光电转换装置及终端设备的制作方法

本公开涉及光电领域，尤其涉及一种光电转换装置及终端设备。

背景技术：

在智能设备领域中，特别是对通过储电模块来供电的智能设备，随着人们对智能设备的待机时长要求越来越高，如何使储电模块能够长时间或持续的为智能设备进行供电，受到越来越多人的关注。

相关技术中，智能设备通常通过预先存储在储电模块中的电能来供电，具体的，智能设备中包括有储电模块，智能设备的储电模块具有通用串行总线(universalserialbus，usb)储能接口或充电接口，在需要对智能设备充电时，一般先需要通过usb线接头或充电线接头插入智能设备的usb储能接口或充电接口，usb线或充电线的另一端直接接通电源来进行储能，以达到给智能设备充电的目的。

技术实现要素：

为克服相关技术中存在的问题，本公开提供一种光电转换装置及终端设备，可以将光能转换为电能，实现了终端设备无充电接口化设计，避免了相关技术中用户需要将usb线插入智能设备的usb储能接口或充电接口，以对终端设备进行充电的现象，从而简化了用户对终端设备充电的操作，提高了用户的体验。

根据本公开实施例的第一方面，提供一种光电转换装置，包括：光电转换模块、连接模块和储能模块，其中：

所述光电转换模块包括涂覆在终端设备的外壳上的光电转换层，所述光电转换模块与所述连接模块电连接，所述光电转换层用于将吸收的光能转换为电能；

所述储能模块与所述连接模块电连接，所述储能模块用于存储所述光电转换模块传输的电能，并为所述终端设备提供所存储的电能。

可选的，所述光电转换模块还包括第一电极和第二电极，所述第一电极设置在所述外壳上，所述光电转换层设置在所述第一电极和所述第二电极之间。

可选的，所述光电转换层包括pn结。

可选的，所述pn结包括p型半导体层和n型半导体层。

可选的，所述光电转换模块还包括光学薄膜层，所述光学薄膜层设置在所述第二电极和所述光电转换层的n型半导体层之间，所述光学薄膜层用于吸收光能。

可选的，所述pn结的厚度为1μm-50μm。

可选的，所述pn结为硅基掺杂的非晶或微晶p型半导体和n型半导体的同质结，或者为由硅基p型掺杂的非晶或微晶半导体和碳化硅n型掺杂的非晶或微晶半导体组成的异质结，或者为由硅基n型掺杂的非晶或微晶半导体和碳化硅p型掺杂的非晶或微晶半导体组成的异质结。

可选的，所述光学薄膜层包括抗反射膜层和/或聚光膜层。

可选的，所述第一电极和所述第二电极为银电极、铝电极或银铝电极中的一种。

根据本公开实施例的第二方面，提供一种终端设备，包括外壳以及如本公开实施例的第一方面所述的光电转换装置。

本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本公开提供的一种光电转换装置，包括：光电转换模块、连接模块和储能模块，其中：光电转换模块包括涂覆在终端设备的外壳上的光电转换层，且光电转换模块与连接模块电连接，光电转换层用于将吸收的光能转换为电能；另储能模块与连接模块电连接，储能模块用于存储光电转换模块传输的电能，并为终端设备提供所存储的电能。由于光电转换装置可以将光能转换为电能，实现了终端设备无充电接口化设计，避免了相关技术中用户需要将usb线插入智能设备的usb储能接口或充电接口，以对终端设备进行充电的现象，从而简化了用户对终端设备充电的操作，提高了用户的体验。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

图1是根据一示例性实施例示出的一种光电转换装置的框图。

图2是图1中光电转换模块的框图。

图3是根据一示例性实施例示出的一种用于光电转换的装置的框图。

附图标记说明：

11：光电转换模块；

12：连接模块；

13：储能模块；

111：光电转换层；

111a：p型半导体层；

111b：n型半导体层；

112：第一电极；

113：第二电极；

114：光学薄膜层；

a：电流方向。

300：光电转换的装置

302：处理组件；

304：存储器；

306：电力组件；

308：多媒体组件；

310：音频组件；

312：输入/输出(i/o)的接口；

314：传感器组件；

316：通信组件；

320：处理器；

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。

图1是根据一示例性实施例示出的一种光电转换装置框图，参考图1，该光电转换装置包括：光电转换模块11，连接模块12和储能模块13，其中光电转换模块11包括涂覆在终端设备的外壳上的光电转换层111，光电转换模块11与连接模块12电连接，光电转换层111(图2中示出)用于将吸收的光能转换为电能；储能模块13与连接模块12电连接，储能模块13用于存储光电转换模块11传输的电能，并为所述终端设备提供所存储的电能。

在本实施例中，光电转换模块11主要用于将吸收的光能转换为电能，光电转换模块11可以为太阳能电池板，其中，太阳能电池板的功率和输出电压可以基于实际应用场景的需要合理选择，另外还可以采用多块太阳能电池板组合方式输出稳定的电能，易使能够适应终端设备的使用，当然光电转换模块11也可以为其它的光电转换设备。另外，光电转换模块11可以与终端设备的外壳一体化设置，也可以设置为独立于终端设备外壳的外部元件，其中，外部元件设置在该外壳上。

另外，光电转换模块11包括涂覆在终端设备的外壳上的光电转换层111，主要用于将光电转换模块11吸收的光能转换为电能。

光电转换模块11与连接模块12电连接，连接模块12主要用于连接光电转换模块11与储能模块13，具体的，根据光电转换模块11中光电转换层111转换的电能，通过连接模块12将电能传输给储能模块13，以供终端设备使用。

另外，储能模块13与连接模块12电连接，储能模块13用于储存经光电转换模块11转换的电能，并释放储存电能以为终端设备供电。具体的，储能模块13可以为蓄电池组，也可以为其他的储能设备，蓄电池组内可以包括多个(至少2个)蓄电池单体，可以基于实际应用场景的需要蓄电池单体之间采用多种串并组合方式。储能模块13与终端设备电连接，在有光照的情况下，光电转换模块11可以将光能转换为电能，储能模块13能够持续为终端设备提供电能，避免了相关技术中用户需要将usb线插入智能设备的usb储能接口或充电接口，以对终端设备进行充电的现象，从而简化了用户对终端设备充电的操作，实现用户随时随地的为终端设备充电，提高了用户的体验。

本公开实施例提供的光电转换装置包括：光电转换模块，连接模块和储能模块，其中光电转换模块包括涂覆在终端设备的外壳上的光电转换层，光电转换模块与连接模块电连接，光电转换层用于将吸收的光能转换为电能；储能模块与连接模块电连接，储能模块用于存储光电转换模块传输的电能，并为终端设备提供所存储的电能。由于通过光电转换模块中的光电转换层吸收光能，并在光电转换层的内部会形成电势差，以形成电流回路，实现光能转换为电能的目的，又通过连接模块，将转换的光能存储于存储模块中，存储模块将存储的电能提供给终端设备使用，避免了相关技术中用户需要将usb线插入智能设备的usb储能接口或充电接口，以对终端设备进行充电的现象，从而简化了用户对终端设备充电的操作，提高了用户的体验。

进一步地，图2为光电转换模块的结构示意图，如图2所示，该光电转换模块包括：第一电极112和第二电极113，第一电极112设置在外壳上，光电转换层111设置在第一电极112和第二电极113之间。

具体的，第二电极为光电转换模块11的光入射面的电极，即正面电极，第一电极112为光电转换模块11背光面且设置于终端设备的外壳上的电极，即背面电极，第一电极112与第二电极113为光电转换装置中的部件，且第一电极112与第二电极113可以单个电极，也可以为多个平行排列的电极，第一电极112和第二电极113中每个电极的长度可以为光电转换模块11主体的三分之一至二分之一，第一电极112与第二电极113的中每个电极的宽度可以为光电转换模块11主体的三十分之一至二十分之一，同时，第一电极112和第二电极113可以为银电极、铝电极或银铝电极中的一种，第一电极112与第二电极113可以设置为银电极、铝电极或银铝电极中的一种，即第一电极112和第二电极113可以设置为同样的电极，也可以设置为不同的电极，其中，银电极所用材料主要为银，银电极的面积越大，则所用银的量就越多，而银电极的长度过长，这使得它面积较大，所耗费银的量也多，从而，使得成本较高，但是，银电极的光电转换效率较高，铝电极所用的材料主要为铝，铝的成本较低，但是光电转化效率较低，在实际应用过程中，可以根据需求选择电极的种类。

另外，第一电极112与第二电极113主要用做导电介质(固体、气体、真空或电解质溶液)中输入或导出电流的两个端，从而形成电流回路，在本实施例中，导电介质为光电转换模块11中的光电转换层111，光电转换层111设置在第一电极112和第二电极113之间，光电转换层111主要用于将吸收的光能转换为电能，以供终端设备使用。

可选的，光电转换层111可以为pn结，pn结可以包括p型半导体层111a和n型半导体层111b，pn结也可以包括p型半导体层和n型半导体层相连的接触面。

其中，p型半导体层111a为掺杂杂质主要为p型半导体，n型半导体层111b为掺杂杂质主要为n型半导体，掺杂剂还可以包括(cd、zn和mg中的任1种以上)，具体的，pn结可以为硅基掺杂的非晶或微晶p型半导体和n型半导体的同质结，或者为由硅基p型掺杂的非晶或微晶半导体和碳化硅n型掺杂的非晶或微晶半导体组成的异质结，或者为由硅基n型掺杂的非晶或微晶半导体和碳化硅p型掺杂的非晶或微晶半导体组成的异质结，其中，硅基p型掺杂的非晶或微晶半导体中的p型微晶硅材料具有良好的晶化率，有利于材料的电导率的提高，并且较小的吸收系数，这一方面增加了非晶本征层的光子吸收，另一方面与第一电极112形成良好的接触，在具体实施过程中，可以根据需求选择pn结的类型，本公开对pn结的选择不做任何限制。

可选的，当光电转换装置设置在终端设备上时，考虑到终端设备本体的厚度，将光电转换模块11中的光电转换层111即pn结的厚度设置为1μm-50μm的范围内，具体的，pn结中的p型半导体层111a的厚度与n型半导体层111b的厚度可以根据需求而定。

可选的，光电转换模块11还包括光学薄膜层114，光学薄膜层114设置在第二电极113和光电转换层111的n型半导体层111b之间，光学薄膜层114主要用于吸收辐照在光电转换模块11或终端设备上的光，其中，光可以为自然光源和人造光源等可利用光源。

为了提高光的吸收率，光学薄膜层114可以包括抗反射膜层和/或聚光膜层，其中，抗反射膜层主要用于当有光照射时，减少光的反射，增加光电转换模块11的通光量，从而提高光的吸收率，抗反射膜的厚度可根据实用需求进行合理设计，通常情况下，在响应波长范围为0.4μm～5μm时，取中心波长为2.7μm，若材料折射率为1.5，则根据计算可得在0.4μm～5μm的响应波长范围内为实现最大增透效果，此时抗反射膜层的厚度应为450nm。

聚光膜可以通过光刻、转印、印刷、机械加工、刻蚀、浇注等方法制备为凸凹不均匀的几何形状的表面，当有光照的情况下，通过聚光膜凸凹不均匀的几何形状的表面可以增大光照的面积，进而提高光的吸收率，在本实施例中，光学薄膜层114可以为单层，当然也可以为多层，即，可以将聚光膜和抗反射膜重叠设置，聚光膜将收集的太阳光通过抗反射模传递至光电转换层111，当然可以根据需求对光学薄膜层114进行设定，在本实施例中，对光学薄膜层114中的抗反射膜与聚光膜的厚度的选择本公开不做任何限制，只要能够达到吸收光能的效果即可。

具体的，当光照射在终端设备时，设置在光电转换模块11的第二电极113和n型半导体层111b之间的光学薄膜层114吸收光能，为了提高光的吸收率，可以选择抗反射膜和/或聚光膜，当吸收的光作用于光电转换层111时，将会使光电转换层111的pn结产生空穴--电子对，在半导体内部pn结附近生成的载流子没有被复合而到达空间电荷区，由于pn结势垒区存在较强的内建电场，受内部电场的吸引，电子流入n型半导体层区，空穴流入p型半导体层区，结果使n型半导体层区储存了过剩的电子，p型半导体层区有过剩的空穴，它们在pn结附近形成与势垒方向相反的光生电场，光生电场除了部分抵消势垒电场的作用外，还使p型半导体层区带正电，n型半导体层区带负电，在n型半导体层区和p型半导体层区之间的薄层就产生光生电动势，若pn结一直处于开路状态并受到光照射时，电荷会在pn结势垒区蓄积，使pn结表现出电容特性。势垒的降低破坏了pn结内部载流子扩散运动和漂移运动之间原有的平衡。当载流子的运动电流密度和多数载流子的扩散电流密度相等时，pn结两边建立起稳定的电势差voc，此时，载流子的产生率等于空穴--电子对的复合率。若光照不停止，载流子不断产生，空穴--电子对也会不断复合，又通过设置在光电转换层111上下表面的电极形成电流回路，如图2所示，箭头a代表电流的方向，进而完成光能与电能的转换。

本公开实施例提供的光电转换模块包括：光电转换层、第一电极及第二电极，第一电极设置在外壳上，又光电转换层设置在第一电极和第二电极之间，其中，第一电极和第二电极为银电极、铝电极或银铝电极中的一种，另外，光电转换层包括pn结，pn结又包括p型半导体层和n型半导体层，且pn结可以为同质结或异质结，pn结的厚度为1μm-50μm。进一步的，光电转换模块还包括光学薄膜层，光学薄膜层设置在第二电极和光电转换层的n型半导体层之间，光学薄膜层主要用于吸收光能，为了提高光的吸收率，可以将光学薄膜层设置为抗反射膜层和/或聚光膜层。具体的，在有光照情况下，光电转换模块中的光学薄膜层吸收光能，并将吸收的光能传递至光电转换模块中的pn结，pn结的内部产生空穴--电子对，将使pn结中的p型半导体层与n型半导体层内电荷的分布状态发生变化，进而在pn结内部形成电势差，又通过设置在光电转换层111上下表面的第一电极和第二电极，形成电流回路，进而完成光能与电能的转换，通过对pn结厚度的设置可以使得光电转换模块轻薄化，进而实现终端设备轻薄化的目的。又由于在终端按设备上设置光电转换模块，可以将光能转换为电能，转换的电能通过连接模块存储在储能模块中，用户无需通过usb线插入智能设备的usb储能接口或充电接口进行充电，因此，在又光照的情况下，光电转换模块可以为终端设备随时随地进行充电，提高用户体验。

图3是根据一示例性实施例示出的一种用于光电转换的装置300的框图。例如，装置300可以是移动电话，计算机，数字广播终端，消息收发设备，游戏控制台，平板设备，医疗设备，健身设备，个人数字助理等。

参照图3，装置300可以包括以下一个或多个组件：处理组件302，存储器304，电力组件306，多媒体组件308，音频组件310，输入/输出(i/o)的接口312，传感器组件314，通信组件316以及处理器320。

处理组件302通常控制装置300的整体操作，诸如与显示，电话呼叫，数据通信，相机操作和记录操作相关联的操作。处理组件302可以包括一个或多个处理器320来执行指令，以完成上述的方法的全部或部分步骤。此外，处理组件302可以包括一个或多个模块，便于处理组件302和其他组件之间的交互。例如，处理组件302可以包括多媒体模块，以方便多媒体组件308和处理组件302之间的交互。

存储器304被配置为存储各种类型的数据以支持在设备300的操作。这些数据的示例包括用于在装置300上操作的任何应用程序或方法的指令，联系人数据，电话簿数据，消息，图片，视频等。存储器304可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器(sram)，电可擦除可编程只读存储器(eeprom)，可擦除可编程只读存储器(eprom)，可编程只读存储器(prom)，只读存储器(rom)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。

电力组件306为装置300的各种组件提供电力。电力组件306可以包括电源管理系统，一个或多个电源，及其他与为装置300生成、管理和分配电力相关联的组件。

多媒体组件308包括在所述装置300和用户之间的提供一个输出接口的屏幕。在一些实施例中，屏幕可以包括液晶显示器(lcd)和触摸面板(tp)。如果屏幕包括触摸面板，屏幕可以被实现为触摸屏，以接收来自用户的输入信号。触摸面板包括一个或多个触摸传感器以感测触摸、滑动和触摸面板上的手势。所述触摸传感器可以不仅感测触摸或滑动动作的边界，而且还检测与所述触摸或滑动操作相关的持续时间和压力。在一些实施例中，多媒体组件308包括一个前置摄像头和/或后置摄像头。当设备300处于操作模式，如拍摄模式或视频模式时，前置摄像头和/或后置摄像头可以接收外部的多媒体数据。每个前置摄像头和后置摄像头可以是一个固定的光学透镜系统或具有焦距和光学变焦能力。

音频组件310被配置为输出和/或输入音频信号。例如，音频组件310包括一个麦克风(mic)，当装置300处于操作模式，如呼叫模式、记录模式和语音识别模式时，麦克风被配置为接收外部音频信号。所接收的音频信号可以被进一步存储在存储器304或经由通信组件316发送。在一些实施例中，音频组件310还包括一个扬声器，用于输出音频信号。

i/o接口312为处理组件302和外围接口模块之间提供接口，上述外围接口模块可以是键盘，点击轮，按钮等。这些按钮可包括但不限于：主页按钮、音量按钮、启动按钮和锁定按钮。

传感器组件314包括一个或多个传感器，用于为装置300提供各个方面的状态评估。例如，传感器组件314可以检测到设备300的打开/关闭状态，组件的相对定位，例如所述组件为装置300的显示器和小键盘，传感器组件314还可以检测装置300或装置300一个组件的位置改变，用户与装置300接触的存在或不存在，装置300方位或加速/减速和装置300的温度变化。传感器组件314可以包括接近传感器，被配置用来在没有任何的物理接触时检测附近物体的存在。传感器组件314还可以包括光传感器，如cmos或ccd图像传感器，用于在成像应用中使用。在一些实施例中，该传感器组件314还可以包括加速度传感器，陀螺仪传感器，磁传感器，压力传感器或温度传感器。

通信组件316被配置为便于装置300和其他设备之间有线或无线方式的通信。装置300可以接入基于通信标准的无线网络，如wifi，2g或3g，或它们的组合。在一个示例性实施例中，通信组件316经由广播信道接收来自外部广播管理系统的广播信号或广播相关信息。在一个示例性实施例中，所述通信组件316还包括近场通信(nfc)模块，以促进短程通信。例如，在nfc模块可基于射频识别(rfid)技术，红外数据协会(irda)技术，超宽带(uwb)技术，蓝牙(bt)技术和其他技术来实现。

在示例性实施例中，装置300可以被一个或多个应用专用集成电路(asic)、数字信号处理器(dsp)、数字信号处理设备(dspd)、可编程逻辑器件(pld)、现场可编程门阵列(fpga)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现。

其中，装置300包括外壳和光电转换装置，其中，光电转换装置包括：光电转换模块、连接模块和储能模块，其中：

所述光电转换模块包括涂覆在终端设备的外壳上的光电转换层，所述光电转换模块与所述连接模块电连接，所述光电转换层用于将吸收的光能转换为电能；

所述储能模块与所述连接模块电连接，所述储能模块用于存储所述光电转换模块传输的电能，并为所述终端设备提供所存储的电能。

其中，所述光电转换模块还包括第一电极和第二电极，所述第一电极设置在所述外壳上，所述光电转换层设置在所述第一电极和所述第二电极之间。

其中，所述光电转换层包括pn结。

其中，所述pn结包括p型半导体层和n型半导体层。

其中，所述光电转换模块还包括光学薄膜层，所述光学薄膜层设置在所述第二电极和所述光电转换层的n型半导体层之间，所述光学薄膜层用于吸收光能。

其中，所述pn结的厚度为1μm-50μm。

其中，所述pn结为硅基掺杂的非晶或微晶p型半导体和n型半导体的同质结，或者为由硅基p型掺杂的非晶或微晶半导体和碳化硅n型掺杂的非晶或微晶半导体组成的异质结，或者为由硅基n型掺杂的非晶或微晶半导体和碳化硅p型掺杂的非晶或微晶半导体组成的异质结。

其中，所述光学薄膜层包括抗反射膜层和/或聚光膜层。

其中，所述第一电极和所述第二电极为银电极、铝电极或银铝电极中的一种。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。