CN115207147A - 太阳能电池模块与太阳能电池显示装置 - Google Patents

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Abstract

本申请公开一种太阳能电池模块与太阳能电池显示装置。所述太阳能电池模块包括：基板、交错配置在基板上且形成边框区域的多个第一太阳能电池单元与多个第二太阳能电池单元、绝缘层、第一导电层及第二导电层；多个第一太阳能电池单元并联；多个第二太阳能电池单元并联且与多个第一太阳能电池单元串联；绝缘层设置于多个第一太阳能电池单元与多个第二太阳能电池单元上，且包括多个窗口；第一导电层与第二导电层分别设置于绝缘层上，并通过多个窗口分别电性连接多个第一太阳能电池单元的正极层与多个第二太阳能电池单元的负极层。因此，可避免因部分边框区域被遮蔽造成无法运作的情况。

Description

太阳能电池模块与太阳能电池显示装置
技术领域
本申请系关于一种太阳能电池及显示装置；特别是关于一种太阳能电池模块及太阳能电池显示装置。
背景技术
近年来，随着环保意识的抬头，各种再生能源成为研究发展的方向，而将太阳能通过光伏效应转成电能的太阳能电池被视为重要发展科技之一。
为了延长电子装置的使用时间，可将太阳能电池与电子装置结合，通过太阳能电池提供部份电力作为电子装置的补充电力。请参照图1，其为应用于电子装置的现有太阳能电池模块的一实施例示意图。如图1所示，由于将太阳能电池模块100与电子装置结合时，太阳能电池模块100受限于不干扰电子装置正常运作的需求与光电转换效率的考量，故太阳能电池模块100可设计为包括环绕透光的开口区域80的单一太阳能电池单元110，但存在单一太阳能电池单元110所提供的电压不足的问题。因此，相关业者提出将单一太阳能电池单元110变更为两个串联的太阳能电池单元120a、120b的实施方式，如图2所示，图2为应用于电子装置的现有太阳能电池模块的另一实施例示意图。然而，将单一太阳能电池单元110变更为两个串联的太阳能电池单元120a、120b后，虽可提升太阳能电池模块200的输出电压，但由于太阳能电池单元120a与太阳能电池单元120b的受光面积小于太阳能电池单元110的受光面积，当使用电子装置的操作者因其操作需求导致太阳能电池单元120a或太阳能电池单元120b被操作者的衣袖或其他物品的阴影遮蔽(即太阳能电池单元120a或太阳能电池单元120b因阴影遮蔽而失效)时，存在太阳能电池模块200无法正常运作的问题。
综上所述，如何提供一种适合与电子装置进行组合搭配且不会因部分受光区域被阴影遮蔽而无法正常运作的太阳能电池模块是一个重要的课题。
发明内容
本申请实施例提供一种太阳能电池模块与太阳能电池显示装置，解决目前应用于电子装置的现有太阳能电池模块因部分受光区域被阴影遮蔽而导致无法正常运作的问题。
为了解决上述技术问题，本申请是这样实现的：
第一方面，本申请实施例提供一种太阳能电池模块，其包括：基板、多个第一太阳能电池单元、多个第二太阳能电池单元、绝缘层、第一导电层与第二导电层；多个第一太阳能电池单元相互并联；多个第二太阳能电池单元相互并联，且与多个第一太阳能电池单元串联；绝缘层设置于多个第一太阳能电池单元与多个第二太阳能电池单元上，且包括多个窗口，多个窗口暴露多个第一太阳能电池单元中的每一个的部分的第一正极层及暴露多个第二太阳能电池单元中的每一个的部分的第二负极层；第一导电层设置于绝缘层上，通过一部分的多个窗口电性连接多个第一太阳能电池单元中的每一个的第一正极层；第二导电层设置于绝缘层上，通过另一部分的多个窗口电性连接多个第二太阳能电池单元中的每一个的第二负极层；多个第一太阳能电池单元与多个第二太阳能电池单元交错配置在基板上且形成边框区域，边框区域定义开口区域。
第二方面，本申请实施例提供一种太阳能电池显示装置，其包括：背光模块与显示面板；显示面板叠设置于背光模块且包括：本申请实施例所述的太阳能电池模块，开口区域对应显示面板的显示区域，边框区域对应显示面板的非显示区域。
在本申请实施例中，通过交错配置在基板上且形成边框区域的多个第一太阳能电池单元与多个第二太阳能电池单元，多个第一太阳能电池单元相互并联，多个第二太阳能电池单元相互并联且与多个第一太阳能电池单元串联，可避免太阳能电池模块因部分边框区域(即受光区域)被阴影遮蔽而导致无法正常运作的问题。另外，通过第一导电层与第二导电层通过绝缘层的多个窗口分别电性连接多个第一太阳能电池单元的第一正极层与多个第二太阳能电池单元的第二负极层，可用来将太阳能电池模块的正负电取出给其搭配的电子装置的电路板。此外，通过布线(layout)规划即可设计多个第二太阳能电池单元与多个第一太阳能电池单元的连接关系、第一导电层与多个第一太阳能电池单元的连接关系及第二导电层与多个第二太阳能电池单元的连接关系，而不需通过外部的部件/元件辅助连接。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1为应用于电子装置的现有太阳能电池模块的一实施例示意图；
图2为应用于电子装置的现有太阳能电池模块的另一实施例示意图；
图3为本申请一实施例的太阳能电池模块的示意图；
图4为图3的线条AA的一实施例剖面图；
图5为图3的线条BB的一实施例剖面图；
图6为图3的线条CC的一实施例剖面图；
图7为图3的太阳能电池模块的电路模型示意图；
图8为本申请的另一实施例的太阳能电池模块的示意图；
图9为图3的太阳能电池模块的部分边框区域被阴影遮蔽的一实施例示意图；
图10为图9的太阳能电池模块的电路模型示意图；
图11为本申请一实施例的太阳能电池显示装置的侧视示意图；
图12为图11的太阳能电池显示装置的第一实施例的侧视示意图；
图13为图11的太阳能电池显示装置的第二实施例的侧视示意图；
图14为图11的太阳能电池显示装置的第三实施例的侧视示意图；以及
图15为图11的太阳能电池显示装置的第四实施例的侧视示意图。
具体实施方式
以下将配合相关附图来说明本发明的实施例。在这些附图中，相同的标号表示相同或类似的组件或方法流程。
必须了解的是，使用在本说明书中的“包含”、“包括”等词，是用于表示存在特定的技术特征、数值、方法步骤、作业处理、组件和/或组件，但并不排除可加上更多的技术特征、数值、方法步骤、作业处理、组件、组件，或以上的任意组合。
必须了解的是，当组件描述为“连接”或“耦接”至另一组件时，可以是直接连结、或耦接至其他组件，可能出现中间组件。相反地，当组件描述为“直接连接”或“直接耦接”至另一组件时，其中不存在任何中间组件。
请参阅图3至图6，图3为本申请一实施例的太阳能电池模块示意图，图4为图3的线条AA的一实施例剖面图，图5为图3的线条BB的一实施例剖面图，图6为图3的线条CC的一实施例剖面图。如图3至图6所示，太阳能电池模块300包括：基板310、多个第一太阳能电池单元320、多个第二太阳能电池单元330、绝缘层340、第一导电层350与第二导电层360。在本实施例中，第一太阳能电池单元320的数量可为但不限于两个，第二太阳能电池单元330的数量可为但不限于两个，但本实施例并非用以限定本申请，实际第一太阳能电池单元320与第二太阳能电池单元330的数量可依据需求进行调整；需注意的是，由于第一太阳能电池单元320与第二太阳能电池单元330的光电转换效率与其接收光线的面积(即受光面积)成正比，因此，第一太阳能电池单元320与第二太阳能电池单元330的数量不宜过多。此外，需特别说明的是，尽管本实施例的第一太阳能电池单元320与第二太阳能电池单元330的型态是呈现矩形，但本实施例并非用以限定本发明。举例来说，本实施例的第一太阳能电池单元320与第二太阳能电池单元330的型态亦可呈现圆形或其他几何形状。
在本实施例中，基板310的外侧面312为太阳能电池模块300接收光线的表面，基板310的内侧面314可设置有多个第一太阳能电池单元320与多个第二太阳能电池单元330，因此，基板310可为例如玻璃或塑胶的透明基板，但不限于此。在一实施例中，基板310可包括硬质基板、可挠性基板或上述的任意组合。在一实施例中，基板310可包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(Polyethlene terephihalate，PET)基板、聚碳酸酯(Polycarbonate，PC)基板、聚苯二甲酸乙二酯(Polyethylene Naphthalate，PEN)基板、聚醚砜膜(Polyethersulfone，PES)或上述的任意组合。
在本实施例中，多个第一太阳能电池单元320相互并联；多个第二太阳能电池单元330相互并联，且与多个第一太阳能电池单元320串联，如图7所示，图7为图3的太阳能电池模块的电路模型示意图。本实施例的多个第二太阳能电池单元330与多个第一太阳能电池单元320的连接关系可于布线规划时进行结构设计，而不需通过外部的部件/元件辅助连接。此部分为所属技术领域中具有通常知识者所能够理解及实施者，于此不加以详述。
请参阅图4至图6，每一个第一太阳能电池单元320可包括第一正极层322、第一光电转换层324与第一负极层326；在每一个第一太阳能电池单元320中，第一光电转换层324配置于第一负极层326与第一正极层322之间，第一正极层322配置在基板310上；每一个第二太阳能电池单元330可包括第二正极层332、第二光电转换层334与第二负极层336；在每一个第二太阳能电池单元330中，第二光电转换层334配置于第二负极层336与第二正极层332之间，第二正极层332配置在基板310上。
在一实施例中，第一正极层322与第二正极层332的组成材料可以相同，第一光电转换层324与第二光电转换层334的组成材料可以相同，第一负极层326与第二负极层336的组成材料可以相同，但所述实施例并非用以限定本申请。
在一实施例中，每一个第一太阳能电池单元320的第一正极层322与每一个第二太阳能电池单元330的第二正极层332的组成材料可为透明导电氧化物(transparentconducting oxide，TCO)，但所述实施例并非用以限定本申请。其中，透明导电氧化物可包括氧化铟(In2O3)、氧化锡(SnO2)、氧化锌(ZnO)、氧化镉(CdO)、氧化铬铜(CuCrO2)、氧化锶铜(SrCu2O2)、氧化铜铝(CuAlO2)、镁铟氧化物(MgO-In2O3)、镉锡氧化物(CdO-SnO2)、锡锑氧化物(SnO2-Sb2O3)、锡镓氧化物(SnO2-Ga2O3)、镓锌氧化物(Ga2O3-ZnO)、铟锡氧化物(In2O3-SnO2，ITO)、铟锌氧化物(Indium zinc oxide，IZO)、铟镓锌氧化物(In2O3-Ga2O3-ZnO，IGZO)、掺杂铝的氧化锌(Aluminum-doped Zinc Oxide，AZO)、掺杂硼的氧化锌(Boron-doped ZnO，BZO)、掺杂氟的氧化锡(Fluorine-doped SnO2，FTO)或上述的任意组合。
在一实施例中，第一光电转换层324与第二光电转换层334的组成材料可包括单晶硅、多晶硅、非晶硅或上述的任意组合，但所述实施例并非用以限定本申请。
在一实施例中，第一负极层326与第二负极层336的组成材料可为银(Ag)、铬(Cr)、铝(Al)、钼铌(MoNb)、钼钽(MoTa)、铝钕(AlNd)、铝镍镧(AlNiLa)、铝钼钽(AlMoTa)或氧化钼(MoOx)，但所述实施例并非用以限定本申请。
请继续参阅图3至图6，在本实施例中，绝缘层340设置于多个第一太阳能电池单元320与多个第二太阳能电池单元330上，且包括多个窗口342、344，多个窗口342暴露多个第一太阳能电池单元320中的每一个的部分的第一正极层322，多个窗口344暴露多个第二太阳能电池单元330中的每一个的部分的第二负极层336。其中，窗口342的数量可为但不限于六个且可对应分布设置于多个第一太阳能电池单元320上，窗口344的数量可为但不限于三个且可对应分布设置于多个第二太阳能电池单元330上，但所述实施例并非用以限定本申请，实际窗口342、344的数量及其配置位置可依据需求进行调整。举例而言，请参阅图8，其为本申请的另一实施例的太阳能电池模块示意图，图8与图3之间的差异在于图8的第一太阳能电池单元320上的窗口342的数量较为密集，以利将第一正极层322的电洞导出。
在一实施例中，绝缘层340的材料可为无机材料、有机材料或上述的组合，但所述实施例并非用以限定本申请。其中，绝缘层340可为但不限于透明材料。在本实施例中，绝缘层340选用有机材料。
在本实施例中，第一导电层350设置于绝缘层340上，通过一部分的多个窗口(即窗口342)电性连接多个第一太阳能电池单元320中的每一个的第一正极层322。更详细地说，第一导电层350包括多个第一子导电层352与多个第二子导电层354，多个第二子导电层354设置于绝缘层340上，且通过多个窗口342将多个第一太阳能电池单元320的第一正极层322搜集的电洞进一步迅速地导出，以避免电子-电洞对再复合而降低多个第一太阳能电池单元320的转换效率；多个第一子导电层352用以连接分布于多个第一太阳能电池单元320上方的多个第二子导电层354，以使每一个第一太阳能电池单元320的第一正极层322相连接。
在本实施例中，第二导电层360设置于绝缘层340上，通过另一部分的多个窗口(即窗口344)电性连接多个第二太阳能电池单元330中的每一个的第二负极层336。更详细地说，第二导电层360通过多个窗口344将多个第二太阳能电池单元330的第二负极层336搜集的电子进一步迅速地导出，以避免电子-电洞对再复合而降低多个第二太阳能电池单元330的转换效率。
因此，第一导电层350与第二导电层360可用来将太阳能电池模块300的正负电取出给其搭配的电子装置的电路板。在一实施例中，第一导电层350与第二导电层360的组成材料可以相同，但所述实施例并非用以限定本申请。其中，第一导电层350与第二导电层360的组成材料可包括银(Ag)、铬(Cr)、铝(Al)、钼铌(MoNb)、钼钽(MoTa)、铝钕(AlNd)、铝镍镧(AlNiLa)、铝钼钽(AlMoTa)或氧化钼(MoOx)。
在本实施例中，多个第一太阳能电池单元320与多个第二太阳能电池单元330交错配置在基板310上且形成边框区域370，边框区域370定义开口区域380。上述多个第一太阳能电池单元320与多个第二太阳能电池单元330交错配置在基板310上系指多个第一太阳能电池单元320与多个第二太阳能电池单元330以交替方式配置在基板310上，以使多个第一太阳能电池单元320与多个第二太阳能电池单元330分散配置在基板310上。由于多个第一太阳能电池单元320相互并联，多个第二太阳能电池单元330相互并联，且多个第二太阳能电池单元330与多个第一太阳能电池单元320串联，使得当多个第一太阳能电池单元320与多个第二太阳能电池单元330交错配置在基板310上且形成边框区域370时，可避免太阳能电池模块300因部分边框区域370(即受光区域)被阴影遮蔽而导致无法正常运作的问题。更详细地说，请参阅图9与图10，图9为图3的太阳能电池模块的部分边框区域被阴影遮蔽的一实施例示意图，图10为图9的太阳能电池模块的电路模型示意图；如图9与图10所示，当物品的阴影60遮蔽一个第一太阳能电池单元320与一个第二太阳能电池单元330时，被遮蔽的第一太阳能电池单元320与第二太阳能电池单元330无法正常运作(图10的图面以×表示无法正常运作)，但由于未被遮蔽的第一太阳能电池单元320与第二太阳能电池单元330可正常运作，因此，太阳能电池模块300仍可正常运作。需注意的是，在本实施例中，开口区域380上可以没有设置任何材料或元件，但本实施例并非用以限定本发明，可依据实际需求进行调整。
在本实施例中，由于边框区域370所定义的开口区域380上没有设置第二太阳能电池单元330或第一太阳能电池单元320，因此，将太阳能电池模块300与任一电子装置进行搭配时，可将所述电子装置设置于开口区域380上，使太阳能电池模块300不会影响所述电子装置的正常运作；或者将太阳能电池模块300设置于所述电子装置的外表面，故对所述电子装置的运作影响有限。
在一实施例中，太阳能电池模块300还可包括多个第三太阳能电池单元(未绘制)，配置于基板310上且设置于开口区域380。其中，所述第三太阳能电池单元的面积可占开口区域中的5％至20％的面积。在所述实施例中，由于开口区域380的大部分面积为可透光的基板310，因此，多个第三太阳能电池单元的设置对开口区域380的透光性影响不大。其中，所述第三太阳能电池单元的结构可与第一太阳能电池单元320或第二太阳能电池单元330的结构相同。
请参阅图11，其为本申请一实施例的太阳能电池显示装置的侧视示意图。如图11所示，太阳能电池显示装置500包括背光模块510与显示面板520；显示面板520叠设置于背光模块510，且包括：太阳能电池模块300，开口区域380对应显示面板520的显示区域522，边框区域370对应显示面板520的非显示区域524。
进一步地说，请参阅图12至图15，图12至图15分别为图11的太阳能电池显示装置的第一实施例至第四实施例的侧视示意图。如图12至图15所示，显示面板520还可包括依次层叠的透明盖板610、上偏光片620、彩色滤光基板630、液晶层640、阵列基板650与下偏光片660，太阳能电池模块300可设置于透明盖板610上(如图12所示)、透明盖板610与上偏光片620之间(如图13所示)、上偏光片620与彩色滤光基板630之间(如图14所示)或者彩色滤光基板630与液晶层640之间(如图15所示)。
在一实施例中，显示面板520还可包括黑色油墨层(未绘制)，黑色油墨层(未绘制)对应显示面板520的非显示区域524。换句话说，黑色油墨层(未绘制)用来作为显示面板520的显示区域522的边框。
综上所述，在本申请实施例中，通过交错配置在基板上且形成边框区域的多个第一太阳能电池单元与多个第二太阳能电池单元，多个第一太阳能电池单元相互并联，多个第二太阳能电池单元相互并联且与多个第一太阳能电池单元串联，可避免太阳能电池模块因部分边框区域(即受光区域)被阴影遮蔽而导致无法正常运作的问题。另外，通过第一导电层与第二导电层通过绝缘层的多个窗口分别电性连接多个第一太阳能电池单元的第一正极层与多个第二太阳能电池单元的第二负极层，可用来将太阳能电池模块的正负电取出给其搭配的电子装置的电路板。此外，通过布线规划即可设计多个第二太阳能电池单元与多个第一太阳能电池单元的连接关系、第一导电层与多个第一太阳能电池单元的连接关系及第二导电层与多个第二太阳能电池单元的连接关系，而不需通过外部的部件/元件辅助连接。再者，当太阳能电池模块包括在显示面板时，通过开口区域对应显示区域及边框区域对应非显示区域，可使得太阳能电池模块的边框区域可用来替代现有技术中显示面板的显示区域的边框(即黑色油墨层)。
虽然在本申请的图式中包含了以上描述的组件，但不排除在不违反发明的精神下，使用更多其他的附加组件，已达成更佳的技术效果。
虽然本发明使用以上实施例进行说明，但需要注意的是，这些描述并非用于限缩本发明。相反地，此发明涵盖了所属技术领域中的技术人员显而易见的修改与相似设置。所以，权利要求范围须以最宽广的方式解释来包含所有显而易见的修改与相似设置。

Claims (9)

1.一种太阳能电池模块，其特征在于，包括：
基板；
多个第一太阳能电池单元，所述多个第一太阳能电池单元相互并联；
多个第二太阳能电池单元，所述多个第二太阳能电池单元相互并联，且与所述多个第一太阳能电池单元串联；
绝缘层，设置于所述多个第一太阳能电池单元与所述多个第二太阳能电池单元上，且包括多个窗口，所述多个窗口暴露所述多个第一太阳能电池单元中的每一个的部分的第一正极层及暴露所述多个第二太阳能电池单元中的每一个的部分的第二负极层；
第一导电层，设置于所述绝缘层上，通过一部分的所述多个窗口电性连接所述多个第一太阳能电池单元中的每一个的所述第一正极层；以及
第二导电层，设置于所述绝缘层上，通过另一部分的所述多个窗口电性连接所述多个第二太阳能电池单元中的每一个的所述第二负极层；
其中，所述多个第一太阳能电池单元与所述多个第二太阳能电池单元交错配置在所述基板上且形成边框区域，所述边框区域定义开口区域。
2.如权利要求1所述的太阳能电池模块，其特征在于，所述基板包括硬质基板、可挠性基板或上述的任意组合。
3.如权利要求1所述的太阳能电池模块，其特征在于，所述基板包括玻璃基板、蓝宝石基板、聚对苯二甲酸乙二醇酯基板、聚碳酸酯基板、聚苯二甲酸乙二酯基板、聚醚砜膜或上述的任意组合。
4.如权利要求1所述的太阳能电池模块，其特征在于，所述多个第一太阳能电池单元中的每一个包括第一负极层、第一光电转换层与所述第一正极层；在所述多个第一太阳能电池单元中的每一个中，所述第一光电转换层配置于所述第一负极层与所述第一正极层之间，所述第一正极层配置在所述基板上；所述多个第二太阳能电池单元中的每一个包括第二正极层、第二光电转换层与所述第二负极层；在所述多个第二太阳能电池单元中的每一个中，所述第二光电转换层配置于所述第二负极层与所述第二正极层之间，所述第二正极层配置在所述基板上。
5.如权利要求4所述的太阳能电池模块，其特征在于，所述多个第一太阳能电池单元中的每一个的所述第一正极层与所述多个第二太阳能电池单元中的每一个的所述第二正极层的组成材料为透明导电氧化物。
6.如权利要求1所述的太阳能电池模块，其特征在于，所述太阳能电池模块还包括多个第三太阳能电池单元，配置于所述基板上且设置于所述开口区域，所述多个第三太阳能电池单元的面积占所述开口区域中的5％至20％的面积。
7.一种太阳能电池显示装置，其特征在于，包括：
背光模块；以及
显示面板，叠设置于所述背光模块，且包括：如权利要求1至6中任一项所述的太阳能电池模块，其中，所述开口区域对应所述显示面板的显示区域，所述边框区域对应所述显示面板的非显示区域。
8.如权利要求7所述的太阳能电池显示装置，其特征在于，所述显示面板还包括依次层叠的透明盖板、上偏光片、彩色滤光基板、液晶层、阵列基板与下偏光片，所述太阳能电池模块设置于所述透明盖板上、所述透明盖板与所述上偏光片之间、所述上偏光片与所述彩色滤光基板之间或者所述彩色滤光基板与所述液晶层之间。
9.如权利要求7所述的太阳能电池显示装置，其特征在于，所述显示面板还包括黑色油墨层，所述黑色油墨层对应所述显示面板的非显示区域。
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