专利名称：发光模组的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种发光模组，尤其涉及一种集成有太阳能电池(Solar Cell)的发光模组。
背景技术：
随着节能的倡导，越来越多绿色能源被开发利用。太阳能作为最理想的绿色能源越多地 被应用在路灯、地灯、机场照明灯等照明装置上提供这些照明装置在夜间照明时所需要的电 源。太阳能电池的结构请参阅2006 IEEE 4th World Conference on Photovoltaic Energy Conversion上发表的文章Amorphous-Silicon / Polymer Solar Cells and Key Design Rules for Hybrid Solar Cells。
目前市面上采用太阳能供电的照明装置如太阳能路灯等，其结构庞大， 一般分开制造太 阳能电池板、蓄电装置和照明装置，再分别架设在太阳能路灯的灯杆上。所述采用太阳能供 电的照明装置庞大且架设成本高。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种薄型化的集成有太阳能电池的发光模组。
一种发光模组，其包括 一个绝缘基板，所述绝缘基板具有一个第一表面和一个与所述 第一表面相对的第二表面； 一个能量存储装置；至少一个太阳能电池单元，其于所述绝缘基 板的第一表面，所述至少一个太阳能电池单元具有一前电极层、 一个背电极层和一个位于所 述前电极和背电极层之间的光伏半导体层，所述前电极层和背电极层与能量存储装置电连接 以对其充电；以及至少一个发光元件，其设置在所述绝缘基板的第二表面且与所述能量存储 装置电连接以获得工作电压。
本发明提供的发光模组，将至少一个发光元件与太阳能电池单元集成在一起，所述太阳 能电池单元具有薄型结构，其厚度在毫米数量级以下，甚至达到微米级，可以适用于很多的 需要照明薄型化产品上，如手机背光模组等，且该发光模组薄型化，可以一体封装而成，其 制造成本也大大降低。
图l是本发明第一实施例提供的发光模组的示意图，该发光模组具有绝缘基板、太阳能 电池单元及金属图案层。
图2是本发明第一实施例提供的发光模组的绝缘基板与太阳能电池单元的示意图，该太
4阳能电池单元具有前电极层。
图3是本发明第一实施例提供的发光模组的太阳能电池的前电极层的示意图。
图4是本发明第一实施例提供的发光模组的金属图案层的示意图。
图5是本发明第二实施例提供的发光模组的示意图。
图6是本发明第三实施例提供的发光模组的示意图。
图7是本发明第三实施例提供的发光模组的工作方法示意图
具体实施例方式
下面将结合附图对本发明作进一步的详细说明。
请参阅图l ，其为本发明第一实施例提供的一种发光模组IO，其包括:一个具有相对的 第一表面110a及第二表面110b的绝缘基板110、 一个能量存储装置120、设于第一表面110a上 的太阳能电池单元130、用于封装太阳能电池单元130的透明封装体124、设于第二表面110b 上金属图案层123及设于金属图案层上123的若干个发光元件140。本实施例中，该发光元件 140为LED芯片。当然，该发光元件140也可以为封装好的LED灯或白炽灯等任何其他通电后可 发光的元件。
该绝缘基板110可由硬板材料或者软板材料制成。该软板材料可以是聚酰亚胺( Polyimide)、聚对苯二甲酸乙二酯(Polythylene ter印hthalate， PET)、聚碳酸酯( Polycarbonate, PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethyl Methacrylate， PMMA)、冰片烯( Arton， g卩Norbornene)等。该硬板材料可以是陶瓷、玻璃、石英等。本实施例中，该绝缘 基板110由玻璃制成。
该能量存储装置120可以为铅蓄电池、锂/离子电池、镍/金属氢化物电池或电容器等任 何其他能量存储装置，本实施例中，该能量存储装置120为锂/离子电池。
请参阅图2及图3，该太阳能电池单元130包括依次形成于第一表面110a上的背电极(Back Electrode或者rear surface electrode)层130a、 光伏半导体层(Photovoltaic Semiconductor Layer) 132、 ^^个透明导电层(Transparent Conductive Layer) 134及^^个前 电极(Front Surface Eletrode)层130b。
该背电极层130a的材料可以是银(Ag)，铜(Cu)，钼(Mo)，铝(Al)，铜铝合金( Cu-Al Alloy)，银铜合金(Ag-Cu Alloy)，或者铜钼合金(Cu-Mo Alloy)等。背电极层 130a可以采用溅射(Sputtering)或者沉积(D印osition)的方法形成。
该光伏半导体层132由一个N型半导体层、 一个P型半导体层以及位于其二者之间的PN结 (PN junction)层构成。优选地，所述N型半导体层和P型半导体层分别是采用CVD等方法形成的N型a-Si:H(Hydrogenated amorphous silicon,即氢化非晶硅)或者P型a -Si :H。所述PN结层是由所述N型半导体层和P型半导体层之间界面接触而形成，该PN结层的实际厚度要比N型半导体层和P型半导体层的厚度小很多。
可以理解，该光伏半导体层132还可以为PIN结构等的薄型太阳能电池结构，只要能够实现光电转换在其背电极层130a与前电极层130b之间形成电压即可。
该透明导电层134可通过铟锡氧化层(Indium Tin 0xide， IT0)或氧化锌等材料制成。本实施例中，该透明导电层134由IT0制成。
该前电极层130b为金属栅电极，其材料可以是银、铜、钼、铝、铜铝合金、银铜合金、或者铜钼合金等。
当然，该前电极层130b的形状不限于此，只要能够确保该太阳能电池单元130的光伏半导体层130b能够吸收足够的光即可。
该太阳能电池单元130通过其前电极层130b及背电极层130a分别连接到能量存储装置120的正负极，从而对能量存储装置120充电。
该透明封装体124与绝缘基板110的第一表面110a的周边粘合以封装太阳能电池单元130
请参阅图4，该金属图案层123具有数量与发光元件140相同的电极片组125。该电极片组125由正电极片125a及负电极片125b组成。为了便于设置发光元件140，该正电极片125a及负电极片125b分别具有不同的图案以区别正负电极片。
该发光元件140通过该金属图案层123与能量存储装置120电连接以获得工作电压。当然，也可以没有金属图案层123，而是通过导线将发光元件140与能量存储装置120电连接以使该发光元件140获得工作电压。
该发光模组10的实际制作方法为
在该绝缘基板110的第一表面110a上依次形成太阳能电池单元130的背电极层130a、光伏半导体层132、透明导电层134和前电极层130b;
将透明封装体124与绝缘基板110的第一表面110a的周边粘合以封装太阳能电池单元130
在绝缘基板110的第二表面110b上制作金属图案层123，并设置若干个发光元件140。将能量存储装置120的正负极分别对应与金属图案层123的正电极片125a及负电极片125b和太阳能电池单元l 30的前电极层130b及背电极层130a电连接。
本发明第一实施例提供的发光模组IO，将太阳能电池单元130和发光元件140集成于一体封装制造，制作简单，应用于产品上可以实现产品薄型化。
为了满足实际对电压的需求，也可以在绝缘基板110的第一表面110a上形成多个串联的太阳能电池单元130。
请参阅图5，其为本发明第二实施例提供的发光模组20。该发光模组20与本发明第一实施例的发光模组10大体上相同，其具有一具有第一表面210a及与第一表面210a相对的第二表面21 Ob的绝缘基板210、设于第一表面21 Oa上的太阳能电池单元230及设于第二表面21 Ob上的金属图案层223及设于金属图案层223上的至少一个发光元件240，该太阳能电池单元230具有背电极层230a、光伏半导体层232、 一个透明导电层234及一个前电极层230b，不同点在于该发光模组20具有串联的两个太阳能电池单元230。该两个太阳能电池单元230的背电极层与前电极层互相电接触使得该两个太阳能电池单元230串联。
采用现有技术中光刻的方法在绝缘基板210的第一表面210a上形成串联的两个太阳能电池单元230。
具体地，在绝缘基板210的第一表面210a先形成一背电极层230a，用激光刻出一第一隔离区域2102。
继续形成光伏半导体层232，采用激光在所述隔离区域2102的附近刻出一个第二隔离区域2103。
继续形成透明导电层234和前电极层230b ，采用激光在填充有透明导电物质的第二隔离区域2103内刻出一个第三隔离区域2104以形成串联的两个太阳能电池单元230。
可以理解，在绝缘基板210上形成串联的两个太阳能电池单元230的方法不限于此，该太阳能电池单元230的串联方式也不限于此，在绝缘基板210上形成串联的两个太阳能电池单元230的方法有现有技术手段可以实现。
在绝缘基板210的第一表面210a上形成串联的两个太阳能电池单元230并封装，再在其第二表面210b上制作金属图案层223并设置发光元件240。
可以理解，采用上述的在绝缘基板210的第一表面210a上形成串联的两个太阳能电池单元230的方法也可在绝缘基板上形成两个以上串联的太阳能电池单元。
当然，该发光模组20也可以包括两个以上串联的太阳能电池单元230。
请参阅图6，其为本发明第二实施例提供的发光模组30。该发光模组30与本发明第一实施例的发光模组10大体上相同，其具有能量存储装置320、太阳能电池单元330及若干个发光元件340，不同点在于该发光模组30进一步包括一个具有相对的第三表面350a及第四表面350b的印刷电路板350及一个设置于第三表面350a的充放电控制单元360，该能量存储装置320设于第四表面350b。当然，该能量存储装置320也可设置在印刷电路板350的第三表面350a。
该印刷电路板350具有一个容置部351以容置太阳能电池单元330和若干个发光元件340，该容置部351为一个孔，使得太阳能电池单元330和若干个发光元件340分别朝向该印刷电路板350的两侧。
该充放电控制单元360用于精准控制太阳能电池单元330对能量存储装置320充电的过程和能量存储装置320对发光元件340放电的过程。请参阅图7，该充放电控制单元360包括一个第一DC/DC转换器(DC/DC Converter) 362、 一个第二DC/DC转换器364、 一个PWM控制器(PulseWidth Modulation Controller,即脉宽调制控制器)366。
该太阳能电池单元330与能量存储装置320之间通过第一DC/DC转换器362电连接，该能量存储装置320与若干个发光元件340之间通过第二DC/DC转换器364电连接。
该PWM控制器366分别与能量存储装置320、第一DC/DC转换器362、 LED发光元件340以及第二DC/DC转换器364电连接，其工作方法为
在充电模式下，该PWM控制器366由能量存储装置320获得一个电压反馈信号VF和一个电流反馈信号IF，从而提供给第一DC/DC转换器362—个第一PWM输出信号I以控制太阳能电池单元330对能量存储装置320充电的过程。
在放电模式下，该PWM控制器366由发光元件340获得一个亮度反馈信号LF，从而提供给第二DC/DC转换器364—个第二PWM输出信号II以控制发光元件340的亮度。
可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其它各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的封装范围。
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权利要求
1.一种发光模组，其包括一个绝缘基板，其具有一个第一表面和一个与所述第一表面相对的第二表面；一个能量存储装置；至少一个太阳能电池单元，其设置于所述绝缘基板的第一表面，所述至少一个太阳能电池单元具有一前电极层、一个背电极层和一个位于所述前电极和背电极层之间的光伏半导体层，所述前电极层和背电极层与能量存储装置电连接以对其充电；以及至少一个发光元件，其设置在所述绝缘基板的第二表面且与所述能量存储装置电连接以获得工作电压。
2.如权利要求l所述的发光模组，其特征在于，所述绝缘基板的第 二表面形成有一个金属图案层，其具有数量与所述发光元件相同的电极片组，所述电极片组 具有正电极片及负电极片，所述发光元件通过所述正电极片及负电极片与所述能量存储装置 电连接。
3.如权利要求l所述的发光模组，其特征在于，所述至少一个太阳 能电池单元为多个太阳能电池单元，相邻两个太阳能电池单元的前电极层与背电极层互相电 连接以使得所述多个太阳能电池单元串联。
4.如权利要求l所述的发光模组，其特征在于，所述光伏半导体层 具有一N型半导体层、一P型半导体层以及位于其二者之间的PN结层。
5.如权利要求l所述的发光模组，其特征在于，所述发光模组进一 步包括一个透明封装体，其与所述绝缘基板匹配粘合以封装所述至少一个太阳能电池单元。
6.如权利要求l所述的发光模组，其特征在于，所述发光模组进一 步包括一个印刷电路板和一个充放电控制单元，所述印刷电路板板具有一个容置部以容置所 述绝缘基板及其上的太阳能电池单元和发光元件，所述容置部为一个孔，所述太阳能电池单 元和至少一个发光元件分别朝向所述印刷电路板的两侧，所述充放电控制单元用于控制所述 太阳能电池单元对所述能量存储装置充电的过程和所述能量存储装置对发光元件放电的过程，所述充放电控制单元及所述能量存储装置设置于所述印刷电路板上。
7 如权利要求l所述的发光模组，其特征在于，所述绝缘基板为硬质基板或者柔性基板。
8 如权利要求7所述的发光模组，其特征在于，所述硬质基板由陶瓷、玻璃或石英制成。
9 如权利要求7所述的发光模组，其特征在于，所述柔性基板由聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二酯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯或冰片烯制成。
全文摘要
本发明涉及一种发光模组，其包括至少一个发光元件、至少一个太阳能电池单元、一个能量存储装置，该至少一个太阳能电池单元具有一个前电极层、一个背电极层和一个介于前电极层和背电极层之间的光伏半导体层，该发光模组进一步包括一个绝缘基板，其将至少一个发光元件和至少一个太阳能电池单元隔离，该至少一个发光元件和至少一个太阳能电池单元分别对应地设置在该绝缘基板相对的两个表面，该太阳能电池的前电极层和背电极层电连接至能量存储装置对其充电，该至少一个发光元件电连接至该能量存储装置以获得其工作电压。
文档编号F21V23/00GK101561105SQ20081030117
公开日2009年10月21日 申请日期2008年4月17日 优先权日2008年4月17日
发明者陈杰良 申请人:鸿富锦精密工业(深圳)有限公司;鸿海精密工业股份有限公司