CN106601762A - 具有太阳能电池功能的图像传感器 - Google Patents
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Abstract
根据本发明的用作图像传感器或太阳能电池的单位像素元件包括光电探测器，所述光电探测器驱动由入射到栅极上的入射光所诱发的光电流沿着源极和漏极之间的沟道流动；第一开关，所述第一开关在所述光电探测器的源极端子和第一太阳能电池总线之间导线连接并且被接通或断开；和第二开关，所述第二开关在所述光电检测器的栅极端子和第二太阳能电池总线之间导线连接并且被接通或断开，并且其特征在于产生和供给有效电功率的光能量收集和高效率光电转换的功能。
Description
技术领域
本发明涉及一种可以用作太阳能电池的图像传感器和使用所述具有太阳能电池功能的图像传感器的电子装置，特别是涉及一种在通常情况下作为图像传感器，但在必要时通过转换到特定模式用作太阳能电池运行的技术。
背景技术
光能收集通过将光能转换为电能来对现有的电池进行无线充电，是建立物联网(IoT)、泛在传感器网络(USN)、无线传感器网络(WSN)等必然要求的技术，为涉及这些领域的各种电子装置提供半永久的电源供应。
因此，光能收集技术需要微型化和集成化。虽然一些研究已经尝试了通过使用源自CMOS工艺的P-N结光电二极管技术制造类似于集成太阳能电池(ISC)的光能转换装置，以实现将光能转换装置集成到其他电路上的目的，但这种光电二极管显示出低的光电转换效率，不足以向芯片中的电路提供足够的电能。而且，对于完全整合太阳能电池工艺与标准CMOS工艺而言还有一段很长的路要走。
本发明涉及一种与之相关的方法和技术思想，在注册专利“图像传感器的单位像素及其光电探测器”(US8,569,806B2,US8,610,234B2和US8,669,599B2)的基础上进行改进，以提供一种像素化的太阳能电池片上系统(SOC)。为此，对光电探测器和通过标准CMOS工艺制造的像素化太阳能电池的结构以及运行进行描述，并且提出一种这样制造的太阳能电池的像素与图像传感器的像素共用一个单电池的方法，从而根据需要选择每个功能。
发明内容
技术问题
因此，为了解决上述问题，本发明提供了一种方法，以使配置有高效光电探测器的太阳能电池的像素与图像传感器的像素共用一个单电池，并根据需要选择两种功能中的任意一种，即作为图像传感器或者作为太阳能电池以产生和存储驱动能量。
技术方案
根据本发明的一个实施方案，一种可以用作图像传感器或者太阳能电池的单位像素元件包括：光电探测器，所述光电探测器驱动由入射到栅极上的入射光所诱发的光电流沿着源极和漏极之间的沟道流动；第一开关，所述第一开关连线所述光电探测器的源极端子和第一太阳能电池总线，并且在所述光电探测器的源极端子和所述第一太阳能电池总线之间接通或断开；和第二开关，所述第二开关连线所述光电探测器的栅极和第二太阳能电池总线，并且在所述光电探测器的栅极和所述第二太阳能电池总线之间接通或断开。
根据本发明的一个实施方案，一种可以用作图像传感器或者太阳能电池的单位像素元件包括：光电探测器，所述光电探测器驱动由入射到栅极上的入射光所诱发的光电流沿着源极和漏极之间的沟道流动；第一开关，所述第一开关在所述光电探测器的栅极端子和第一太阳能电池总线之间接通或断开；和选择器件，所述选择器件在所述光电探测器的源极端子和第二太阳能电池总线之间连线，以将光电流输出像素输出端子。
根据本发明的另一个实施方案，一种可以用作图像传感器或者太阳能电池的单位像素元件包括：光电探测器，所述光电探测器驱动由入射到栅极上的入射光所诱发的光电流沿着源极和漏极之间的沟道流动；第一开关，所述第一开关在所述光电探测器的栅极端子和第一太阳能电池总线之间接通或断开；第二开关，所述第二开关在所述光电探测器的复位端子和第一太阳能电池总线之间接通或断开；和选择器件，所述选择器件在所述光电探测器的源极端子和第二太阳能电池总线之间连线，以将光电流输出像素输出端子。
有利效果
根据本发明的一个实施方案，提供一种技术，该技术可以用作具有光能收集功能的图像传感器，并且能有效地产生和供应能量。
此外，根据本发明的一个优选实施方案的一种技术可以被制造为易于充分集成到包括图像传感器的相邻电路上，所有电路同样是通过CMOS工艺制造。
附图说明
图1是根据本发明的显示高效光电转换的光电探测器的剖视图；
图2是根据本发明的用于描述光电探测器的高效光电转换机制的剖视图；
图3是根据本发明的用于太阳能电池的光电探测器的剖视图；
图4是根据本发明的用于描述光电探测器的发电机制的剖视图；
图5是根据本发明第一实施方案的光电探测器的Voc获取机制的剖视图；
图6是根据本发明第二实施方案的光电探测器的Voc获取机制的剖视图；
图7示出根据本发明的太阳能电池的单位像素的配置；
图8是根据本发明第一实施方案的图像传感器的单位像素的结构示意图；
图9是根据本发明第一实施方案的太阳能电池的单位像素的结构示意图；
图10是根据本发明第二实施方案的图像传感器的第二单位像素的结构示意图；
图11是根据本发明第二实施方案的太阳能电池的第二单位像素的结构示意图。
具体实施方式
由于本发明可以有多种变形和多个实施方案，现在参照附图和说明，将对一些具体实施方案进行详细地举例说明。但是，用于实施方案中的结构性和功能性描述，只不过是体现实施方案的范例而已，并且不能被解释为限制本发明在特定模式下实现，而应当被解释为包括在本发明的思想和技术范围之内的所有修改、等同和替换。
相关的、众所周知的细节描述将被省略，这些细节描述应当被判定为将妨碍本发明的意图。本说明书中所提到的那些数字只不过是用以区分某一元件与另一元件的标识符而已，例如第一、第二等。
本发明的一个元件被描述为“连线”、“连接”、“链接”等到其他元件，这应当被解释为该元件可以明确地、直接地与其他元件连线、连接、链接等，或者，这也应当被解释为该元件可以连线、连接、链接等到其他元件与其他元件之间，除非另有相反的规定。
现在将参照附图，对本发明的优选实施方案进行更加具体的描述。
图1是根据本发明的显示高效光电转换的光电探测器的剖视图。
如图1所示，单位像素的光接收装置，其对应于光电探测器，是通过隧道结装置而不是通过现有的光电二极管而建立的，其中薄绝缘层夹在两个导体或者两个半导体之间的隧道结装置被定义为利用在绝缘层中产生的隧穿效应而工作的电子元件。为了信息目的，作为一个基于量子力学的术语，隧穿效应是一种粒子移动的现象：具有势能的驱动力发挥其作用，穿过一个区域，该区域的势能大于粒子具有的动能。
本发明的一个实施方案提供了一种方法，以通过这样的光电探测器生产光接收装置和太阳能电池用作单位像素，其中，在说明书和权利要求书中使用的术语“光电探测器”是指通过隧道结装置实现的光接收装置和太阳能电池。光电探测器可以被设置成各种配置，例如包括常见的N-MOSFET或者P-MOSFET。此外，单位装置也可以被设置为使用源自隧穿效应的JFET、HEMT等。
如图1所示，光电探测器100具有PMOS结构。光电探测器100设置在如图1中所指定的P型衬底110上，P型衬底110包括分别对应于普通NMOS的源极和漏极的一个P+扩散层120和另一个P+扩散层130。根据本发明，每一个P+扩散层120、130分别被称为光电探测器的“源极”和“漏极”。
源极120的顶部和漏极130的顶部分别设置有源电极121和与外部节点连线的漏电极131。
N阱115设置在被掺杂到用于光电探测器110的P型衬底110中的N型杂质上。在如此设置的N阱上，构造被P型杂质掺杂的源极120和漏极130。此外，薄的氧化物层140设置在源极120和漏极之间，对应于普通MOSFET栅极的被N型杂质掺杂的多晶硅区域设置在氧化物层140的顶部。多晶硅150区域用作光探测器中的光接收元件，因此多晶硅150在下文中被称为“光接收部”。
在氧化物层140上的光接收部150远离源极120和漏极130。隧穿形成于从光接收部150到源极120或者漏极130的途中，氧化物层140的厚度为10纳米或者少于10纳米是优选的，以促进隧穿效应。
在光电探测器100中，金属、光屏蔽层可以覆盖在除了光接收部150顶部以外的区域，这不是普通MOSFET的情况。反之，光电探测器100利用光屏蔽层来限制入射光仅在光接收部上，从而最大化光电转换效率。
可以通过与制造其他电路所采用的工艺相同的标准CMOS工艺来制造光电探测器100，光电探测器100可以用作集成系统的一部分，其对无缝集成和各种应用负责。
图2是根据本发明的用于描述光电探测器100的光电转换机制的剖视图。光电探测器100允许光通过光接收部的顶部，然后光产生电子-空穴对(EHP)，从而在光接收部150与源极120或者漏极130之间产生一定的电场。源极电极120和漏极电极131之间的电压应当要达到某一定值，被光隧道从光接收部上激发的电荷通过氧化物层140进入到源极120或者漏极130。凭借电荷遂穿，空穴被耗尽，电子流入光接收部150，从而使电子的电荷量超过空穴的电荷量。电荷量的变化降低了源极120与漏极130之间的沟道160的阈值电压，这导致光电流沿着沟道160流动。到目前为止，所描述的技术在已登记的美国专利US8,569,806B2、US8,610,234B2和US8,669,599B2以及还未判决的美国专利US 14/327,549中都有详细的阐述，所有这些专利均由本发明的发明人申请，因此不需要进一步详细的描述。
根据本发明，入射光仅到达光电探测器100的光接收部150的顶部，光接收部对外打开，以允许不同波长的光射入，反过来，取决于光的波长，光被光接收部150吸收，或者穿过光接收部150后到达N阱115的下面或者衬底110的更下面。例如，光接收部150可以具有150纳米或者大于150纳米的厚度，蓝色光或者短波光不能到达衬底100，但是大部分被光接收部150吸收。本发明提供的光电探测器100不同于现有的常规光电探测器，即使任何短波光都被光接收部150吸收，无法到达衬底的下面，由光接收部150吸收的能量引起的光接收部150中电荷量的改变驱动电流沿着沟道，这有利于对短波光的检测，当所有剩余的其他波长的光透过光接收部150时，在光接收部150中产生类似现象，电流沟道的阈值电压也会发生变化。
同时，足以透过光接收部150的波长相对较长的光也在N阱115中产生EHPs，从而使电子积累，如图2所示，在N阱115的下面，沟道对阈值电压的变化有影响。根据这样的方法制造的光电探测器100不仅显示了非常高的灵敏度，即使是检测一个光子，也显示了通过微量的光来驱动非常大的电流的性能。因此，本发明的光电探测器100也可以用作图像传感器和太阳能电池。
在这样的新增加太阳能电池功能的光电探测器的基础上，下面将提出用作系统芯片(SOC)的太阳能传感器芯片。PMOS型的配置如图1和2所描述，也可以建立NMOS型的配置和其他相似的配置，所有这些都必须被解释为包括在本发明的权利之内。
图3和图4分别是根据本发明的用于太阳能电池的光电探测器的剖视图和用于描述光电探测器300的发电机制的剖视图。当用作太阳能电池运行时，光电探测器300包括根据光的吸收而产生的光电流，光电探测器300还产生光伏电动势。
如图3所示，在光电探测器300中，凭借光被光接收部350吸收，电子隧道通过氧化物层140从源极120和漏极130之间的沟道移动到光接收部350，这改变了光接收部350的整个电荷量。通过测量光接收部350和漏极130之间施加的电压，可以估算由光引起的电流量的变化。而且，在N阱115中积累的电荷可以通过测量漏极130与电极131、W-RST 360的电极361之间的电压来估算。
如图4所示，在光电探测器300中，如果光能大于在制造过程中确定的晶体管的阈值电压，光电流沿着沟道流动。
更具体地是，硅界面最初设计成在建立有沟道160的源极120和漏极130之间具有一个阈值电压，正好低于亚阈值电压，其中，没有入射光照射到光接收部350上，就没有光电流沿着沟道160流动。
当光能大于将电荷与掺杂在光接收部350中的杂质结合的能量时，光接收部中的大量电子和空穴在氧化物层140的任意一侧自由移动，氧化物层140作为屏障，防止在平衡状态中每个类型的电荷穿越到对面侧。在电子和空穴重组之间前，本质上，每个由此产生的EHP在一定时期内作为电子和空穴而存在，并且迁移到集中有电场的区域。
由于硅界面的电位正好低于源极和漏极130之间的亚阈值，电子或者空穴从光接收部350至源极120或者漏极130产生隧道，而且由于电荷量的增加和被照射到光接收部350上的入射光驱动变得密集的电场，这降低了沟道160的阈值电压，反过来，光电流的流动与沟道160的光的数量成正比。
可以通过光接收部350或者N阱115检测驱动光电流的电压。如此测得的电压值范围可以从几毫微安到几微安，这取决于通过N阱115测得的光量，使得电压差范围从0.1到1V。测量到的值不包括暗电流的任何影响，而这样的输出是从3μm或者小于3μm的像素中获得的。因此，通过串联或者并联多个像素来构成和控制像素阵列，可以获得相当大的输出。
图5是根据本发明第一实施方案的光电探测器300的Voc获取机制的剖视图。
如图5所示，应当在源极120和漏极130之间施加一定量的电压，以驱使光电流流动，照射到光接收部350上的入射光改变阈值电压。更长波长的光透过光接收部350，然后被N阱115吸收，根据与使得在光接收部150中产生电荷相同的原理，在N阱115中产生一定量的电荷，继而电荷在沟道的界面周围累积。
沿着沟道流动的光电流由电压驱动，电压由在光接收部350和N阱115中产生的电荷量产生。更具体地是，如此驱动的光电流产生VDrain-Gate或者漏极130与光接收部350之间的电压，和VDrain-Wrst或者光接收部350与N阱115之间的电压。因此，通过测量施加在和漏极130连线的端子131与和光接收部350连线的端子351之间的VDrain-Gate、以及施加在和漏极350连线的端子131与和N阱115连线的端子361之间的VDrain-Wrst中的任何一个值来获得Voc。
图6是根据本发明第二实施方案的光电探测器300的Voc获取机制的剖视图。
不仅需要大量来自光电探测器300的光电流，也需要大量的Voc，以获得更大的输出。在这点上，如图6所示，如果通过将和光接收部350连线的端子351与和N+扩散层360连线的端子361连接来提高沟道的阈值，较大的电压VDrain-(gate-wrst)可以施加在用于连接光接收部350和N阱115的端子与和漏极130连线的端子132之间，这是由于当N阱115下面的电子移动到N+扩散层360时，电荷量大量增加。
图7示出根据本发明的太阳能电池单位像素的配置，其中，作为像素化的太阳能电池，太阳能电池包括单位像素700。
单位像素700包括光电探测器300，第一开关Ms，第二开关Mg；第三开光Mwr；第四开关Mv，第一太阳能电池总线SCB1和第二太阳能电池总线SCB 2。光电探测器300沿着源极和漏极之间的沟道产生光电流，光电流由入射到光接收部或者栅极上的光hv驱动。连线在光电探测器300的源极端子和第一太阳能电池总线SCB 1之间的第一开关Ms用于处于接通或者断开状态。连线在光接收部或者栅极(光电探测器300的端子)和第二太阳能电池总线SCB2之间的第二开关Mg用于处于接通或者断开状态。连线在和光电探测器300的N阱或者衬底相连的复位端与第二太阳能电池总线SCB 2之间的第三开光Mwr用于处于接通或者断开状态。复位端中掺杂有杂质，该杂质不同于掺杂在源极和漏极中的杂质。参考图3至图6，不同于那些注入到源极和漏极中的P型杂质，复位端Wrst掺杂有N型杂质，不同于那些注入到源极和漏极中的N型杂质，NMOS中的复位端可以掺杂P型杂质，VDD连接至额外的外部系统电源，并被左侧安装，以驱动光电探测器300。为此，VDD可以通过第四开关Mv连接至光电探测器的漏极，当在像素外部增加额外电路以消除暗电流时，可以施加VDD的最小值，以使暗电流最小化。
同时，光电探测器300可以使用与相邻电路所使用的电源相同的电源，因为光电探测器300是在与相邻电路的制造工艺相同的工艺中被制造的。在这种情况中，不同于现有的光电探测器，根据本发明的光电探测器300可以被配置为使用相邻电路本身所使用的电源，而不使用任何额外的外部电源。
随着入射光照射在光电探测器300上，光电流在从第一太阳能电池总线SCB 1到第二太阳能电池总线SCB 2的途中流动，同时通过控制第二开关Mg和第三开关Mwr，在第一太阳能电池总线SCB 1和第二太阳能电池总线SCB 2之间获得Voc。
可选地，第二开关Mg和第三开关Mwr可以通过开/关活动连接至外部矩阵，例如行解码器，无论是处于交替模式或是同步时，第二开关Mg和第三开关Mwr可以接通至第二太阳能总线SCB 2。第二开关Mg和第三开关Mwr被制造为应当同时连接至外部矩阵，这与光电探测器300的光接收部和N阱分别与第二太阳能总线SCB 2连接的情况相比，可以获得较大的Voc值，如图6所示。
图8是根据本发明第一实施方案的图像传感器的单位像素的结构示意图。单位像素1000配有选择器件SEL，其连线至光电探测器300，单位像素1000可经由列总线CB连接至图像传感器，该图像传感器包括作为直流电压转换电路的IVC电路1010，其中SEL可以构建为例如MOSFET结构的形式，以及其他不同器件。在这样的情况下，光电检测器300和SEL二者在MOSFET制程中同时制造，这有利于制造便利和降低成本。
当SEL接通时，在单位像素1000的光电探测器300中光电转换的光电流开始在IVC电路1010的电容器1015中累积。存储在电容器1015中的光电流将被作为电压输出，其量为IVC_OUT并且其信号被传送到包括CDS(共双采样)的电路。当选择器件SEL接通时，如果BUS_RST接通，则列总线CB和光电检测器300以及在IVC电路1010中的电容器1015被直接连接到接地部GND，释放累积的电荷并重置信号。图像传感器所需要的积分时间可通过前述的这些活动来限定。
图9是根据本发明第一实施方案的太阳能电池的单位像素的结构示意图。单位像素1100是太阳能电池，其中已经实现了图8所示的1T型图像传感器的单位像素1000。为此目的，作为太阳能电池的单位像素1100可以利用图8所示的图像传感器，通过添加第一太阳能电池总线SCB 1和第二太阳能电池总线2SCB 2以及开关S1和S2来建立。
更具体地，单位像素1100包括光电探测器300，其产生被栅极上的入射光驱动沿源极和漏极之间的沟道移动的光电流；第一开关S1，其连接光电探测器300的栅极端子和第一太阳能电池总线SCB 1，连通或断开；以及选择器件SEL，其连接光电探测器300的源极端子和第二太阳能电池总线SCB 2，以将光电流输出像素输出端子1010，其中像素输出端子1010对应于图10和11中所示的IVC电路1010，而单位像素1100可以另外包括第二开关S2，其连接选择器件和像素输出端子1010，连通或断开。通过光电流和Voc产生电功率，Voc是在第一太阳能电池总线SCB 1和第二太阳能电池总线SCB 2之间通过经由第一开关S1连接第一太阳能电池总线SCB 1和光电检测器300的栅极以及经由第二开关S2利用图8所示的列总线CB作为第二太阳能电池总线SCB 2来获得的。换言之，无论是图像传感器或太阳能电池都可以如前述通过连通或断开第一开关S1和第二开关S2来选择性地运行，其中当第一开关S1连通，同时选择器件SEL或第二开关S2断开时，单位像素1000作为太阳能电池工作，而当第一开关S1断开，同时第二开关S2连通时，单位像素1000作为图像传感器工作。
此外，像素输出端子1010包括电容器1015，其连接第二太阳能电池总线SCB 2和接地部GND并且存储光电流，还包括复位器件BUS_RST，其并联地连线到电容器1015并将第二太阳能电池总线SCB 2和接地部GND连接。
图10是根据本发明第二实施方案的图像传感器的第二单位像素的结构示意图。除如图8所示的已有的光电探测器300和选择器件SEL之外，第二单位像素1200还包括复位器件RST，其连线到光电检测器300的阱。单位像素1200可以通过将每列单位像素与IVC电路1010导线连接而作为图像传感器工作。当选择器件连通时，在光电检测器300中光电转换的光电流被存储在IVC电路1010的电容器1015中。由此存储在电容器1015中的光电荷将作为电压输出，该输出量为IVC-OUT，其信号被传送到包括CDS的电路。
当选择器件SEL被接通时，如果BUS_RST接通，则列总线SC和光电检测器300以及IVC电路1010中的电容器1015被直接连接到接地部GND，释放出累积的电荷并且重置信号。
当信号不经由光电检测器300无缝重置或为了手动调节当前沟道的阈值电压时，可以使用复位器件RST。复位器件RST也可以用于在无延迟的高帧速率等情况下专门获取图像。
图11是根据本发明第二实施方案的太阳能电池的第二单位像素的结构示意图。第二单位像素1300是太阳能电池，在其中已经实现有图10所示的2T型图像传感器的单位像素1200。第二单位像素1300包括光电检测器300，其驱动由栅极上的入射光引起的光电流沿着源极和漏极之间的沟道流动；第一开关S1，其连接光电检测器300的栅极端子和第一太阳能电池总线SCB 1，接通或断开；第二开关S2，其连接光电探测器300的复位端子和第一太阳能电池总线SCB 1，接通或断开；选择器件SEL，其连接光电探测器300的源极端子和第二太阳能电池总线SCB 2以将光电流输出像素输出端子1010；以及另外的复位装置RST，其连线到光电检测器300的阱，其中复位端子RST掺杂有与源极和漏极中的掺杂的杂质不同的杂质。
此外，第二单位像素1300还可以另外包括第三开关S3，其连线在选择器件SEL与像素输出端子1010之间，接通或断开。当第一开关S1或第二开关S2接通，而第三开关断开时，单位像素作为太阳能电池工作；当第一开关S1和第二开关S2断开，而第三开关S3接通时，单位像素作为图像传感器工作。第一开关S1和第二开关S2可以同时接通以获得更大的Voc量。
像素输出端子1010包括电容器1015，其连线在第二太阳能电池总线SCB 2和接地部GND之间，存储光电流；以及复位器件BUS_RST，其连接在第二太阳能电池总线SCB 2和接地部GND之间，并且并联地连线到电容器1015，根据其构造，由光电流和Voc产生电功率，Voc在第一太阳能电池总线SCB 1与第二太阳能电池总线SCB 2之间获得。
以上描述只是本发明的示例，本发明所属技术领域的普通技术人员可以在既不偏离技术思想也不偏离本发明的必要特征的情况下，对这些示例进行修改和改进。
就此而言，在本说明书中给出的实施方案必须被解释为举例说明，而不是限制本发明的技术思想。根据本发明的一个实施方案作为单一的、集成的组件的每个元件例如可以被分成待实施的多个元件，而作为多个非集成组件的元件可以被组合成单一的、集成的组件来实施。
本发明的范围应在说明书所附的权利要求书的基础上进行解释。说明书的权利要求书的含义和范围以及从等同于权利要求书思想的思想中导出的修改和变化必须包括在本发明的范围之内。
Claims (16)
1.一种单位像素元件，其用作图像传感器或太阳能电池，包括：
光电探测器，所述光电探测器驱动由入射到栅极上的入射光所诱发的光电流沿着源极和漏极之间的沟道流动；
第一开关，所述第一开关连线所述光电探测器的源极端子和第一太阳能电池总线，并且在所述光电探测器的源极端子和所述第一太阳能电池总线之间接通或断开；和
第二开关，所述第二开关连线所述光电探测器的栅极和第二太阳能电池总线，并且在所述光电探测器的栅极和所述第二太阳能电池总线之间接通或断开。
2.根据权利要求1的单位像素元件，还包括第三开关，所述第三开关连线所述光电探测器的复位端子和所述第二太阳能电池总线，并且在所述光电探测器的复位端子和所述第二太阳能电池总线之间接通或断开。
3.根据权利要求1的单位像素元件，其中所述复位端子掺杂有与在源极和漏极中掺杂的杂质不同的杂质。
4.一种单位像素元件，用作图像传感器或者太阳能电池，包括：
光电探测器，所述光电探测器驱动由入射到栅极上的入射光所诱发的光电流沿着源极和漏极之间的沟道流动；
第一开关，所述第一开关在所述光电探测器的栅极端子和第一太阳能电池总线之间接通或断开；和
选择器件，所述选择器件在所述光电探测器的源极端子和所述第二太阳能电池总线之间连线，以将光电流输出像素输出端子。
5.根据权利要求4的单位像素元件，还包括第二开关，所述第二开关连线所述选择器件和所述像素输出端子，并且在所述选择器件和所述像素输出端子之间接通或断开。
6.根据权利要求5的单位像素元件，其中当所述第一开关接通同时所述选择器件或者所述第二开关断开时，所述单位像素用作太阳能电池。
7.根据权利要求5的单位像素元件，其中当所述第一开关断开同时所述第二开关接通时，所述单位像素用作图像传感器。
8.根据权利要求4的单位像素元件，其中所述像素输出端子包括电容器，所述电容器连接所述第二太阳能电池总线和接地部，并且存储光电流。
9.根据权利要求8的单位像素元件，其中所述像素输出端子还包括复位器件，所述复位器件连接所述第二太阳能电池总线和所述接地部，并且并联地连线至所述电容器。
10.一种单位像素元件，用作图像传感器或者太阳能电池，包括：
光电探测器，所述光电探测器驱动由入射到栅极上的入射光所诱发的光电流沿着源极和漏极之间的沟道流动；
第一开关，所述第一开关在所述光电探测器的栅极端子和第一太阳能电池总线之间接通或断开；
第二开关，所述第二开关在所述光电探测器的复位端子和所述第一太阳能电池总线之间接通或断开；和
选择器件，所述选择器件在所述光电探测器的源极端子和第二太阳能电池总线之间连线，以将光电流输出像素输出端子。
11.根据权利要求10的单位像素元件，其中所述复位端子掺杂有与在源极和漏极中掺杂的杂质不同的杂质。
12.根据权利要求10的单位像素元件，还包括第三开关，所述第三开关连线所述选择器件和所述像素输出端子，并且在所述选择器件和所述像素输出端子之间接通或断开。
13.根据权利要求10的单位像素元件，其中当所述第一开关或者所述第二开关接通同时所述第三开关断开时，所述单位像素用作太阳能电池。
14.根据权利要求10的单位像素元件，其中当所述第一开关和所述第二开关断开同时所述第三开关接通时，所述单位像素用作图像传感器。
15.根据权利要求10的单位像素元件，其中所述像素输出端子包括电容器，所述电容器连接第二太阳能电池总线和接地部，并且存储光电流。
16.根据权利要求15的单位像素元件，其中所述像素输出端子还包括复位器件，所述复位器件连接所述第二太阳能电池总线和所述接地部，并且并联地连线至所述电容器。
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