具有偏振特性的光伏电池和具有光伏电池的电子装置的制作方法
本公开一般涉及电子装置，更具体地，涉及具有偏振特性的光伏电池和包括该光伏电池的电子装置。
背景技术：
根据信息、通信和半导体技术的发展，诸如智能手机之类的电子装置已经成为日常必需品。通过在智能手机中安装各种应用，用户可以接收各种服务，例如日程安排、新闻和社交网络服务(sns)相关的服务。因此，智能手机倾向于在较长时间内保持日常操作。然而，尽管智能手机的使用时间增加了，但作为电源的蓄电池的使用时间仍然有限。
传统技术已经集中在开发各种算法和设计电能节约电路上，以便延长智能手机蓄电池的使用时间。然而，蓄电池中累积的电能基本上是有限的，电能节约技术不足以满足用户的要求。
因此，本领域需要对智能手机蓄电池的电池寿命进行改进，用以与日常智能手机使用时间的增加相一致。
技术实现要素：
技术问题
本公开的一方面在于提供具有偏振特性的光伏电池和包括该光伏电池的电子装置。
问题的解决方案
根据本公开的一个方面，一种光伏电池包括：第一电极和第二电极，该第一电极和第二电极具有透明度并且面向彼此设置；以及在第一电极和第二电极之间设置的光伏电池层，该光伏电池层被配置为通过吸收入射光的一部分来产生电能，其中，光伏电池层包括：多个单元电池，这些单元电池以特定距离彼此相距设置并形成有用于使入射光偏振的多个狭缝；以及设置在所述多个狭缝中的透明绝缘体。
根据本公开的另一方面，一种电子装置包括：蓄电池；显示面板；光伏电池，设置在显示面板的至少一侧上；直流到直流(dc-dc)转换器，被配置为将光伏电池产生的电能转换为直流电源；以及充电电路，被配置为通过使用由dc-dc转换器转换的直流电源来对蓄电池充电，其中，光伏电池包括：第一电极和第二电极，该第一电极和第二电极具有透明度并且面向彼此设置；在第一电极和第二电极之间设置的光伏电池层，该光伏电池层被配置为通过吸收入射光的一部分来产生电能，其中，光伏电池层包括：多个单元电池，这些单元电池以特定距离彼此相距设置并形成有用于使入射光偏振的多个狭缝；以及设置在所述多个狭缝中的透明绝缘体。
发明的有益效果
根据本公开的实施例的光伏电池可以用作电子装置的电源，并且可以减少电子装置的发热。光伏电池通过使用入射光产生电能，并延长蓄电池和电子装置的使用时间。通过用本公开的实施例所公开的新膜替换电子装置中所配置的偏振膜，可以将亮度和图像质量维持在与传统技术相同的水平，并且可以在不散热的情况下，将在偏振过程中被偏振膜阻挡的光回收利用。
附图说明
图1示出了根据本公开的实施例的网络环境中的电子装置；
图2示出了根据本公开的实施例的电子装置的配置；
图3示出了根据本公开的实施例的程序模块的配置；
图4示出了根据本公开的实施例的电子装置的配置；
图5示出了根据本公开的另一实施例的电子装置的配置；
图6a和图6b示出了根据本公开的实施例的包括第一电极、第二电极和光伏电池层的光伏电池；
图7a、图7b、图7c、图7d和图7e示出了根据本公开的实施例的单元电池的横截面结构；
图8示出了根据本公开的实施例的单元电池的修改的横截面结构的示例；
图9a和图9b示出了根据本公开的实施例的单元电池的修改的横截面结构的另一示例；
图10a和图10b示出了根据本公开的实施例的单元电池的等效电路；
图11示出了根据本公开的实施例的金属层的示意性平面结构的示例；
图12a、图12b和图12c示出了根据本公开的实施例的具有不同结构的多个单元电池的布置；
图13a和图13b示出了使用根据本公开的实施例的光伏电池的示例；以及
图14a、图14b、图14c和图14d示出了根据本公开的实施例的提供由光伏电池产生的能量的路径和包括光伏电池的电子装置的配置。
具体实施方式
提供参照附图的以下描述以帮助全面理解本公开的实施例。以下描述包括特定的细节以帮助理解，但本领域普通技术人员应认识到，在不背离本公开的范围和精神的情况下，可以对本文中所述的实施例做出各种改变和修改。此外，为了清楚和简明起见，可以省略对公知的功能和结构的描述。
在以下描述和权利要求中所使用的术语和词语不限于其词典含义，而仅仅用于使得能够清楚和一致地理解本公开。因此，本领域技术人员应当清楚，提供对本公开的实施例的以下描述仅出于说明目的而不出于限制本公开的目的。
除非上下文中另有明确说明，否则单数形式“一”、“一个”和“所述”包括复数指示物。因此，对“组件表面”的引用包括对这种表面中的一个或多个的引用。
诸如“包括”和“可以包括”之类的表述可以表示存在所公开的功能、操作和构成元件，并且不限制一个或多个附加的功能、操作和构成元件。诸如“包括”和/或“具有”之类的术语可以解释为表示某个特性、数目、操作、构成元件、组件或其组合，但不可解释为排除至少一个其他特性、数目、操作、构成元件、组件或其组合的存在或添加的可能性。
在本公开中，表述“和/或”包括相关联列出的词语的任何和全部组合，因此可以包括a、b或a和b两者。
包括诸如“第一”和“第二”之类的序数的表述可以修饰各种元件，这些元件不受上述表述限制。例如，“第一”和“第二”不限制元件的顺序和/或重要性，而仅用于将一元件和其他元件区分开。例如，第一用户装置和第二用户装置指示不同的用户装置，尽管它们都是用户装置。此外，在不脱离本公开的范围的情况下，第一元件可以被称为第二元件，类似地，第二元件可以被称为第一元件。
当诸如第一组件之类的组件被称为“连接”或“访问”诸如第二组件的另一组件时，应当理解，第一组件可以直接连接到或访问第二组件，或者在第一组件和第二组件之间可以存在第三组件。然而，当第一组件被称为“直接连接”或“直接访问”第二组件时，它们之间不存在第三组件。
如本文中所使用的，除非上下文另外清楚地指示，否则单数形式旨在也包括复数形式。根据本公开的实施例的电子装置可以包括通信功能，包括但不限于：智能电话、平板个人计算机(pc)、移动电话、视频电话、电子书阅读器、台式pc、膝上型pc、上网本计算机、个人数字助理(pda)、便携式多媒体播放器(pmp)、数字音频播放器、移动医疗装置、电子手环、电子项链、电子配饰、相机、可穿戴装置、电子时钟、腕表、家用电器(包括空调、吸尘器、烤箱、微波炉、洗衣机和空气净化器)、人工智能机器人、电视(tv)、数字视频盘(dvd)播放器、音频装置、各种医疗装置(包括磁共振血管造影(mra)、磁共振成像(mri)、计算机断层扫描(ct)、扫描机、超声波装置)、导航装置、全球定位系统(gps)接收器、事件数据记录仪(edr)、飞行数据记录仪(fdr)、机顶盒、tv盒(例如，samsunghomesynctm、appletvtm或googletvtm)、电子词典、车载信息娱乐装置、船用电子装备(例如，导航装置或陀螺罗盘)、航空电子装置、安保装置、电子服饰、电子钥匙、摄录一体机、游戏机、头戴式显示器(hmd)、平板显示装置、电子相框、电子相册、包括通信功能的家具或建筑物/结构的一部分、电子板、电子签名接收装置或投影仪。
图1示出了根据本公开的实施例的电子装置的配置。参考图1，电子装置101包括总线110、处理器120、存储器130、输入/输出接口150、显示模块160和通信接口170。电子装置101还可以包括其他类似和/或合适的组件。
总线110可以是将上述元件互连并在上述元件之间传递通信的电路。
处理器120可以通过总线110从上述其他元件接收命令，可以解释所接收的命令，并且可以根据解释的命令执行计算或数据处理。
存储器130可以存储从处理器120或其他元件接收的命令或数据或者由处理器120或其他元件产生的命令或数据，并且包括编程模块140，诸如内核141、中间件143、应用编程接口(api)145和应用147。上述编程模块中的每一个可以用软件、固件、硬件或者其中两个或更多个的组合来实现。
内核141可以控制或管理用于执行由其他编程模块(例如中间件143、api145和应用147)实现的操作或功能的系统资源(例如总线110、处理器120和存储器130)，并且可以提供能够通过使用中间件143、api145或应用147来访问和控制或管理电子装置101的各个元件的接口。
中间件143可以在api145或应用147与内核141之间通信，以使得api145或应用147与内核141通信并交换数据。中间件143可以通过使用将可以使用电子装置101的系统资源的优先级分配给一个或多个应用147中的至少一个的方法来执行对从一个或多个应用147接收的工作请求的负载平衡。
api145是应用147能够用以控制由内核141或中间件143提供的功能的接口，并可以包括用于文件控制、窗口控制、图像处理或字符控制的至少一个接口或功能。
输入/输出接口150可以接收从用户输入的命令或数据，并且可以通过总线110向处理器120或存储器130传送所接收的命令或数据。显示模块160可以向用户显示视频、图像或数据。
通信接口170可以连接另一电子装置102和电子装置101之间的通信，并且可以支持预定的短距离通信协议(例如wi-fi、
图2示出了根据本公开的实施例的电子装置201的配置。
电子装置201可以是硬件。
参考图2，电子装置201可以包括一个或多个应用处理器(ap)210、通信模块220、用户识别模块(sim)卡224、存储器230、传感器模块240、用户输入模块250、显示模块260、接口270、音频模块280、相机模块291、电力管理模块295、电池296、指示器297和电机298。电子装置201还可以包括任何其他类似和/或合适的组件。
应用处理器(ap)210可以包括一个或多个ap或通信处理器(cp)。ap210在图2中被示出为包括在处理器210中，但是其可以分别包括在不同的集成电路(ic)封装中，或包括在一个ic封装中。
ap210可以执行操作系统(os)或应用程序，从而可以控制连接到ap210的多个硬件或软件元件，并对包括多媒体数据在内的各种数据执行处理和算术运算。ap210可以由片上系统(soc)来实现，并且还可以包括图形处理单元(gpu)。
ap210可以管理数据线，并且可以在包括电子装置201在内的电子装置与通过网络连接到该电子装置的不同电子装置之间通信的情况下，对通信协议进行转换，并且可以执行多媒体控制功能中的至少两个，例如通过使用sim卡224来区分和认证通信网络中的终端。ap210可以向用户提供服务，例如语音电话呼叫、视频电话呼叫、文本消息和分组数据。
ap210可以控制通信模块220的数据发送和接收。在图2中，诸如ap210、电力管理模块295和存储器230之类的元件与ap210分开示出，但是ap210可以包括上述元件中的至少两个。
ap210可以向易失性存储器加载从非易失性存储器和连接到每个ap210的其他元件中的至少一个接收的命令或数据，可以处理所加载的命令或数据，并且可以在非易失性存储器中存储从其他元件中的至少一个接收或由其他元件中的至少一个产生的数据。
sim卡224可以实现用户识别模块，可以插入到电子装置100的特定部分中形成的槽中，并且可以包括唯一的标识信息(例如集成电路卡标识符(iccid))或用户信息(例如国际移动用户身份(imsi))。
存储器230包括内部存储器232和外部存储器234。内部存储器232可以包括易失性存储器(包括动态随机存取存储器(dram)、静态ram(sram)、同步动态ram(sdram)等)和非易失性存储器(包括一次性可编程只读存储器(otprom)、可编程rom(prom)、可擦除可编程rom(eprom)、电可擦除可编程rom(eeprom)、掩模rom、闪速rom、与非(nand)闪存和或非(nor)闪存)中的至少一个。内部存储器232可以是固态驱动器(ssd)的形式。外部存储器234还可以包括闪存驱动器，包括紧凑型闪速(cf)、安全数字(sd)卡、微型安全数字(微型-sd)卡、迷你安全数字(迷你-sd)卡、极速数字(xd)卡和记忆棒。
通信模块220可以包括蜂窝模块221、wi-fi模块223、蓝牙(bt)模块225、gps模块227、nfc模块228和射频(rf)模块229。例如，无线通信模块220可以通过使用射频来提供无线通信功能，并且可以包括网络接口，该网络接口包括用于将电子装置201连接到网络的局域网(lan)卡或调制器/解调器(调制解调器)。
rf模块229可以用于rf信号或被叫电子信号的发送和接收，并且可以包括收发器、功率放大器模块(pam)、频率滤波器、低噪声放大器(lna)以及用于在无线通信中在自由空间中发送和接收电磁波的组件，例如导体或导线。
传感器模块240包括以下项中的至少一项：手势传感器240a、陀螺仪传感器240b、气压计传感器240c、磁性传感器240d、加速度传感器240e、握持传感器240f、接近传感器240g、红、绿、蓝(rgb)传感器240h、生物特征传感器240i、温度/湿度传感器240j、照度传感器240k和紫外(uv)传感器240l。传感器模块240可以测量物理量或者可以感测电子装置201的操作状态，并且可以将所测量或所感测的信息转换为电信号。附加地/备选地，传感器模块240可以包括电子鼻传感器、肌电图(emg)传感器、脑电图(eeg)传感器、心电图(ecg)传感器、指纹传感器和用于控制其中所包括的一个或多个传感器的控制电路。
用户输入模块250包括触摸面板252、数字笔传感器254、按键256和超声输入装置258。触摸面板252可以识别电容、电阻、红外和声波方案中的至少一种的触摸输入，并且还可以包括控制器。在电容类型中，触摸面板252能够识别接近以及直接触摸。触摸面板252还可以包括向用户提供触觉响应的触觉层。
笔传感器254可以通过使用与从用户接收触摸输入的方法相同或相似的方法来实现，或通过使用用于识别的单独片来实现。例如，键区或触摸按键可以用作按键256。超声输入装置258使终端能够通过产生超声信号的笔使用终端的麦克风288来感测声波并识别数据，并且能够进行无线识别。电子装置201可以通过通信模块230从连接到通信模块230的外部装置(例如网络、计算机或服务器)接收用户输入。
显示模块260包括面板262、全息装置264和投影仪266。面板262可以是液晶显示器(lcd)或有源矩阵有机发光二极管(am-oled)显示器，可以被实现为柔性、透明或可穿戴的，并且可以包括触摸面板252和一个模块。全息装置264可以通过使用光的干涉在空中显示三维图像。显示模块260还可以包括用于控制面板262或全息装置264的控制电路。
接口270可以包括高清多媒体接口(hdmi)272、通用串行总线(usb)274、光学接口276和d超小型(d-sub)278，并且还可以包括安全数字(sd)/多媒体卡(mmc)接口或红外数据协会(irda)接口。
音频模块280可以在语音和电信号之间进行双向转换，例如，可以通过扬声器282、接收器284、耳机286或麦克风288对输入到音频模块280或从音频模块280输出的语音信息进行转换。
相机模块291可以捕获图像和运动图像，并且可以包括一个或多个图像传感器(例如前置透镜或后置透镜)、图像信号处理器(isp)和闪光发光二极管(led)。
电力管理模块295可以管理电子装置201的电力，并且可以包括电力管理集成电路(pmic)、充电器集成电路(ic)和电池量表。
pmic可以安装到ic或soc半导体。充电方法可以分类为有线充电方法和无线充电方法。充电器ic可以对电池充电，并且可以防止从充电器到电池的过电压或过电流。充电器ic可以包括用于有线充电方法和无线充电方法中的至少一种方法的充电器ic，例如磁共振、磁感应或电磁方法。可以添加用于无线充电的附加电路(包括线圈回路、谐振电路或整流器)以便执行无线充电。
电池量表可以测量电池296的剩余量或在充电期间的电压、电流或温度。电池296可以通过产生电来提供电力，并且可以是可再充电电池。
指示器297可以指示电子装置201的特定状态或一部分，例如启动状态、消息状态或充电状态。电机298可以将电信号转换为机械振动。ap210可以控制传感器模块240。
电子装置201可以包括用于支持移动tv的处理单元(例如，gpu)，该处理单元根据诸如数字多媒体广播(dmb)、数字视频广播(dvb)和媒体流之类的标准来处理媒体数据。电子装置201的上述元件中的每一个可以包括一个或多个组件，并且相关元件的名称可以根据电子装置的类型而改变。电子装置201可以包括上述元件中的至少一个。可以从电子装置201中省略上述元件中的一些，或者电子装置201还可以包括附加元件，附加元件可以组合成一个实体，该实体可以执行与组合之前相关元件的功能相同的功能。
本公开中使用的术语“模块”可以指代包括硬件、软件和固件的一个或多个组合的单元，可以与诸如“单元”、“逻辑”、“逻辑块”、“组件”或“电路”之类的术语互换使用，可以是形成为一体的组件的最小单元或其一部分，可以是用于执行一个或多个功能的最小单元或其一部分，以及可以机械地或电子地实现。例如，根据本公开的实施例的“模块”可以包括用于执行己知的或将在将来开发的某些操作的专用集成电路(asic)芯片、现场可编程门阵列(fpga)和可编程逻辑器件中的至少一个。
图3示出了根据本公开的实施例的编程模块310的配置。
编程模块310可以被包括(或存储)在图1所示出的电子装置101中，或可以被包括(或存储)在电子装置201中。编程模块310的至少一部分可以以软件、固件、硬件或它们中的两个或更多个的组合来实现。编程模块310可以包括用于控制与电子装置有关的资源的os和/或在os中执行的各种应用370。例如，os可以是android、ios、windows、symbian、tizen或bada。
参考图3，编程模块310包括内核320、中间件330、api360和应用370。
内核320包括系统资源管理器321和设备驱动器323。系统资源管理器321可以包括进程管理器、存储器管理器和文件系统管理器，并且可以执行系统资源的控制、分配或恢复。设备驱动器323可以包括显示器驱动器、相机驱动器、蓝牙驱动器、共享存储器驱动器、usb驱动器、键区驱动器、wi-fi驱动器和/或音频驱动器，并且还可以包括进程间通信(ipc)驱动器。
中间件330可以包括多个先前实现的模块，以便提供应用370共同使用的功能，并且可以通过api360向应用370提供功能，以便使应用370能够高效地使用电子装置内的有限系统资源。例如，如图3所示，中间件330包括运行时间库335、应用管理器341、窗口管理器342、多媒体管理器343、资源管理器344、电力管理器345、数据库管理器346、包管理器347、连接管理器348、通知管理器349、位置管理器350、图形管理器35i和安全管理器352。中间件330还可以包括任何其他合适的和/或类似的管理器。
运行时间库335可以包括由编译器使用的库模块，以便在执行应用370期间通过使用编程语言来添加新的功能，并且可以执行例如与输入和输出、存储器的管理或者算术函数有关的功能。
应用管理器341可以管理应用370中的至少一个的生命周期。窗口管理器342可以管理在屏幕上使用的gui资源。多媒体管理器343可以检测用于再现各种媒体文件的格式，并可以通过适合于相关格式的编解码器来对媒体文件进行编码或解码。资源管理器344可以管理应用370中的至少一个的资源，例如，源代码、内存和/或存储空间。
电力管理器345可以与基本输入/输出系统(bios)一起操作，可以管理电池或电力，并可以提供用于操作的电力信息和其他信息。数据库管理器346可以管理数据库，使得能够产生、搜索和/或改变将由应用370中的至少一个使用的数据库。包管理器347可以管理以包文件的形式分发的应用的安装和/或更新。
连接管理器348可以管理无线连接，例如wi-fi和蓝牙。通知管理器349可以用不打扰用户的方式来向用户显示或报告事件，例如到达消息、约会或接近警报。位置管理器350可以管理电子装置的位置信息。图形管理器351可以管理要向用户提供的图形效果和/或与图形效果有关的用户界面。安全管理器352可以提供用于系统安全和用户认证的各种安全功能。当电子装置具有电话功能时，中间件330还可以包括电话管理器，用于管理电子装置的语音电话呼叫功能和/或视频电话呼叫功能。
中间件330可以通过上述内部元件模块的各种功能组合来产生和使用新的中间件模块，可以提供根据os的类型专用的模块以便提供差异化的功能，并且可以动态地删除现有元件中的一些或添加新的元件。因此，中间件330可以省略在本公开的实施例中描述的元件中的一些，还可以包括其他元件，或可以用执行类似功能但具有不同名称的元件来替代这些元件中的一些。
api360是api编程功能的集合，并且可以根据os以不同配置来提供。在android或ios的情况下，可以向每个平台提供一个api集。在tizen的情况下，可以向每个平台提供两个或更多个api集。
应用370可以包括预加载的应用和/或第三方应用，并且可以包括主页371、拨号器372、短消息服务/多媒体消息服务(sms/mms)373、即时消息(im)374、浏览器375、相机376、闹钟377、联系人378、语音拨号379、电子邮件(e-mail)380、日历381、媒体播放器382、相册383和时钟384应用以及任何其他合适的和/或类似的应用。
编程模块310的至少一部分可以由非暂时性计算机可读存储介质中存储的指令来实现。当由一个或多个处理器执行指令时，该一个或多个处理器可以执行与指令相对应的功能。非暂时性计算机可读存储介质可以是存储器230。编程模块310的至少一部分可以由一个或多个ap210来执行。编程模块310的至少一部分可以包括用于执行一个或多个功能的模块、程序、例程、指令集和/或进程。
根据本公开的实施例的编程模块310的元件的名称可以根据os的类型而改变。根据本公开的实施例的编程模块可以包括上述元件中的一个或多个。可以从编程模块中省略上述元件中的一些，以及可以在编程模块中包括附加的元件。由编程模块或其他元件执行的操作可以以顺序、并行、重复或启发式的方法来处理。此外，可以省略这些操作中的一些，或者可以向操作添加其他操作。
根据本公开的实施例的电子装置可以包括显示面板和设置在显示面板一侧的光伏电池。电子装置还可以包括蓄电池、用于将由光伏电池产生的电动势转换为特定电压电平的直流-直流(dc-dc)转换器以及用于通过使用由dc-dc转换器转换的电压来对蓄电池充电的充电电路。光伏电池的至少一部分可以连接到静电保护电路、连接到地或连接到散热片或热沉。显示面板可以以有机led(oled)面板或lcd面板来配置。
根据本公开的实施例的光伏电池在具有透明度的第一电极和第二电极之间面向彼此设置。光伏电池可以包括用于通过吸收入射光的一部分来产生电能的光伏电池层。光伏电池层以特定距离布置，并且可以包括用于使入射光偏振的多个狭缝和设置在多个狭缝中的透明绝缘体。光伏电池层被配置为吸收沿第一方向振动的光并使沿垂直于第一方向的第二方向振动的光通过，并且多个单元电池可以通过吸收沿第一方向振动的光来产生电动势。
多个单元电池中的每一个可以包括：半导体层，该半导体层配置有至少一个p型半导体和至少一个n型半导体；在该至少一个p型半导体与该至少一个n型半导体之间的本征半导体；设置在第二电极上的遮光层；以及设置在半导体层和遮光层之间的金属层。多个单元电池还可以包括多个第一单元电池，多个第一单元电池配置有半导体层、半导体层和金属层；以及多个第一单元电池的数量可以大于或等于多个第二单元电池的数量。
至少两个第一单元电池可以设置在相邻的第二单元电池之间。多个单元电池中的每一个可以包括第一半导体层、第二半导体层和金属层，第一半导体层连接到第一电极并且包括至少一个p型半导体和至少一个n型半导体，第二半导体层连接到第二电极并且包括至少一个p型半导体和至少一个n型半导体，金属层设置在第一半导体层和第二半导体层之间。多个单元电池中包括的金属层可以在第一电极和第二电极的边界区域处被连接并且可以是电浮动的。光伏电池还可以包括相位延迟层，该相位延迟层被配置为延迟由光伏电池层偏振的光的相位。
图4示出了根据本公开的实施例的电子装置的配置。
在图4中，电子装置可以包括显示面板410和光伏电池430。
显示面板410可以以lcd、场发射显示器(fed)、等离子体显示面板(pdp)、oled或电泳显示器(epd)来配置。
根据实施例，图4中所示出的显示面板410以oled面板来配置。例如，显示面板410可以包括面向彼此的第一电极和第二电极以及设置在第一电极和第二电极之间的有机发光层。有机发光层可以包括空穴注入层(hil)、空穴传输层(htl)、发光层(eml)、电子传输层(etl)和电子注入层(eil)。
显示面板410可以以下面的方式来驱动：如果正(+)电压和负(-)电压分别接合到阳极和阴极，则注入到hil的空穴通过htl传输到发光层，注入到eil的电子通过etl传输到发光层。传输到发光层的空穴和电子通过彼此组合产生激子，激子通过从激发态转变到基态而产生光。光可以输出到一侧，例如输出到显示面板410的上方，显示面板410可以通过改变光的亮度(灰度)或颜色来显示图像。
光伏电池430可以设置在显示面板410的一侧，例如设置在显示面板410的前表面或上部上。光伏电池430可以通过使用入射光并使入射光偏振来产生电能。例如，光伏电池430可以通过使用入射光并充当偏振器来产生电能。
根据实施例，光伏电池430可以充当通常被附着到oled面板的前表面的偏振膜(偏振板或偏振片)，其可以改善室外可视性和黑色灰阶(blackgradation)。附着到oled面板的前表面的偏振膜的功能和作用对应于现有技术，因此这里省略了详细描述。
根据实施例，可以从电子装置中省略附着到电子装置中的显示面板410(oled面板)的前表面的偏振膜，并且可以将光伏电池430设置在显示面板410的前表面而不是偏振膜。
如果在室内环境中使用电子装置，则光伏电池430可以将室内照明产生的人造光转换为电能并对蓄电池444充电。备选地，如果在室外环境中使用电子装置，则光伏电池430可以将阳光或室外照明产生的光转换为电能并对蓄电池444充电。
例如，光伏电池430可以将阳光转换为电能，可以将室外或室内照明产生的人造光以及阳光转换为电能，以及可以从外部光或显示面板410输出的光(图像)产生电能。例如，光伏电池430可以从照射电子装置的外部光(例如阳光)产生电能。
根据本公开的实施例的电子装置可以用光伏电池430替代在电子装置中配置的偏振膜，并且从外部光产生电能，并通过使用所产生的电能来对蓄电池444充电。因此，电子装置可以延长蓄电池444和电子装置的使用时间。
作为参考，众所周知的是，通常附着于oled面板的偏振膜的透射率约为45％，并且由偏振膜吸收的光以热能形式消散。根据实施例的电子装置可以减少热量产生，因为光伏电池430将在使光偏振的过程中产生的热能转换为电能。
在图4中，根据实施例的电子装置还可以包括相位延迟层420(相位延迟膜)、电源电路440和系统450。
相位延迟层420可以设置在光伏电池430和显示面板410之间，可以附着在光伏电池430的后表面(例如，下部)，使入射光的相位延迟，并且可以以相位延迟膜或相位差膜来配置，例如λ/4相位差膜。
λ/4相位差膜可以通过将λ/4相位差施加到彼此垂直的2个偏振分量，来将线性偏振光转换为圆偏振光或将圆偏振光转换为线性偏振光。通过相位延迟层420的光可以沿顺时针方向或逆时针方向偏振。例如，可以将沿顺时针方向偏振的光定义为右旋圆偏振光，可以将沿逆时针方向偏振的光定义为左旋圆偏振光。根据实施例，相位延迟层420可以以半波片(hwp)来配置。
电源电路440可以包括dc-dc转换器442和蓄电池444。
dc-dc转换器442稳定地提供直流电，并接收和输出具有特定值的直流电。根据实施例，dc-dc转换器442可以以电压控制方法来驱动，该电压控制方法可以通过根据负载变化使脉冲宽度调制信号的占空比变化来调节直流输出。
根据实施例，如果光伏电池430产生电能，则dc-dc转换器442可以通过使用由光伏电池430产生的电能来产生具有特定值的直流电，并且通过向蓄电池444提供所产生的直流电来对蓄电池444充电。根据另一实施例，dc-dc转换器442可以通过使用由光伏电池430产生的电能来产生直流电，并且向系统450直接提供所产生的直流电。
蓄电池444可以存储电能并通过连接到充电ic或dc-dc转换器442来向电子装置中配置的组件提供所存储的电能。
系统450包括处理器210，控制包括在电子装置中的多个硬件和软件组件，并执行数据处理和计算。例如，系统450可以驱动显示面板410。
在下文中，将描述充当偏振器的光伏电池430的操作。
从外部接收的入射光l1可以传输到光伏电池430的前表面。入射光l1可以是阳光或由外部照明所发射的光，可以处于非偏振状态，并且可以使其通过光伏电池430而转换为线性偏振光l2。例如，光伏电池430可以从入射光中吸收沿第一方向振动的光，并使沿垂直于第一方向的第二方向振动的光通过。例如，沿第一方向振动的光可以具有x轴矢量分量，并且沿第二方向振动的光可以具有y轴矢量分量。根据实施例，沿第一方向振动的光可以在0°方向上振动，并且沿第二方向振动的光在90°方向上振动。因此，通过光伏电池430的光可以被转换为沿第二方向振动的光l2，其为在90°方向上振动的线性偏振光。
光伏电池430从入射光l1吸收的光可以被转换为电能。光伏电池430可以通过向电源电路440提供所转换的电能来对蓄电池444充电。
通过光伏电池430的线性偏振的光l2可以通过相位延迟层420而被转换为圆偏振光l3。例如，相位延迟层420可以将沿第二方向振动的光(即，在90°方向上振动的线性偏振光l2)转换为右旋圆偏振光l3。
通过相位延迟层420而转换的右旋圆偏振光l3被显示面板410中包括的金属材料(即，oled面板的阴极)反射，并且圆偏振光l3的旋转方向可以在反射的过程中反转。例如，显示面板410中包括的阴极反射通过相位延迟层420的右旋圆偏振光，并且反射光变为左旋圆偏振光l4。
在显示面板410中反射的右旋圆偏振光l4可以通过相位延迟层420而被转换为线性偏振光l5。例如，相位延迟层420可以将右旋圆偏振光l4转换为沿第一方向振动的光(即，在0°方向上振动的线性偏振光l5)。
通过相位延迟层420而转换的线性偏振光l5进入光伏电池430的后表面，但不能通过光伏电池430并且可以被光伏电池430吸收。例如，沿第一方向进入光伏电池430的线性偏振光l5不能通过光伏电池430并且可以被光伏电池430吸收，因为通过相位延迟层420而转换的线性偏振光l5可以沿第一方向(即，0°方向)振动，并且光伏电池430具有吸收沿第一方向振动的光并使沿垂直于第一方向的第二方向振动的光通过的特性。
通过相位延迟层420并被光伏电池430吸收的线性偏振光l5可以由光伏电池430转换为电能，光伏电池430通过向电源电路440提供所转换的电能来对蓄电池444充电。
显示面板410可以在系统450的控制下输出图像。由显示面板410输出的图像(即，光)通过相位延迟层420，进入光伏电池430的后表面，并且可以通过光伏电池430而被转换为线性偏振光。例如，光伏电池430可以吸收从外部接收的沿第一方向振动的光，并使沿垂直于第一方向的第二方向振动的光通过。
光伏电池430从显示面板410所输出的光中吸收的光可以由光伏电池430转换为电能。光伏电池430可以通过向电源电路440提供所转换的能量来对蓄电池444充电。
图5示出了根据本公开的另一实施例的电子装置的配置。
在图5中，电子装置可以包括显示面板520、背光单元510和光伏电池532和534。
与图4所示出的电子装置不同，图5所示出的电子装置可以以lcd显示面板520来配置，并且还可以包括背光单元510。
配置有lcd的显示面板520可以包括上基板521、下基板522和设置在上基板521和下基板522之间的液晶层523。
配置有lcd的显示面板520可以通过调节电场中具有介电各向异性的液晶的透光率来显示图像，可以通过调节背光单元510发出的光的穿透来控制灰阶，并且可以通过用滤色器将背光单元510发出的光转换成红光、绿光和蓝光来显示彩色图像。
显示面板520可以包括根据交叉数据线和栅极线的结构以矩阵形式设置的液晶单元。下基板522可以以像素阵列来配置，该像素阵列包括数据线、栅极线、薄膜晶体管(tft)、像素电极和存储电容器。液晶单元可以由连接到tft的公共电极和像素电极之间形成的电场来驱动。
可以在上基板521中形成黑矩阵、滤色器和公共电极。光伏电池532和534可以设置在上基板521的前表面和下基板522的后表面。例如，第一光伏电池532可以设置在上基板521的前表面，第二光伏电池534可以设置在下基板522的后表面。根据实施例，显示面板520可以以垂直或水平电场驱动方法来配置。在诸如扭曲向列(tn)模式和垂直对齐(va)模式的垂直电场驱动方法中，可以在上基板521上形成公共电极。备选地，在驱动液晶层的方法中，在诸如平面内切换(ips)模式和边缘场切换(ffs)模式的水平电场驱动方法中，可以利用像素电极在下基板522上形成公共电极。
第一光伏电池532和第二光伏电池534可以与图4的光伏电池430相同或类似。
第一光伏电池532和第二光伏电池534可以将阳光转换为电能，可以将诸如室外照明和室内照明的人造光和阳光转换为电能，以及可以吸收由背光单元510输出的光的一部分并将输出光转换为电能。根据实施例，第一光伏电池532和第二光伏电池534可以通过使用入射光产生电能并以偏振器的方式使入射光偏振。
作为参考，偏振膜通常附着于lcd面板的上部和下部，并且第一光伏电池532和第二光伏电池534可以通过包括彼此交叉的吸收轴而充当偏振膜。例如，第一光伏电池532可以从入射光中吸收沿第一方向振动的光，并使沿垂直于第一方向的第二方向振动的光通过。第二光伏电池534可以从入射光中吸收沿第二方向振动的光，并使沿第一方向振动的光通过。
由第一光伏电池532和第二光伏电池534吸收的入射光可以转换为电能。第一光伏电池532和第二光伏电池534可以通过向电源电路540提供所转换的电能来对蓄电池444充电，电源电路540可以包括dc-dc转换器442。
根据实施例，显示面板520可以以穿透型、半穿透型或反射型显示装置中的任何一种来配置。穿透型显示装置和半穿透型显示装置可能需要背光单元510，其在系统550的控制下向显示面板520提供光。背光单元510可以以直下型背光单元或边缘型背光单元来配置。
图6a和图6b示出了根据本公开的实施例的光伏电池600的示意性结构。图6a是光伏电池600的平面图，图6b是光伏电池600的截面图，其通过沿着图6a的线a-a′切割光伏电池600而获得。参考图6a和图6b，光伏电池600可以包括第一电极632、第二电极634和光伏电池层，该光伏电池层包括设置在第一电极632和第二电极634之间的多个单元电池610和狭缝620。
第一电极632和第二电极634面向彼此设置，并且可以以透明电极来配置。第一电极线642连接到第一电极632的一侧，第二电极线644连接到第二电极634的一侧。可以根据由多个单元电池610产生的电动势来改变第一电极线642和第二电极线644的极性。第一电极线642和第二电极线644连接到电源电路440和540，并且可以向电源电路440和540提供由光伏电池600产生的电能。
光伏电池层可以包括以特定距离布置并且形成为条形的多个单元电池610，并且可以沿特定方向(例如，第一方向)延伸。多个单元电池610可以在垂直于第一方向的第二方向上以特定距离设置，并因此可以形成多个狭缝620。
多个狭缝620可以由透明材料形成，例如透明绝缘体。根据实施例，通过对光伏电池600进行设计而使得相邻狭缝620之间的距离减小到小于150nm，光伏电池600可以是偏振器。根据实施例，多个狭缝620之间的距离不限于小于150nm，并且可以根据偏振膜的偏振特性进行各种修改。
根据实施例，光伏电池600的吸收光的吸收轴和使光通过的穿透轴可以根据多个单元电池610和多个狭缝620的布置方向而变化。如图所示，光伏电池600从自外部接收的入射光中吸收沿第一方向振动的光，并使沿垂直于第一方向的第二方向振动的光通过。
多个单元电池610连接到第一电极632和第二电极634中的每一个，并且可以通过吸收从外部接收的入射光来产生电动势。多个单元电池610可以具有半导体层和本征半导体，该半导体层包括至少一个p型半导体和至少一个n型半导体，该本征半导体在该至少一个p型半导体和该至少一个n型半导体之间。
图7a、图7b、图7c、图7d和图7e示出了根据本公开的实施例的单元电池的横截面结构。
在图7a中，可以利用将电能转换为光能的led或激光二极管的反向操作来描述根据本公开的实施例的光伏电池的操作原理。例如，单元电池可以配置有具有大面积的p-n结二极管，如图7a所示。多个单元电池可以配置有半导体层710，半导体层710包括设置在第一电极732和第二电极734之间的至少一个p型半导体714和至少一个n型半导体712。
n型半导体712可以具有高电子密度和低空穴密度。p型半导体714可以具有高空穴密度和低电子密度。
在热平衡状态下，由于载流子浓度的梯度分散，通过组合p型半导体714和n型半导体712所形成的二极管可产生充电不平衡。可以根据充电不平衡形成电场，并且不再发生载流子分散。如果能量差大于相应材料的导带和价带之间的带隙能量的光被发射到由p型半导体714和n型半导体712形成的二极管，则电子可以通过接收光能而从价带激发到导带。被激发到导带的电子可以自由移动，并且可以在逃逸电子的位置处产生空穴，其可以被称为过量载流子。过量载流子可以根据导带和/或价带中的浓度差而扩散。
在p型半导体714中激发的电子和在n型半导体712中产生的空穴可以被定义为少数载流子，并且在彼此组合之前p型半导体714或n型半导体712中的载流子可以被定义为多数载流子。多数载流子中的电子被电场产生的能垒阻断，但是p型半导体714中的少数载流子中的电子可以移动到n型半导体712。
根据少数载流子的扩散，材料中的电荷中性崩溃，产生潜在的电压降，并且可以在p-n结二极管的两个电极处产生电动势。所产生的电动势可以通过经由第一电极线642和第二电极线644连接到电源电路440和540来对蓄电池444和544充电。
根据实施例，可以以各种形式修改光伏电池，而不限于图7a所示出的结构。例如，多个单元电池可以具有：堆叠的n型半导体712、非晶硅(a-si)716和p型半导体714的结构，如图7b所示；堆叠的n-镓砷(gaas)层和p-gaas层，如图7c所示；以及堆叠的硒化钼(mose2)层、硒化铜(cu(in，ga)se2)层和硫化镉(cds)或硫化锌(zns)层，如图7d所示。备选地，多个单元电池可以具有堆叠的缓冲层、受主层、施主层和缓冲层(即，以有机光伏电池的形式)，如图7e所示。还可以通过使用染料敏化太阳能电池、钙钛矿材料或量子点来配置光伏电池。
图8示出了根据本公开的实施例的单元电池的修改的横截面结构的示例。
在图8的(a)部分中，多个单元电池可以仅配置有半导体层810，半导体层810设置在第一电极832和第二电极834之间。由半导体层810吸收的光的量可以与由光伏电池600产生的电能的量成比例。在半导体层810中，可以适当地设计单元电池的高度(即，半导体层810的高度)以有效地吸收光。例如，如果半导体层810的高度增加，则吸收光的体积和电力产生效率可以增加，但如果半导体层810的高度超过预定值，则由于电子和空穴的移动距离增加，电力产生效率会降低。
为了解决上述问题，除了半导体层810之外，根据实施例的光伏电池600还可以包括金属层820。在图8的(b)部分中，多个单元电池可以包括设置在第二电极834上的遮光层840、设置在遮光层840上的金属层820以及设置在金属层820上的半导体层810。可以用光反射材料形成的金属层820可以减小第一电极832或第二电极834的电阻，并且通过使半导体层810更容易地移动电子和空穴来提高电力产生效率。
根据实施例的光伏电池600可以通过用光反射材料形成金属层820使得半导体层810在2个实例中吸收入射光来提高电力产生效率。例如，如果光852进入光伏电池600的前表面，则光852的一部分可以被半导体层810吸收，并且光852的剩余量可以被金属层820反射，然后被半导体层810重新吸收。
根据实施例，遮光层840可以由诸如碳纳米管(cnt)之类的光吸收导电材料形成。遮光层840可以防止进入光伏电池600的后表面(即，下部)的光851被金属层820反射。例如，通过防止经由光伏电池600的下部进入的入射光(即，在被显示面板410反射之后进入光伏电池600的光；图4的l5)被金属层820进一步反射，遮光层840可以防止室外可视性和黑色灰阶的恶化。
在图8的(c)部分中，如果在光伏电池600中包括金属层820，则光伏电池600的总高度可减小。例如，包括金属层820的光伏电池600可以在两个实例中吸收入射光，并且如上所述可以提高电力产生效率。因此，通过设计具有有限厚度的半导体层810，可以减小光伏电池600的高度(厚度)。如图所示，与图8的(a)部分和(b)部分中的单元电池的高度相比，图8的(c)部分中的单元电池的高度减小了高度h。
图9a和图9b示出了单元电池的修改的横截面结构的另一示例，图10a和图10b示出了根据本公开的实施例的单元电池的等效电路，图11示出了根据本公开的实施例的金属层的示意性平面结构。
在图9a和图9b中，多个单元电池中的每一个可以包括多个半导体层910。例如，多个半导体层910可以包括通过在第一半导体层912和第二半导体层914之间插入金属层940而堆叠的第一半导体层912和第二半导体层914。根据实施例，第一半导体层912连接到第一电极932，并且可以包括至少一个p型半导体和至少一个n型半导体。第二半导体层914连接到第二电极934，并且可以包括至少一个p型半导体和至少一个n型半导体。金属层940可以设置在第一半导体层912和第二半导体层914之间，并且第一半导体层912可以设置在第二半导体层914上方。第一电极线952连接到第一电极932，第二电极线954连接到第二电极934。
可以用光反射材料形成的金属层940可以通过使电子和空穴容易地在半导体层中移动来提高电力产生效率。第一半导体层912可以通过吸收进入光伏电池的前表面(即，上部)的入射光和由金属层940反射的光来产生电能。第二半导体层914可以通过吸收进入光伏电池的后表面(即，下部)的光和由金属层940反射的光来产生电能。
根据实施例，第一半导体层912和第二半导体层914可以根据金属层940的结构串联或并联连接。例如，多个单元电池中的金属层940可以电浮动，在这种情况下，第一半导体层912和第二半导体层914串联连接，并且光伏电池可以产生具有相对高的电压电平的电能，如图10a所示。例如，图10a中所示出的第一电极线952和第二电极线954的两端之间的电压差vout可以大于图10b中所示出的第一电极线952和第三电极线956的两端之间的电压差voutl和第二电极线954和第三电极线956的两端之间的电压差vout2。
根据另一实施例，多个单元电池中包括的金属层940可以在图11所示出的边界区域中彼此连接。例如，多个单元电池中包括的金属层940可以在第一电极932和第二电极934的边界区域中彼此连接，如在显示面板的显示区域1101中形成的那样。根据实施例，光伏电池600可以包括用于在边界区域中连接金属层940的连接体1110和从边界区域的端部向外延伸的焊盘1120。焊盘1120将第一半导体层912和第二半导体层914并联连接，并且可以连接到图10b所示出的第三电极线956，以及可以与电源电路440和540连接。连接体1110和焊盘1120由与金属层940相同的材料形成，并且可以与金属层940一起同时形成。如果金属层940彼此连接，则如图10b所示，第一半导体层912和第二半导体层914彼此并联连接，并且光伏电池600可以产生具有相对稳定的电压电平的电能。
图12a、图12b和图12c示出了根据本公开的实施例的具有不同结构的多个单元电池的布置。
如图8和图9所示，如果包括金属层820和940，则光伏电池的透光率可以相对降低。根据实施例的光伏电池可以通过复合地布置具有金属层820和940的单元电池以及不具有金属层820和940的单元电池来提高透光率。例如，仅配置有半导体层810和910而不包括金属层820和940的单元电池可以被定义为第一单元电池tp1，如图12a所示，而包括金属层820和940以及半导体层810和910的单元电池可以被定义为第二单元电池tp2，如图8、图9和图12b所示。
根据实施例，光伏电池可以仅包括多个第一单元电池tp1，并且可以布置有如图12a所示保持特定距离的多个第一单元电池tp1。根据另一实施例，光伏电池可以包括多个第一单元电池tp1和多个第二单元电池tp2，并且第一单元电池tp1和第二单元电池tp2可以交替地布置，如图12b所示。备选地，光伏电池可以包括多个第一单元电池tp1和多个第二单元电池tp2，并且多个第一单元电池tp1的数量可以大于或等于多个第二单元电池tp2的数量，如图12c所示。例如，至少两个第一单元电池tp1可以布置在相邻的第二单元电池tp2之间。根据实施例的光伏电池可以通过布置比第二单元电池tp2数量更多的第一单元电池tp1来提高显示器的透光率和亮度。
图13a和图13b示出了使用根据本公开的实施例的光伏电池的示例。
根据本公开的实施例的光伏电池600可以应用于各种电子装置和机器，并且可以应用于使用偏振板或偏振膜的工业领域。通过替代偏振板或偏振膜的作用，可以通过吸收光产生电能，并且可以同时执行偏振光的作用。
在图13a中，根据实施例的光伏电池600可以应用于汽车系统。最近，平视显示器(hud)1310已被用于在汽车的挡风玻璃1300上显示导航或驾驶相关信息。通过将光伏电池600应用于挡风玻璃1300，可以通过吸收阳光来产生电能，并且可以通过光伏电池600的偏振效应同时提高平视显示器1310的可视性。
根据另一实施例，光伏电池600可以应用于具有偏振功能的电子眼镜1312，如图13b所示。通过这样做，可以从阳光产生电能并且可以同时获得偏振效应。电子眼镜1312可以是用于观看三维(3d)图像的偏振眼镜或hmd。
根据本公开的实施例的光伏电池600可以应用于以下至少一项：汽车、智能电话、平板电脑、移动电话、图像电话、电子书阅读器、台式pc、膝上型pc、上网本计算机、工作站、服务器、pda、便携式多媒体播放器(pmp)、运动图像专家组(mpeg)层音频3(mp3)播放器、医疗设备、相机和可穿戴装置。
图14a、图14b、图14c和图14d示出了根据本公开的实施例的提供由光伏电池产生的能量的路径和包括光伏电池的电子装置的配置。
在图14a、图14b、图14c和图14d中，电子装置可以包括配置有光伏电池的光伏电池模块(pv模块)1410、蓄电池1450、用于对蓄电池1450充电的充电ic1440、连接到充电ic1440的充电适配器1420、无线充电器1430、连接到无线充电器1430的无线充电ic1481、pmic1460、系统1470、连接到光伏电池模块1410的静电保护电路或地1482以及散热片或热沉1483。
光伏电池模块1410可以防止从外部引起的静电。光伏电池模块1410的至少一部分可以通过将引起的静电传输到静电保护电路或地1482来防止电子装置的故障或损坏。
根据实施例，由于可以在产生电能的同时产生热量，所以光伏电池模块1410的至少一部分可以连接到散热片或热存根1483，以提高电子装置的可靠性。
在下文中，将描述提供由光伏电池模块1410产生的电能的路径(即，对蓄电池1450充电的路径)。
在图14a中，由光伏电池模块1410产生的电能可以被直接提供给蓄电池1450，或者提供给dc-dc转换器1483，如图14b所示，其中dc-dc转换器1483可以将从光伏电池模块1410接收的电能转换为具有特定电平的电流，并向系统1470提供转换的电流。备选地，由光伏电池模块1410产生的电能可以被提供给dc-dc转换器1483，如图14c所示，其中dc-dc转换器1483可以将从光伏电池模块1410接收的电能转换为具有特定电平的电流，并向蓄电池1450提供转换的电流。备选地，由光伏电池模块1410产生的电流可以被提供给dc-dc转换器1483，如图14d所示，其中dc-dc转换器1483可以将从光伏电池模块1410接收的电能转换为具有特定电平的电流，并向充电ic1440提供转换的电流。充电ic1440可以通过使用从dc-dc转换器1483接收的电流对蓄电池1450充电。
如上所示，根据本公开的实施例的光伏电池可以用作电子装置的电源，并且可以减少电子装置的发热。光伏电池通过使用入射光产生电能，并延长蓄电池和电子装置的使用时间。通过用本公开的实施例所公开的新膜替换电子装置中所配置的偏振膜，可以将亮度和图像质量维持在与传统技术相同的水平，并且可以在不散热的情况下，将在偏振过程中被偏振膜阻挡的光回收利用。
根据本公开实施例的编程模块可以包括上述组件中的一个或多个，或还可以包括附加组件，或可以省略上述组件中的一些。由根据本公开实施例的模块、编程模块或其他组成元件执行的操作可以依次地、并行地、重复地或启发式地执行。一些操作可以根据另一顺序来执行或者可以被省略，或者可以添加其他操作。
尽管已经参考本公开的某些实施例描述了本公开，但是本领域技术人员将理解，在不脱离由所附权利要求及其等同物定义的本公开的精神和范围的前提下，可以在其中进行形式和细节上的多种改变。
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