半穿透式太阳能电池的制作方法

1.本实用新型涉及一种太阳能电池，尤其涉及一种半穿透式太阳能电池。


背景技术：

2.伴随着显示技术的蓬勃发展，显示器的应用也日趋广泛。除了高规格的显示质量外，追求省电、环保等永续发展理念的显示器也是相关厂商的开发重点之一。由于太阳能电池为环保绿能的指标技术，因此将太阳能发电技术应用在穿戴式显示装置上以提升其操作续航力的需求逐渐增加。为了避免显示面板因薄膜太阳能板的叠置而造成的显示质量下降，薄膜太阳能板在显示面板的显示区须具备一定的穿透度与光电转换面积，方能同时达到显示以及太阳能发电的效果。
3.这类的薄膜太阳能板在显示区内大都设有周期性排列的多条太阳能电池走线。由于太阳能电池走线朝向收光面一侧的电极必须为光穿透式电极，其阻值相较于一般的金属电极来得高。因此，一种设置辅助导电层来降低光穿透式电极阻值的方法被提出。其中，为了保护辅助导电层，太阳能电池走在线还需设有一绝缘层来包覆此辅助导电层，且此绝缘层是以整面性填平的方式进行覆盖。因此，光线(例如环境光线或来自显示面板的光线)在通过此绝缘层后容易产生色偏的现象，而影响视觉质量。


技术实现要素：

4.本实用新型提供一种半穿透式太阳能电池，能有效抑制透射光的色偏现象。
5.本实用新型的一种半透式太阳能电池具有多个透光区，并且包括基板、多个光电转换元件、多个第一绝缘图案、多个导电图案以及多个第二绝缘图案。这些光电转换元件设置在基板上，且位于这些透光区之间。光电转换元件包括光电转换层、第一电极和第二电极。第一电极和第二电极设置在光电转换层的相对两侧，并且电性连接光电转换层。第一电极位在基板与光电转换层之间。这些第一绝缘图案分别覆盖这些光电转换元件。这些导电图案分别对应这些光电转换元件设置，且不重叠于这些透光区。这些第二绝缘图案设置在这些第一绝缘图案上，且分别包覆这些导电图案。这些第二绝缘图案位于这些透光区之间，且不重叠于这些透光区。
6.在根据本实用新型的实施例的半穿透式太阳能电池中，各个导电图案沿着平行于基板的一方向的宽度小于或等于第二电极沿着所述方向的宽度。
7.在根据本实用新型的实施例的半穿透式太阳能电池中，各个第二绝缘图案沿着平行于基板的一方向的宽度大于各个导电图案沿着所述方向的宽度。
8.在根据本实用新型的实施例的半穿透式太阳能电池中，多个第二绝缘图案的材质包括并五苯、二乙二醇二甲醚或聚酰亚胺。
9.在根据本实用新型的实施例的半穿透式太阳能电池中，多个第一绝缘图案部分重叠于多个透光区，并且包覆多个光电转换元件。
10.在根据本实用新型的实施例的半穿透式太阳能电池中，多个第二绝缘图案在基板
上的正投影完全位在多个光电转换元件的多个第二电极在基板上的正投影内。
11.在根据本实用新型的实施例的半穿透式太阳能电池中，相重叠的第二绝缘图案和第二电极分别具有第一边缘和第二边缘，且第一边缘在第二电极上的正投影与第二边缘之间的最短距离大于0微米。
12.在根据本实用新型的实施例的半穿透式太阳能电池中，多个光电转换元件的多个第二电极定义出多个透光区。
13.在根据本实用新型的实施例的半穿透式太阳能电池中，各个光电转换元件的第一电极电性连接多个导电图案的其中一者。
14.在根据本实用新型的实施例的半穿透式太阳能电池中，多个第二绝缘图案背离多个光电转换元件的一侧设有显示面板，以构成显示装置。
15.基于上述，在本实用新型的一实施例的半穿透式太阳能电池中，光电转换元件被第一绝缘图案所覆盖。第一绝缘图案上设有导电图案，且此导电图案可提升光电转换元件的操作电性。为了保护导电图案，其表面覆盖有第二绝缘图案。通过此第二绝缘图案不重叠于透光区的设计，可有效解决光线通过半穿透式太阳能电池后的色偏问题(例如黄化现象)，从而取得较佳的视觉效果。
16.为让本实用新型的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。
附图说明
17.图1是本实用新型的一实施例的半穿透式太阳能电池的剖视示意图；
18.图2是本实用新型的一实施例的显示装置的剖视示意图；
19.图3是本实用新型的另一实施例的半穿透式太阳能电池的剖视示意图；
20.图4是本实用新型的又一实施例的半穿透式太阳能电池的剖视示意图。
21.附图标记说明
22.1：显示装置；
23.10、10a、10b：半穿透式太阳能电池；
24.100：基板；
25.110：光电转换元件；
26.111：第一非本征半导体层；
27.112：本征半导体层；
28.113：第二非本征半导体层；
29.130：第一绝缘图案；
30.130e、150e、170e、170ae、170be、e1e、e2e、pcle：边缘；
31.130w：侧壁；
32.150：导电图案；
33.170、170a、170b：第二绝缘图案；
34.200：显示面板；
35.200ds：显示侧；
36.d1、d2、d3、d4、d5：距离；
37.e1：第一电极；
38.e2：第二电极；
39.eb：环境光线；
40.ib：影像光线；
41.pcl：光电转换层；
42.ta：透光区；
43.w1、w2、w3、w4：宽度；
44.x、y：方向。
具体实施方式
45.现将详细地参考本实用新型的示范性实施例，示范性实施例的实例说明于附图中。只要有可能，相同元件符号在附图和描述中用来表示相同或相似部分。
46.有关本实用新型之前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图之一较佳实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本实用新型。
47.图1是本实用新型的一实施例的半穿透式太阳能电池的剖视示意图。图2是本实用新型的一实施例的显示装置的剖视示意图。请参照图1，半穿透式太阳能电池10包括基板100、多个光电转换元件110和多个第一绝缘图案130。基板100的材质包括玻璃、石英、高分子材料(例如聚酰亚胺、聚碳酸酯)、或其他合适的基板材料。这些光电转换元件110设置在基板100上，且彼此间隔开来。在本实施例中，光电转换元件110例如是太阳能电池走线，但不以此为限。
48.详细而言，光电转换元件110包括光电转换层pcl、第一电极e1和第二电极e2。第一电极e1和第二电极e2设置在光电转换层pcl的相对两侧，并且电性连接光电转换层pcl。第一电极e1位在基板100与光电转换层pcl之间。在本实施例中，第一电极e1沿着平行于基板100的方向(例如方向x)的宽度w1可大于第二电极e2(或光电转换层pcl)沿着所述方向的宽度w2，以避免制程中发生底切(undercut)的现象而导致第一电极e1与第二电极e2的电性短路。第一电极e1和第二电极e2各自沿着方向y的厚度可介于0.05微米至5微米之间。
49.特别注意的是，由于外部环境光线是由基板100背离光电转换元件110的一侧入射，因此第一电极e1与第二电极e2分别为透光电极与反射电极。透光电极的材质包括金属氧化物，例如：铟锡氧化物、铟锌氧化物、铝锡氧化物、铝锌氧化物、或其它合适的氧化物、或者是上述至少两者之堆栈层。反射电极的材质包括铝、银、铬、上述的合金、上述的组合、或其他具有高反射率的金属材料。也因此，本实施例的多个第二电极e2可定义出半穿透式太阳能电池10的多个透光区ta，这些透光区ta适于让可见光(例如：阳光或来自显示面板的光线)通过。从另一观点来说，多个光电转换元件110是设置在这些透光区ta之间。
50.光电转换层pcl的材质例如是非晶硅(amorphous silicon，a-si)，且其沿着方向y的厚度可介于0.05微米至5微米之间，但不以此为限。在其他实施例中，光电转换层pcl的材质也可以是单晶硅、多晶硅、铜铟镓硒、锑化镉、或上述的组合。详细而言，光电转换层pcl包括第一非本征半导体层111、本征半导体层112以及第二非本征半导体层113。第一非本征半
导体层111具有第一掺杂类型，第二非本征半导体层113具有第二掺杂类型，且第一掺杂类型与第二掺杂类型各自为p型与n型中的一者。举例来说，在本实施例中，第一非本征半导体层111可以是p型半导体层，而第二非本征半导体层113可以是n型半导体层。
51.进一步而言，多个光电转换元件110上分别覆盖有多个第一绝缘图案130。这些第一绝缘图案130彼此间隔开来，并且各自包覆对应的光电转换元件110。也因此，第一绝缘图案130会部分重叠于透光区ta。第一绝缘图案130覆盖第一电极e1的部分和第一电极e1分别具有朝向透光区ta的边缘130e和边缘e1e，且第一绝缘图案130的边缘130e与第一电极e1的边缘e1e之间沿着方向x的距离d1可介于1微米至20微米之间。光电转换层pcl中朝向透光区ta的边缘pcle与第一电极e1的边缘e1e之间沿着方向x的距离d2可介于0微米至20微米之间。另一方面，第一绝缘图案130沿着方向y的厚度可介于0.25微米至25微米之间。
52.第一绝缘图案130的材质可以是无机材料(例如：氮化硅、二氧化硅或三氧化二铝)、有机材料(例如：并五苯、二乙二醇二甲醚或聚酰亚胺)、或上述的组合、或其他合适的透光材料。举例来说，当第一绝缘图案130的材质为无机材料时，其可具有隔绝水氧的能力以及减少漏电的优点；当第一绝缘图案130的材质为有机材料时，其可具有较小的寄生电容以及较佳的平坦度。
53.为了提升光电转换元件110的操作电性，半穿透式太阳能电池10还包括多个导电图案150和多个第二绝缘图案170。这些导电图案150分别对应多个光电转换元件110(或多个第一绝缘图案130)设置，且不重叠于多个透光区ta。此处的重叠关系例如是指两构件沿着方向y的投影重叠。以下若未特别提及，则任两构件的重叠关系都是以相同的方式来界定，便不再赘述。
54.导电图案150沿着方向y的厚度可介于0.05微米至5微米之间。另一方面，导电图案150沿着平行于基板100的一方向(例如方向x)的宽度w3可小于第二电极e2的宽度w2，但不以此为限。在其他未示出的实施例中，导电图案150的宽度w3也可等于第二电极e2的宽度w2。在本实施例中，第二电极e2和导电图案150分别具有朝向透光区ta的边缘e2e和边缘150e，且第二电极e2的边缘e2e与导电图案150的边缘150e之间沿着方向x的距离d3可介于0微米至20微米之间。
55.举例来说，这些导电图案150可分别电性连接多个光电转换元件110的多个第一电极e1，以降低这些第一电极e1的整体阻值，但不以此为限。为了保护这些导电图案150，本公开利用多个第二绝缘图案170来包覆这些导电图案150。也即，这些第二绝缘图案170分别是设置在多个第一绝缘图案130上。在本实施例中，第二绝缘图案170的材质为有机材料，例如：并五苯、二乙二醇二甲醚或聚酰亚胺。
56.特别注意的是，这些第二绝缘图案170位在多个透光区ta之间，且不重叠于这些透光区ta。第二绝缘图案170沿着平行于基板100的一方向(例如方向x)的宽度w4大于导电图案150的宽度w3。第二绝缘图案170中朝向透光区ta的边缘170e与导电图案150的边缘150e之间沿着方向x的距离d4可介于1微米至60微米之间。更具体地说，第二绝缘图案170在基板100上的正投影完全位于对应的第二电极e2在基板100上的正投影内。在本实施例中，第二绝缘图案170的边缘170e大致上是切齐第二电极e2的边缘e2e，但不以此为限。第二绝缘图案170沿着方向y的厚度可介于0.1微米至30微米之间。
57.请同时参照图2，本实施例的半穿透式太阳能电池10适于搭载在显示面板200的显
示侧200ds，以构成一显示装置1。更具体地说，半穿透式太阳能电池10的第二绝缘图案170背离光电转换元件110的一侧设有显示面板200。显示面板200例如是液晶显示面板、或其他合适的非自发光型显示面板。也因此，显示装置1还可选地包括背光模块(未示出)。然而，本实用新型不限于此，根据其他实施例，显示面板200也可以是微型发光二极管(micro light emitting diode，micro-led)面板、次毫米发光二极管(mini light emitting diode，mini-led)面板、或其他合适的自发光型显示面板。
58.详细而言，显示面板200发出的影像光线ib可经由半穿透式太阳能电池10的透光区ta出射显示装置1，而光电转换元件110是经由第一电极e1的一侧接收来自外部的环境光线eb(例如阳光)，并产生电能来提供显示面板200操作时所需的电力。通过第二绝缘图案170不重叠于透光区ta的设计，可让影像光线ib在通过透光区ta后不会产生色偏现象(例如黄化现象)，有助于提升显示装置1的视觉效果。
59.然而，本实用新型并不局限半穿透式太阳能电池10的应用范畴。举例来说，在其他实施例中，半穿透式太阳能电池10也可应用在建筑物的观景窗上，其除了具有太阳能发电的功能外，对于色偏现象的抑制还能让观看窗外景色的观赏者具有较佳的视觉体验。
60.以下将列举另一些实施例以详细说明本公开，其中相同的构件将标示相同的符号，并且省略相同技术内容的说明，省略部分请参考前述实施例，以下不再赘述。
61.图3是本实用新型的另一实施例的半穿透式太阳能电池的剖视示意图。图4是本实用新型的又一实施例的半穿透式太阳能电池的剖视示意图。请参照图3，本实施例的半穿透式太阳能电池10a与图1的半穿透式太阳能电池10的差异在于：第二绝缘图案的宽度不同。在本实施例中，半穿透式太阳能电池10a的第二绝缘图案170a的边缘170ae相较于第二电极e2的边缘e2e远离透光区ta。也就是说，第二绝缘图案170a的边缘170ae在第二电极e2上的正投影与第二电极e2的边缘e2e之间沿着平行于基板100的一方向(例如方向x)的距离d5大于0微米。据此，可进一步抑制以较大角度入射并且通过透光区ta的光线产生色偏的现象，从而提升半穿透式太阳能电池10a在较大视角范围内的视觉质量。
62.然而，本实用新型不限于此。在其他实施例中，根据不同的产品需求，半穿透式太阳能电池10b的第二绝缘图案170b也可部分重叠于透光区ta，如图4所示。也即，第二绝缘图案170b可进一步覆盖第一绝缘图案130朝向透光区ta的部分侧壁130w。特别一提的是，第二绝缘图案170b的边缘170be可选地切齐第一绝缘图案130的边缘130e。也就是说，第一绝缘图案130和第二绝缘图案170b的图案化制程可共享同一个光罩来进行曝光，有助于降低生产成本。
63.特别说明的是，图3的半穿透式太阳能电池10a和图4的半穿透式太阳能电池10b都可用于取代图2中显示装置1的半穿透式太阳能电池10。
64.综上所述，在本实用新型的一实施例的半穿透式太阳能电池中，光电转换元件被第一绝缘图案所覆盖。第一绝缘图案上设有导电图案，且此导电图案可提升光电转换元件的操作电性。为了保护导电图案，其表面覆盖有第二绝缘图案。通过此第二绝缘图案不重叠于透光区的设计，可有效解决光线通过半穿透式太阳能电池后的色偏问题(例如黄化现象)，从而取得较佳的视觉效果。
65.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当
理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。