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

本发明揭示一种太阳能液晶面板，本太阳能液晶面板包括太阳能电池和TFT，通过薄膜太阳能非晶硅与主动式阵列电路的TFT半导体层非晶硅共用同一层，本太阳能液晶面板的TFT处采用底栅电极外，其余非晶硅（a-Si）可作为太阳能电池使用。

如图3和图3A，本太阳能液晶面板的太阳能电池的i型非晶硅层50与TFT的i型非晶硅层51虽然同时形成，但位于不同高度；太阳能电池的n型非晶硅层63与TFT的n型非晶硅层61、62也虽然同时形成，但位于不同高度。

本太阳能液晶面板的TFT从底层至上依序为：位于玻璃基板（图未示）上的栅极10、位于栅极10上的绝缘层20、位于绝缘层20上的第一i型非晶硅层51、位于第一i型非晶硅层51上的源极n型非晶硅层61和漏极n型非晶硅层62、源极71、漏极72、扫描线91、数据线92、透明电极100。

所述栅极10位于底层，本TFT结构为底栅结构，所述第一i型非晶硅层51为主动式阵列电路（TFT结构）的半导体层。

本太阳能液晶面板的太阳能电池从底层至上依序为：位于玻璃基板（图未示）上的第二ITO透明电极30、位于第二ITO透明电极30上的第二p型a-Si层40、位于第二p型a-Si层40上的第二i型非晶硅层50、以及位于第二i型非晶硅层50上的太阳能n型非晶硅层63，所述第二i型非晶硅层50作为太阳能电池发电来源，太阳能电子的电路通过底层的第二ITO透明电极30连接栅极10金属、以及n型非晶硅层63连接源漏极71、72金属透过接触孔导出。

所述第二i型非晶硅层50与第一i型非晶硅层51同时形成但位于不同的平面上，所述第二i型非晶硅层50作为太阳能电池发电来源。

所述第二ITO透明电极30与第二p型a-Si层40加一起的厚度低于绝缘层20的厚度。

所述源极71一端位于源极n型非晶硅层61上，源极71的另一端位于第二i型非晶硅层50上；所述漏极72一端位于漏极n型非晶硅层62上，漏极72的另一端位于第二i型非晶硅层50上。

以下为本发明太阳能液晶面板的制作方法：

第一步：如图4和图4A，在玻璃基板（图未示）上形成栅极10图形，接着形成绝缘层20图形，并在形成绝缘层20图形后不移除绝缘层光阻21，接着连续生成ITO透明电极和p型a-Si层，并定义位于绝缘层光阻21上的为第一ITO透明电极31和第一p型a-Si层41、位于玻璃基板上的为第二ITO透明电极30和第二p型a-Si层40；然后剥离绝缘层光阻21（如图4B），使得TFT处绝缘层20上不会残留第一ITO透明电极31和第一p型a-Si层41。

所述第二p型a-Si层40为太阳能电池的正极。

第二步：如图5，在形成上述图案的基础上形成i型非晶硅层（i型a-Si层），并定义位于绝缘层20上的为第一i型非晶硅层51、位于第二p型a-Si层40为第二i型非晶硅层50。

通过本步骤形成TFT结构的第一i型非晶硅层51和太阳能电池的第二i型非晶硅层50同层制造但位于不同的平面上。

第三步：如图6，在形成第二步图案的基础上形成n型非晶硅层（n型a-Si层），并制作n型非晶硅层图形，形成位于第一i型非晶硅层51上的源极n型非晶硅层61、漏极n型非晶硅层62、并将TFT通道处的n型非晶硅层移除、位于第二i型非晶硅层50上的太阳能n型非晶硅层63，太阳能n型非晶硅层63为太阳能的负极。

通过本步骤可以保留TFT处预定跟源漏极接触的n型非晶硅层,将太阳能电池功能区域与阵列电路区域的n型进行隔离。

第四步：如图7和图7A，在形成第三步图案的基础上形成源极图形71和漏极图形72，所述源极71位于源极n型非晶硅层61与第二i型非晶硅层50之间，所述漏极72位于漏极n型非晶硅层62与第二i型非晶硅层50之间。

第五步：如图8和图8A，在形成第四步图案的基础上覆盖保护层80，并在保护层80上制作接触孔，具体为：在源极71上形成第一接触孔81和第二接触孔82；在漏极72上形成第三接触孔83；在栅极10上形成第四接触孔84。

第六步：如图9和图9A，在形成第五步图案的基础上，形成透明电极100和信号线金属，信号线金属形成扫描线91和数据线92，透明电极100通过第三接触孔83与漏极72电性连接，扫描线91通过第四接触孔84与栅极10电性连接，数据线92通过第一接触孔81和第二接触孔82与源极71电性连接。

利用信号线金属连接TFT完成主动式阵列电路。

Claims

1.一种太阳能液晶面板，包括太阳能电池和TFT结构，其特征在于：

所述TFT结构包括：位于底部的栅极、位于栅极上的绝缘层、位于绝缘层上的第一i型非晶硅层、位于第一i型非晶硅层上的源极n型非晶硅层和漏极n型非晶硅层、源极、以及漏极；

所述太阳能包括位于底层的第二ITO透明电极、第二p型a-Si层、第二i型非晶硅层、以及太阳能n型非晶硅层，其中，第二i型非晶硅层与第一i型非晶硅层同时形成但位于不同的平面上，且所述源极一端位于源极n型非晶硅层上，源极的另一端位于第二i型非晶硅层上，所述漏极一端位于漏极n型非晶硅层上，漏极的另一端位于第二i型非晶硅层上。

2.根据权利要求1所述的太阳能液晶面板，其特征在于：所述第二ITO透明电极与第二p型a-Si层加一起的厚度低于绝缘层的厚度。

3.根据权利要求1所述的太阳能液晶面板，其特征在于：所述TFT结构还包括位于顶层的信号线、扫描线和透明电极。

4.根据权利要求1所述的太阳能液晶面板，其特征在于：所述TFT结构还包括保护层。

5.根据权利要求3所述的太阳能液晶面板，其特征在于：所述保护层上开有若干接触孔。

6.一种太阳能液晶面板的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：

7.根据权利要求6所述的太阳能液晶面板的制作方法，其特征在于：所述第二ITO透明电极与第二p型a-Si层加一起的厚度低于绝缘层的厚度。

8.根据权利要求6所述的太阳能液晶面板的制作方法，其特征在于：所述第五步形成的接触孔有：在源极上形成第一接触孔和第二接触孔；在漏极上形成第三接触孔；在栅极上形成第四接触孔。

9.根据权利要求6所述的太阳能液晶面板的制作方法，其特征在于：透明电极通过第三接触孔与漏极电性连接，扫描线通过第四接触孔与栅极电性连接，数据线通过第一接触孔和第二接触孔与源极电性连接。