TW202114237A - 光電轉換率高的薄膜光伏電池及其製造方法 - Google Patents
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Abstract
本發明公開了一種光電轉換率高的薄膜光伏電池及其製造方法，其中薄膜光伏電池包括透明基板和設於所述透明基板上且朝向顯示模組佈置的光伏單元，設置在顯示區的光伏單元包括設於所述透明基板上的透明前電極、設於所述透明前電極上的光吸收層以及設於所述光吸收層上的透明背電極；設置在非顯示區的光伏單元包括設於所述透明基板上的透明前電極、設於所述透明前電極上的光吸收層以及設於所述光吸收層上的金屬背電極。實施本發明，通過將對應顯示模組的顯示區的前電極和背電極均設置為透明的，可以在朝向顯示模組的一側和背向顯示模組的一側同時進行雙向吸收各種光源，特別是在弱光條件下，提高薄膜光伏電池的轉換效率。
Description
本發明涉及薄膜光伏電池技術領域，更具體地涉及一種光電轉換率高的薄膜光伏電池及其製造方法。
隨著人們對能源的需求越來越高及薄膜光伏電池技術的不斷發展，將薄膜光伏電池應用在顯示模組（例如可穿戴電子產品）上，利用光轉換電的原理給顯示模組供電的技術得到越來越廣泛的應用。
通常薄膜光伏電池包括依次層疊設置的基板、前電極、光伏層和背電極，薄膜光伏電池覆蓋在顯示模組上且薄膜光伏電池的背電極一側朝向顯示模組設置。顯示模組包括中間顯示區和圍繞顯示區的非顯示區，所述薄膜光伏電池通常設置在非顯示區並覆蓋所述非顯示區以提高光電轉換效率，為了進一步提高光電轉換效率，所述顯示模組的顯示區也可以設置柵格線的形式設置薄膜光伏電池使顯示區形成半透明狀，然而當利用非透明金屬做背電極時，顯示區的走線區域為非透明區域，只能在薄膜光伏電池的前電極一側單側吸光，且顯示模組的光線不能透過背電極，容易與顯示幕產生干涉條紋。
為了解決所述現有技術的不足，本發明提供了一種光電轉換率高的薄膜光伏電池及其製造方法，通過將對應顯示模組的顯示區的前電極和背電極均設置為透明的，可以在朝向顯示模組的一側和背向顯示模組的一側同時進行雙向吸收各種光源（即朝向顯示模組的一側吸收顯示模組發出的光，背向顯示模組的一側吸收自然光或者其它光源），特別是在弱光條件下，提高薄膜光伏電池的轉換效率。
本發明所要達到的技術效果通過以下方案實現：一種光電轉換率高的薄膜光伏電池，用於設置在顯示模組的顯示面一側為顯示模組提供光電轉換的電源，其中顯示模組包括中間顯示區和環繞顯示區設置的非顯示區，所述薄膜光伏電池包括透明基板和設於所述透明基板上且朝向顯示模組佈置的光伏單元，設置在顯示區的光伏單元包括設於所述透明基板上的透明前電極、設於所述透明前電極上的光吸收層以及設於所述光吸收層上的透明背電極；設置在非顯示區的光伏單元包括設於所述透明基板上的透明前電極、設於所述透明前電極上的光吸收層以及設於所述光吸收層上的金屬背電極。
優選地，所述金屬背電極包括透明背電極和設置在透明背電極上的金屬層。
優選地，所述非顯示區的光伏單元還包括透明絕緣層，所述透明絕緣層至少形成在透明背電極的邊緣與金屬層的邊緣之間。
優選地，所述透明背電極的厚度在50nm-1000nm之間。
優選地，所述光伏單元還設有金屬輔助電極，所述金屬輔助電極與透明前電極接觸連接，且所述金屬輔助電極與金屬背電極通過透明絕緣層隔開設置。
一種上述所述的光電轉換率高的薄膜光伏電池的製造方法，其特徵在於，包括以下步驟：
步驟S1：提供一透明基板，將透明基板朝向顯示模組的一側進行顯示區和非顯示區的透明前電極成膜；
步驟S2：在所述透明前電極上進行顯示區和非顯示區的光吸收層化學氣相沉積成膜；
步驟S3：在所述光吸收層上進行顯示區和非顯示區的透明背電極成膜；
步驟S4：清洗後依次對透明背電極、光吸收層、透明前電極進行成像刻蝕；
步驟S5：對透明絕緣層進行塗膠，曝光顯影出圖形；
步驟S6：在所述透明背電極上進行非顯示區的金屬層成膜及刻蝕形成金屬背電極。
優選地，其中步驟S5中所述透明絕緣層至少部分形成在非顯示區的所述透明背電極的上表面使金屬層的邊緣部分通過透明絕緣層與透明背電極的邊緣部分隔開。
優選地，還包括在步驟S1之前在透明基板上進行金屬輔助電極成膜刻蝕的步驟或者在步驟S1與步驟S2之間在透明前電極與透明基板上進行金屬輔助電極成膜刻蝕的步驟。
優選地，還包括步驟S7：在非顯示區的金屬背電極上進行保護層的成膜及刻蝕。
本發明具有以下優點：
1、通過將對應顯示模組的顯示區的前電極和背電極均設置為透明的，可以在朝向顯示模組的一側和背向顯示模組的一側同時進行雙向吸收各種光源（即朝向顯示模組的一側吸收顯示模組發出的光，背向顯示模組的一側吸收自然光或者其它光源），特別是在弱光條件下，提高薄膜光伏電池的轉換效率；
2、由於前電極和背電極均為透明的，使得顯示區的薄膜光伏電池走線也為透明狀，可以提高顯示區的透過率，一定程度上還可以減輕干涉條紋對畫面的影響，提高顯示模組的畫面品質。
下面結合圖式和實施例對本發明進行詳細的說明，所述實施例的示例在圖式中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考圖式描述的實施例是示例性的，旨在用於解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制。
在本發明的描述中，需要理解的是，術語“長度”、“寬度”、“上”、“下”、“前”、“後”、“左”、“右”、“豎直”、“水準”、“頂”、“底”、“內”、“外”等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。
在本發明中，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”、“設置”等術語應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，還可以是兩個元件內部的連通或兩個元件的相互作用關係。對於本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。
實施例一
結合圖1-圖5所示，本發明實施例一提供一種光電轉換率高的薄膜光伏電池，設置在顯示模組的顯示面一側，作為終端產品提供或電池提供有效電源，其中顯示模組包括中間顯示區和環繞顯示區設置的非顯示區，所述薄膜光伏電池可以形成在顯示模組的顯示區，也可以形成在顯示模組的非顯示區，還可以同時形成在顯示模組的顯示區和非顯示區，當所述薄膜光伏電池形成在顯示模組的顯示區時，所述薄膜光伏電池可以設置為若干個間隔設置的寬度小於50um的線性形狀使得肉眼不可見（圖1中顯示區的線條僅為了清楚圖示，並不代表電池本身的寬度可見），從而不影響人眼觀察顯示模組的顯示區圖像。
本發明實施例一中所述薄膜光伏電池包括透明基板10和設於所述透明基板10上且朝向顯示模組佈置的光伏單元，設置在顯示區的光伏單元包括設於所述透明基板10上的透明前電極20、設於所述透明前電極20上的光吸收層30以及設於所述光吸收層30上的透明背電極40；設置在非顯示區的光伏單元包括設於所述透明基板10上的透明前電極20、設於所述透明前電極20上的光吸收層30以及設於所述光吸收層30上的金屬背電極，該金屬背電極的設置使得強光下主要由非顯示區的光伏單元起到光電轉換作用。
本發明實施例一通過將對應顯示模組的顯示區的前電極和背電極均設置為透明的，可以在朝向顯示模組的一側和背向顯示模組的一側同時進行雙向吸收各種光源（即朝向顯示模組的一側吸收顯示模組發出的光，背向顯示模組的一側吸收自然光或者其它光源），特別是在弱光條件下，提高薄膜光伏電池的顯示區的光電轉換效率。
另外，相對于現有技術的顯示區使用金屬背電極，本申請的顯示區的前電極和背電極均為透明的，使得顯示區的薄膜光伏電池走線也為透明狀，可以提高顯示區的透過率，相對於非透明走線還可以一定程度上減輕干涉條紋對畫面的影響，提高顯示模組的畫面品質。
作為本發明實施例一的進一步改進，由於透明電極的電阻較大，因此所述透明背電極40的厚度在50nm-1000nm之間，使透明背電極40的厚度比傳統的金屬層厚，在保證光吸收的前提下盡可能降低透明背電極40的電阻，相對提高光伏器件對強光的吸收，提高器件效率。應當理解的是，所述透明背電極40的具體厚度的選擇可以根據透明背電極40採用的材質而定，例如當採用ITO的材質時，可以比採用AZO的材質更薄。
優選地，所述金屬背電極包括透明背電極40和設置在透明背電極40上的金屬層50，非顯示區與顯示區的透明背電極40同時成膜形成，這樣可以使製造方法更加簡單方便。所述金屬層50可以是Al、Ag、Au、Cu等導電性好的材質。
作為本發明實施例的進一步改進，所述薄膜光伏電池還包括透明絕緣層60，所述透明絕緣層60至少形成在透明背電極40的邊緣與金屬層50的邊緣之間，使得金屬層50的邊緣部分通過透明絕緣層60與透明背電極40的邊緣部分隔開，這樣金屬層50在蝕刻時就不會腐蝕到透明背電極40。
所述透明絕緣層60還形成在顯示區的透明背電極40上起到保護顯示區的光伏單元的作用。
當透明絕緣層60採用透明有機物時，可以通過塗膠曝光顯影、移印或絲印的方式製備，工藝更為簡單。在顯示區的透明絕緣層60主要是保護顯示區的光伏單元，在非顯示區的透明絕緣層60作用是隔開金屬輔助電極80與透明背電極40防止短路以及隔開金屬層50與透明背電極40防止透明背電極40被刻蝕。
當透明絕緣層60採用透明度較高的SiNx、SiO2等非金屬，可通過採用化學氣象沉積（CVD）或磁控濺射等方式來成膜，然後利用黃光線曝光做出圖形後幹刻蝕成圖行， 在顯示區的無光伏走線位置可以幹刻掉，提高器件的整體透過率。
所述透明前電極20和透明背電極40的材質可以分別為透明金屬氧化物，如AZO、ITO、FTO等，也可以是有其他透明導電物質，如碳納米管、金屬納米線、石墨烯和導電聚合物等。
作為本發明實施例的進一步改進，所述非顯示區的光伏單元還設有金屬輔助電極80，所述金屬輔助電極80與透明前電極20接觸連接且金屬輔助電極80與金屬背電極通過透明絕緣層60隔開設置，所述金屬輔助電極80用於減少透明前電極20的電阻，提高薄膜光伏電池在強光下的光電轉換效率。更優地，所述金屬輔助電極80對應設置在非顯示區的週邊處。優選的，可以將金屬輔助電極80與金屬層50在透明絕緣層60上通過化學刻蝕的方式達到隔開設置的目的。
作為本發明實施例的進一步改進，所述非顯示區的光伏單元和顯示區的光伏單元的最外層還設有保護層70，所述保護層70可以採用有機物或硬度較強的SiNx或SiO2等非金屬物質，非金屬保護層可以更好地防止在製備過程中造成劃傷等缺陷而影響薄膜光伏電池的性能。
本發明實施例一中所述顯示模組為圓形形狀，顯示區和非顯示區也為圓形或者圓環形，其可根據實際產品應用而發生形狀改變，本申請不作限定。
本發明實施例一的薄膜光伏電池可以是單結電池組成，也可以是多結電池串聯組成。所述顯示區的薄膜光伏電池優選為寬度小於50μm的肉眼不可見的細線狀，所述顯示區的薄膜光伏電池的走線可以斷開地連接在非顯示區的薄膜光伏電池上。
實施例二
如圖6所示，本發明實施例二提供一種光轉換效率高的薄膜光伏電池的製造方法，包括以下步驟：
步驟S1：提供一透明基板10，將透明基板10朝向顯示模組的一側進行顯示區和非顯示區的透明前電極20成膜；
具體地，所述透明前電極20可以採用AZO、ITO、FTO等材質的一種或組合，也可以是有其他透明導電物質，如碳納米管、金屬納米線、石墨烯和導電聚合物等，組合使用時，AZO與光吸收層30接觸以減少接觸電阻，其中AZO 的成膜溫度為200℃-350℃，成膜厚度為50nm-1000nm之間；ITO可以採用常溫成膜，膜厚為500A-3000A，優選採用235℃及以上的溫度，退火以降低ITO電阻，對於AZO可以選擇用低濃度HCl或鹼性物質制絨形成凹凸不平的平面，以提高太陽能反射光的吸收。
步驟S2：在所述透明前電極20上進行顯示區和非顯示區的光吸收層30化學氣相沉積成膜；
具體地，所述光吸收層30分為均分為P層、I層和N層，其中P層厚度為10nm-100nm，成膜溫度為150℃-280℃， I層200 nm -700nm，成膜溫度150℃-280℃，N層20 nm -150nm，成膜溫度150℃-230℃。
步驟S3：在所述光吸收層30上進行顯示區和非顯示區的透明背電極40成膜；
具體地，所述透明背電極40可以採用AZO、ITO、FTO等材質的一種或組合，也可以是有其他透明導電物質，如碳納米管、金屬納米線、石墨烯和導電聚合物等，組合使用時，AZO與光吸收層30接觸以減少接觸電阻，其中AZO 的成膜溫度為200℃-350℃，成膜厚度為50nm-1000nm之間；ITO可以採用常溫成膜，膜厚為500A-3000A，優選採用235℃及以上的溫度，退火以降低ITO電阻，對於AZO可以選擇用低濃度HCl或鹼性物質制絨形成凹凸不平的平面，以提高太陽能吸收。
步驟S4：清洗後依次對透明背電極40、光吸收層30、透明前電極20進行成像刻蝕；
所述透明背電極40和透明前電極20可以採用塗膠曝光成像後進行化學刻蝕；所述光吸收層30可以採用幹刻的方式進行刻蝕，可選擇使用Cl2/Ar與SF6氣體-這裡主要是在幹刻前不進行光刻膠的脫模處理而直接進行幹刻，而節省工藝步驟。
步驟S5：對透明絕緣層60進行塗膠，曝光顯影出圖形，所述透明絕緣層60至少部分形成在非顯示區的所述透明背電極40的上表面，所述透明絕緣層60至少需要使金屬層50的邊緣部分通過透明絕緣層60與透明背電極40的邊緣部分隔開；
所述步驟S5中使金屬層50與透明背電極40隔開的透明絕緣層60的作用為防止金屬層50刻蝕時刻蝕液流至與透明背電極40接觸，進而防止刻蝕液腐蝕掉透明背電極40。
所述透明絕緣層60還形成在顯示區的透明背電極40上起到保護作用。
當透明絕緣層60採用透明有機物時，可以通過塗膠曝光顯影、移印或絲印的方式製備，工藝更為簡單。在顯示區的透明絕緣層60主要是保護顯示區的光伏單元，在非顯示區的透明絕緣層60作用是隔開金屬輔助電極80與透明背電極40防止短路以及隔開金屬層50與透明背電極40防止透明背電極40被刻蝕。
當透明絕緣層60採用透明度較高的SiNx、SiO2等非金屬，可通過採用化學氣象沉積（CVD）或磁控濺射等方式來成膜，然後利用黃光線曝光做出圖形後幹刻蝕成圖行， 在顯示區的無光伏走線位置可以幹刻掉，提高器件的整體透過率。
步驟S6：在所述透明背電極40上進行非顯示區的金屬層50成膜及刻蝕形成金屬背電極，其中金屬層50延伸至透明絕緣層60的上表面使金屬層50的邊緣部分通過透明絕緣層60與透明背電極40的邊緣部分隔開。
所述步驟S6中通過在非顯示區的透明背電極40上再製作金屬層50形成金屬背電極，與現有技術中直接製作金屬層50相比，工藝更簡單方便，金屬層50的設置使得強光下的光電轉換效率有效提高。
本發明實施例二的製造方法中通過將對應顯示模組的顯示區的前電極和背電極均製作為透明的，可以在朝向顯示模組的一側和背向顯示模組的一側同時進行雙向吸收各種光源（即朝向顯示模組的一側吸收顯示模組發出的光，背向顯示模組的一側吸收自然光或者其它光源），特別是在弱光條件下，提高薄膜光伏電池的轉換效率。
另外，由於前電極和背電極均為透明的，相對於不透明金屬做背電極時，顯示區的薄膜光伏電池走線也相對透明狀，提高顯示區的透過率，還可以減輕干涉條紋對畫面的影響，提高顯示模組的畫面品質。
當所述步驟S5中透明絕緣層60採用的透明有機物的硬度相對偏低，所以顯示區的光伏單元的最外層還可以選擇SiNx、SiO2等非金屬作保護層，因此本發明實施例二中還包括步驟S7：在顯示區的透明背電極40上以及非顯示區的金屬背電極上進行保護層的成膜及刻蝕。
本發明實施例二中還包括在步驟S1之前在透明基板10上進行金屬輔助電極80成膜刻蝕的步驟（所述金屬輔助電極80形成在透明前電極20的下表面）或者在步驟S1與步驟S2之間在透明前電極20與透明基板10上進行金屬輔助電極80成膜刻蝕的步驟（所述金屬輔助電極80形成在透明前電極20的上表面），所述金屬輔助電極80的膜層結構可以是第一Mo層、輔助金屬層、第二Mo層依次層疊設置在透明基板10上，其中輔助金屬層可以採用Al、Ag、Au、Cu等導電性好的材質，第一Mo層可以提高中間輔助金屬層與透明基板10的粘附力，第二Mo層可以起到保護作用，所述第二Mo層同樣可以使用活性不強的金屬，其中所述金屬輔助電極80的成膜溫度為40℃-230℃，厚度可以是第一Mo層為500A，輔助金屬層為2000A-5000A，第二Mo層為500A。
本發明實施例二中利用金屬輔助電極80連接透明前電極20，有效減少了透明前電極20的電阻，提高效率，同時所述金屬層50還在非顯示區同時與透明背電極40連接，提高了非顯示區在強光下的轉換效率，工藝更簡單。
作為本發明實施例二的進一步改進，所述製造方法步驟中還分別包括對透明前電極20和透明背電極40制絨以形成凹凸不平的平面的步驟，能增強光的散射能力，增加薄膜光伏電池內部對光的吸收光程，從而提高薄膜光伏電池的短路電流密度，提高器件效率。
最後需要說明的是，以上實施例僅用以說明本發明實施例的技術方案而非對其進行限制，儘管參照較佳實施例對本發明實施例進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解依然可以對本發明實施例的技術方案進行修改或者均等替換，而這些修改或者均等替換亦不能使修改後的技術方案脫離本發明實施例技術方案的範圍。
10:透明基板
20:透明前電極
30:光吸收層
40:透明背電極
50:金屬層
60:透明絕緣層
70:保護層
80:金屬輔助電極
圖1為本發明光電轉換率高的薄膜光伏電池應用在顯示模組上的平面結構示意圖；
圖2為圖1中A-A處的剖視結構示意圖（顯示區與非顯示區均設有薄膜光伏電池的截面）；
圖3為圖1中B-B處的剖視結構示意圖（非顯示區設有薄膜光伏電池，顯示區不設有薄膜光伏電池的截面）；
圖4為圖1中C-C處的剖視結構示意圖（顯示區設有薄膜光伏電池的截面）；
圖5為顯示模組設置有薄膜光伏電池的光入射的示意圖；
圖6為本發明光電轉換率高的薄膜光伏電池製造方法的流程示意圖。
10:透明基板
20:透明前電極
30:光吸收層
40:透明背電極
50:金屬層
60:透明絕緣層
70:保護層
80:金屬輔助電極
Claims (9)
- 一種光電轉換率高的薄膜光伏電池，設置在顯示模組的顯示面一側，其中顯示模組包括中間顯示區和環繞顯示區設置的非顯示區，其特徵在於： 所述薄膜光伏電池包括透明基板和設於所述透明基板上且朝向顯示模組佈置的光伏單元，設置在顯示區的光伏單元包括設於所述透明基板上的透明前電極、設於所述透明前電極上的光吸收層以及設於所述光吸收層上的透明背電極；設置在非顯示區的光伏單元包括設於所述透明基板上的透明前電極、設於所述透明前電極上的光吸收層以及設於所述光吸收層上的金屬背電極。
- 如請求項1所述的光電轉換率高的薄膜光伏電池，其中所述金屬背電極包括透明背電極和設置在透明背電極上的金屬層。
- 如請求項2所述的光電轉換率高的薄膜光伏電池，其中所述薄膜光伏電池還包括透明絕緣層，所述透明絕緣層至少形成在透明背電極的邊緣與金屬層的邊緣之間。
- 如請求項1-3任一項所述的光電轉換率高的薄膜光伏電池，其中所述透明背電極的厚度在50nm-1000nm之間。
- 如請求項1所述的光電轉換率高的薄膜光伏電池，其中所述非顯示區的光伏單元還設有金屬輔助電極，所述金屬輔助電極與透明前電極接觸連接，且所述金屬輔助電極與金屬背電極通過透明絕緣層隔開設置。
- 一種如請求項1-5任一項所述的光電轉換率高的薄膜光伏電池的製造方法，其特徵在於，包括以下步驟： 步驟S1：提供一透明基板，將透明基板朝向顯示模組的一側進行顯示區和非顯示區的透明前電極成膜； 步驟S2：在所述透明前電極上進行顯示區和非顯示區的光吸收層化學氣相沉積成膜； 步驟S3：在所述光吸收層上進行顯示區和非顯示區的透明背電極成膜； 步驟S4：清洗後依次對透明背電極、光吸收層、透明前電極進行成像刻蝕； 步驟S5：對透明絕緣層進行塗膠，曝光顯影出圖形；以及 步驟S6：在所述透明背電極上進行非顯示區的金屬層成膜及刻蝕形成金屬背電極。
- 如請求項6所述的光電轉換率高的薄膜光伏電池的製造方法，其中步驟S5中所述透明絕緣層至少部分形成在非顯示區的所述透明背電極的上表面使金屬層的邊緣部分通過透明絕緣層與透明背電極的邊緣部分隔開。
- 如請求項6所述的光電轉換率高的薄膜光伏電池的製造方法，其進一步包括在步驟S1之前在透明基板上進行金屬輔助電極成膜刻蝕的步驟或者在步驟S1與步驟S2之間在透明前電極與透明基板上進行金屬輔助電極成膜刻蝕的步驟。
- 如請求項6所述的光電轉換率高的薄膜光伏電池的製造方法，其進一步包括步驟S7，在非顯示區的金屬背電極上進行保護層的成膜及刻蝕。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
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