CN211265494U - 一种基于tft技术制作的新型太阳能电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于TFT技术制作的新型太阳能电池，所述太阳能电池具有显示区、光伏区和电极区，所述太阳能电池包括透明基板，在光伏区内，所述透明基板上设有太阳能电池本体，所述太阳能电池本体包括依次层叠设置在透明基板上的前电极、光吸收层和背电极，所述太阳能电池本体还包括依次层叠设置在背电极上的绝缘层和金属层，所述光吸收层、背电极和绝缘层上开设有若干个小孔供金属层穿设至与前电极连接；在显示区内，所述透明基板上设有若干条太阳能电池走线，所述太阳能电池走线与太阳能电池本体电性连接；在电极区内，所述透明基板上还设有太阳能电池本体的引出正极区域和引出负极区域，有效提高显示区的透过率。

Description

一种基于TFT技术制作的新型太阳能电池

技术领域

本实用新型涉及太阳能电池技术领域，更具体地涉及基于TFT技术制作的新型太阳能电池。

背景技术

随着室外运动产品越来越多，对功能及电量持久度的要求也越来越高，为了在室外也能有充足的电量，可以随时充电，现有技术中出现了将太阳能电池应用在面板屏的技术，太阳能电池的原理为利用环境光转换成电能。在将太阳能电池应用到面板屏的制作过程中，太阳能电池需要引出正负极到运动产品的充电电池上实现太阳能电池为运动产品供电。

现有技术中太阳能电池具有显示区、光伏区和电极区，显示区通常包括太阳能电池走线以提高光电转换效率，太阳能电池走线细小到透明或者半透明状，以减少对显示区域的影响。而现有技术的太阳能电池走线通常需要通过打孔的方式引出正负极，这样必然导致要求走线的加宽，从而降低了显示区的透过率。

实用新型内容

为了解决所述现有技术的不足，本实用新型提供了一种基于TFT技术制作的新型太阳能电池，通过引出正负极均在电极区引出，且太阳能电池走线不需要通过打孔的方式引出正负极，而是与太阳能电池本体的正负极搭接实现电性连接，这样可以将太阳能电池走线做的很细，有效提高显示区的透过率。

本实用新型所要达到的技术效果通过以下方案实现：一种基于TFT技术制作的新型太阳能电池，所述太阳能电池具有显示区、光伏区和电极区，所述太阳能电池包括透明基板，在光伏区内，所述透明基板上设有太阳能电池本体，所述太阳能电池本体包括依次层叠设置在透明基板上的前电极、光吸收层和背电极，所述太阳能电池本体还包括依次层叠设置在背电极上的绝缘层和金属层，所述光吸收层、背电极和绝缘层上开设有若干个小孔供金属层穿设至与前电极连接；在显示区内，所述透明基板上设有若干条太阳能电池走线，所述太阳能电池走线与太阳能电池本体电性连接；在电极区内，所述透明基板上还设有太阳能电池本体的引出正极区域和引出负极区域。

优选地，在引出正极区域，所述光吸收层、背电极和绝缘层上开设有第一大孔供金属层穿设至与前电极连接。

优选地，在引出负极区域，所述绝缘层上开设有第二大孔供金属层穿设至与背电极连接形成引出负极，引出负极的金属层与引出正极和光伏区的金属层断开设置。

优选地，所述小孔的最低直径尺寸为7μm的孔。

优选地，所述第一大孔的开孔边缘还具有光伏层和背电极时，所述光伏层和背电极的边缘内缩于绝缘层的边缘设置。

优选地，所述透明基板为玻璃或者石英。

优选地，所述前电极的材质为AZO。

本实用新型具有以下优点：

1、本实用新型的新型太阳能电池正负极均在电极区引出，且太阳能电池走线不需要通过打孔的方式引出正负极，而是与太阳能电池本体的正负极搭接实现电性连接，这样可以将太阳能电池走线做的很细，有效提高显示区的透过率；

2、光伏区的太阳能电池本体在光吸收层、背电极和绝缘层上开设有若干个小孔供金属层穿设至与前电极连接，用于减少光伏区的前电极的电阻和引出光伏区的正极，且设置成若干个小孔的形式，可以使前电极的电阻更加均匀。

附图说明

图1为本实用新型中一种基于TFT技术制作的新型太阳能电池的侧视结构示意图1（电极区引出负极）；

图2为本实用新型中一种基于TFT技术制作的新型太阳能电池的侧视结构示意图2（电极区引出正极）。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的说明，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“设置”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型实施例提供一种基于TFT技术的新型太阳能电池，所述太阳能电池应用在户外运动产品（例如手表、计时器、手环）上，为户外运动产品提供电能，使户外运动产品在无法充电的情况下可以利用太阳能电池的光电转换技术实现对户外运动产品的充电。为了不影响户外运动产品的显示功能，所述太阳能电池可以是透明或者半透明状。

结合图1、图2所示，本实用新型的太阳能电池具有显示区A、光伏区B和电极区C。本实用新型的太阳能电池以圆形为例，图中的侧视图仅显示了圆形太阳能电池截面的一半，其中显示区A对应户外运动产品的有效显示区域设置（即圆形中间区域），光伏区B为太阳能电池进行光电转换的主要区域，电极区C为太阳能电池的电极引出区域，通常显示区A为中间区域，光伏区B为显示区A外周的区域，电极区C为光伏区B外周的区域。

本实用新型中，所述太阳能电池包括透明基板10，在光伏区B内，所述透明基板10上设有太阳能电池本体，所述太阳能电池本体包括依次层叠设置在透明基板10上的前电极1、光吸收层2和背电极3，所述太阳能电池本体还包括依次层叠设置在背电极3上的绝缘层4和金属层5，所述光吸收层2、背电极3和绝缘层4上开设有若干个小孔6供金属层5穿设至与前电极1连接，用于减少光伏区B的前电极1的电阻和引出光伏区的正极，且设置成若干个小孔6的形式，可以使前电极1的电阻更加均匀。

在显示区A内，所述透明基板10上设有若干条太阳能电池走线7，所述太阳能电池走线7与太阳能电池本体电性连接（图中未显示太阳能电池走线与太阳能电池本体电性连接的位置）。

在电极区C内，所述透明基板10上还设有太阳能电池本体的引出正极区域和引出负极区域。具体地，在引出正极区域，所述光吸收层2、背电极3和绝缘层4上开设有第一大孔8供金属层5穿设至与前电极1连接。在引出负极区域，所述绝缘层4上开设有第二大孔9供金属层5穿设至与背电极3连接形成引出负极，此时引出负极的金属层5与引出正极和光伏区的金属层5应当断开设置，避免发生短路。

本实用新型的新型太阳能电池正负极均在电极区引出，且太阳能电池走线7不需要通过打孔的方式引出正负极，而是与太阳能电池本体的正负极搭接实现电性连接，这样可以将太阳能电池走线7做的很细，有效提高显示区的透过率。

作为本实用新型的进一步改进占光伏区，所述小孔6的尺寸可以是直径最低为7μm的孔，均匀分布在光伏区。

本实用新型中，所述第一大孔8的设置应当使所述光吸收层2和背电极3的边缘应内缩于绝缘层4的边缘设置，这样可以有效防止金属层5与光伏层和背电极3接触而造成短路。

本实用新型中，所述太阳能电池走线7具体结构也为前电极1、光吸收层2和背电极3的层叠结构，形成若干条间隔的栅格状，其本身的结构为常规技术，本实用新型不作赘述。所述太阳能电池走线7与太阳能电池本体的连接可以是在两者的交界处将太阳能电池走线7的前电极1延伸至与太阳能电池本体的背电极3连接，将太阳能电池走线7的背电极3延伸至与太阳能电池本体的前电极1连接，相当于将太阳能电池走线7与太阳能电池本体串联起来。也可以是太阳能电池走线7与太阳能电池本体一体制作而成即可，该连接为常规技术手段，本实用新型不作具体描述和展示。

所述太阳能电池的制作是基于TFT技术制作而成，可以使太阳能电池更轻薄化，在显示区A制作太阳能电池走线7，这些太阳能电池走线7基于TFT技术可以做的更细，使得太阳能电池走线7不影响显示区A的正常显示。

通常基于TFT技术制作太阳能电池是指通过溅射，CVD技术成膜形成PIN结构来实现太阳能电池功能。

本实用新型中，所述透明基板10可以是玻璃、石英等透明的无机材料或透明的有机高分子聚合物材料等，满足光的透过率在90%以上即可，不会影响正常的显示和光电转换的效率，其可以是刚性材质，也可以是柔性材质，以满足不同需求。

所述前电极1可以采用TCO材质，包括但不限于AZO（掺铝氧化锌）、ITO（氧化烟锡）、纳米银、镁银合金或石墨烯等透明导电氧化膜，提高透过率和减少对显示效果的影响。

所述光吸收层2以但不限于为采用多晶硅、非晶硅或砷化镓类材质制作形成的PN或PIN型器件。

所述背电极3为单层电极膜或多层电极膜，可以但不限于采用单体金属材质、合金材质或金属氧化物/氮化物/卤化物材质等，这些单体金属材质、合金材质或金属氧化物/氮化物/卤化物材质中含有的金属元素为电阻率较低的金、银、铜、铝、镍或钼等之一。

所述金属层5可以但不限于采用金属单质、合金材质、金属氧化物/氮化物/卤化物材质或纳米导电材质等，包括但不限于采用蒸镀、离子镀、磁控溅射或CVD等成膜工艺制成；其中金属单质可以是Al、Ag等单质，合金材质可为镁银合金或钼银合金等，金属氧化物/氮化物/卤化物材质可为ITO或IZO等，纳米导电材质可为石墨烯等。这些金属单质、合金材质、金属氧化物/氮化物/卤化物材质或纳米导电材质形成的金属层5在厚度小于一定值时，即可达到透明的光学效果。

当绝缘层4采用有机物时，可以通过涂胶曝光显影、移印或丝印的方式制备，工艺更为简单。当绝缘层4采用SiNx、SiO2等非金属保护时，可通过采用化学气象沉积（CVD）或磁控溅射等方式来成膜，然后利用黄光线曝光做出图形后干刻蚀成图形。

本实用新型的前电极1作为正极，收集光激发产生的自由电子，所述光吸收层2为半导体层，用于促进光生空穴和光生电子向正负两电极扩散，所述背电极3作为负极，收集光生空穴，与前电极1接通形成电流，完成光电转换。所述绝缘层4用于保护背电极3，还可以为金属层5形成电容创造条件。在电极区用于引出负极时，所述金属层5可以与背电极3形成储存电容，维持电量供给同时引出负极；在电极区用于引出正极时，所述金属层5可以与前电极1形成储存电容，维持电量供给同时引出正极。在光伏区，所述金属层5还可以降低前电极1的电阻。

最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明实施例的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明实施例进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解依然可以对本发明实施例的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明实施例技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种基于TFT技术制作的新型太阳能电池，所述太阳能电池具有显示区、光伏区和电极区，其特征在于，所述太阳能电池包括透明基板，在光伏区内，所述透明基板上设有太阳能电池本体，所述太阳能电池本体包括依次层叠设置在透明基板上的前电极、光吸收层和背电极，所述太阳能电池本体还包括依次层叠设置在背电极上的绝缘层和金属层，所述光吸收层、背电极和绝缘层上开设有若干个小孔供金属层穿设至与前电极连接；在显示区内，所述透明基板上设有若干条太阳能电池走线，所述太阳能电池走线与太阳能电池本体电性连接；在电极区内，所述透明基板上还设有太阳能电池本体的引出正极区域和引出负极区域。

2.如权利要求1所述的一种基于TFT技术制作的新型太阳能电池，其特征在于，在引出正极区域，所述光吸收层、背电极和绝缘层上开设有第一大孔供金属层穿设至与前电极连接。

3.如权利要求1所述的一种基于TFT技术制作的新型太阳能电池，其特征在于，在引出负极区域，所述绝缘层上开设有第二大孔供金属层穿设至与背电极连接形成引出负极，引出负极的金属层与引出正极和光伏区的金属层断开设置。

4.如权利要求1所述的一种基于TFT技术制作的新型太阳能电池，其特征在于，所述小孔的最低直径尺寸为7μm的孔。

5.如权利要求2所述的一种基于TFT技术制作的新型太阳能电池，其特征在于，所述第一大孔的开孔边缘还具有光伏层和背电极时，所述光伏层和背电极的边缘内缩于绝缘层的边缘设置。

6.如权利要求1所述的一种基于TFT技术制作的新型太阳能电池，其特征在于，所述透明基板为玻璃或者石英。

7.如权利要求1所述的一种基于TFT技术制作的新型太阳能电池，其特征在于，所述前电极的材质为AZO。

Images