專利名稱：一種在移動電子產(chǎn)品殼體上制備補(bǔ)償電路的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于太陽能電池制造領(lǐng)域，尤其適用于一種在移動電子產(chǎn)品殼體上制備補(bǔ)償電路，用以延長電池使用時間的方法。
背景技術(shù)：
利用太陽能電池作為手機(jī)、MP3、MP4、掌上電腦等小型移動電子產(chǎn)品的充電器，是目前太陽能電池的眾多在生活上的應(yīng)用之一，可以方便攜帶而無須擔(dān)心遠(yuǎn)離電網(wǎng)，無法找到合適的插座等，也不必頻繁地更換電池，非常方便。然而，由于太陽能電池轉(zhuǎn)換效率的限制，太陽能手機(jī)充電器往往體積較大，相對于 體積越來越小，功能越來越多的小巧便攜的個人移動電子產(chǎn)品，太陽能充電器有一些顯得笨重攜帶不方便。為了解決以上的問題，利用薄膜太陽能電池弱光性的優(yōu)點(diǎn)和可以直接鍍在基底上的特點(diǎn)，可以生產(chǎn)出一種非常方便可以延長電池使用時間的補(bǔ)償電路，從而減少需要充電的時間和次數(shù)，使個人移動電子產(chǎn)品的性能更為方便。本專利對現(xiàn)有生產(chǎn)流程加以調(diào)整，以實(shí)現(xiàn)這種設(shè)計思路，使其可以投入使用。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的本發(fā)明是通過對現(xiàn)有設(shè)備及工藝條件的整合，實(shí)現(xiàn)在手機(jī)、MP3、MP4、掌上電腦等小型移動電子產(chǎn)品的背殼上鍍CIGS薄膜太陽能電池，使其性能更為方便。技術(shù)方案本技術(shù)方案中所公布的方法是針對如下結(jié)構(gòu)設(shè)計的其結(jié)構(gòu)包括引出電極，旁路二極管，薄膜太陽能電池，防反射薄膜。其中所述引出電極嵌于手機(jī)殼體上，在外部聯(lián)接太陽能電池的正負(fù)極做為引出電極，在手機(jī)殼體內(nèi)部，則與手機(jī)電池的正負(fù)極相連接，在殼體上引出電極之間設(shè)有旁路二極管，防止電路回流。所述薄膜太陽能電池包括設(shè)于殼體之上的后電極，位于所述后電極上方的PIN結(jié),位于PIN結(jié)上方的透明前電極及位于所述透明前電極上的防反射薄膜。在本專利中，所述薄膜太陽能電池采用CIGS太陽能電池，由于CIGS在薄膜電池中轉(zhuǎn)化效率最好，弱光性最好，最能利用這類產(chǎn)品殼體的有限面積，產(chǎn)生盡可能多的電能。所述專利方案包括背殼體成形，鍍鑰膜，刻鑰膜，鍍光電轉(zhuǎn)換單元，刻PN結(jié)，鍍透明導(dǎo)電極，刻透明導(dǎo)電極，鍍增透膜工序，其中所述背殼體成形時，將引出電極與旁路二極管與其形成一體式結(jié)構(gòu)；采用濺射法鍍制鑰膜，用以形成其背電極；其光電轉(zhuǎn)換單元為CIGS結(jié)構(gòu)的PN結(jié)，用以產(chǎn)生光電流；采用濺射方式鍍透明導(dǎo)電極，用以收集光電流；采用濺射方式鍍增透膜，用以增加光線的利用效率。其中一個優(yōu)選方案為所述旁路二極管只有部分嵌于殼體內(nèi)，以利于散熱。其中做為襯底的殼體的材料的熔點(diǎn)溫度要高于600°C，以免殼體在工藝過程中變形，做為本專利的優(yōu)選方案，采用鎂合金。其中采用連續(xù)式濺射方式鍍膜時，使用帶有彈簧支柱的平板夾具。
其中刻鑰膜采用機(jī)械劃線方式，以確保硬度較高的鑰膜可以以較小成本刻透。做為其中一個優(yōu)選方案，所述CIGS光電轉(zhuǎn)換單元為CIGSXDS、ZNO復(fù)合膜層，這種結(jié)構(gòu)是目前轉(zhuǎn)換效率可達(dá)到最高的一種配置。做為其中一個優(yōu)選方案，CIGS層采用共蒸發(fā)法制備，在一步，二步和三步共蒸法中，三步共蒸是目前轉(zhuǎn)化效率最高的，考慮到本方案對轉(zhuǎn)化效率的較高要求，三步共蒸為其中最優(yōu)的方案。做為其中另一個優(yōu)選方案，CIGS制備可以采用濺射和蒸發(fā)混合法，部分元素采用蒸發(fā)，部分元素采用濺射。
其中一個優(yōu)選方案為，在本專利中，CIGS蒸發(fā)設(shè)備采用弧形旋轉(zhuǎn)夾具。做為其中另一個優(yōu)選方案，CIGS層可以采用四元靶濺射法。做為其中另一個優(yōu)選方案，可以采用噴墨法制備CIGS膜層。其中一個優(yōu)選方案為，⑶S層采用水浴法制備。其中一個優(yōu)選方案為后面兩道劃線工序均采用激光劃線，可利用濺射所用夾具直接進(jìn)行批量劃線。有益成果本設(shè)計方案針對現(xiàn)有的各種設(shè)備進(jìn)行整合，并增加一些新的設(shè)計，形成新的生產(chǎn)工藝流程，使其可以在現(xiàn)有設(shè)備及工藝技術(shù)的條件下?？梢詫?shí)現(xiàn)在如手機(jī)、MP3、MP4、電子書、掌上電腦等個人移動電子產(chǎn)品的外殼上鍍CIGS薄膜太陽能電池，以形成對這類電子產(chǎn)品電池的補(bǔ)償電路，使其具有更大的方便性，不必過多依賴充電設(shè)備。這個工藝中所優(yōu)選的CIGS的成份，是目前所能得到的轉(zhuǎn)換效率最高的薄膜類電池。所選用的共蒸發(fā)法，也是得到目前最高轉(zhuǎn)換效率的唯一方法。共蒸法目前得到不大量產(chǎn)業(yè)化的原因，是因?yàn)楹茈y在大面積襯底上得到均勻的膜層。而對于這種在小型電子產(chǎn)品上的應(yīng)用，其殼體一般面積較小，對較換效率要求極高，可以充分發(fā)揮共蒸法的優(yōu)勢而避免其缺點(diǎn)，使其適合于產(chǎn)業(yè)化。同時，由于這一應(yīng)用多數(shù)基于現(xiàn)有生產(chǎn)技術(shù)的整合，使其不需要太多研發(fā)成本，基本可以直接進(jìn)行生產(chǎn)線的轉(zhuǎn)化應(yīng)用。本方案中設(shè)計的平板夾具，不但可以實(shí)現(xiàn)各道鍍膜工序的量化生產(chǎn)，而且可以直接運(yùn)用在激光劃線工藝，不需要在各道工序之間反復(fù)上下夾具，簡化了工藝過程，減少了操作過程中的人為污染并節(jié)省了人工。


附圖I為一種在移動電子產(chǎn)品殼體上制備補(bǔ)償電路的方法流程圖附圖2為一種在移動電子產(chǎn)品殼體上制備補(bǔ)償電路的方法的夾具正視圖附圖3為一種在移動電子產(chǎn)品殼體上制備補(bǔ)償電路的方法的夾具側(cè)視圖附圖4為一種在移動電子產(chǎn)品殼體上制備補(bǔ)償電路的方法的弧形夾具示意圖I、平板夾具2、彈簧3、支柱4、環(huán)形夾具
具體實(shí)施例方式所述專利方案包括背殼體成形，鍍鑰膜，刻鑰膜，鍍光電轉(zhuǎn)換單元，刻PN結(jié)，鍍透明導(dǎo)電極，刻透明導(dǎo)電極，鍍增透膜工序，其中所述背殼體成形時，將引出電極與旁路二極管與其形成一體式結(jié)構(gòu)；采用濺射法鍍制鑰膜，用以形成其背電極；其光電轉(zhuǎn)換單元為CIGS結(jié)構(gòu)的PN結(jié)，用以產(chǎn)生光電流；采用濺射方式鍍透明導(dǎo)電極，用以收集光電流；采用濺射方式鍍增透膜，用以增加光線的利用效率。其中一個優(yōu)選方案為所述旁路二極管只有部分嵌于殼體內(nèi)，以利于散熱。如附圖I為整個手機(jī)殼體上制備薄膜太陽能電池的方法的工藝流程圖，流程I為手機(jī)殼體成形，在這個工藝過程中，要將引出電極及旁路二極管與手機(jī)殼體結(jié)合成一體。流程2為鍍鑰膜做為背電極，鍍膜方式為濺射式鍍膜，可采用臥式連續(xù)線，用如附圖2、3中設(shè)計的夾具批量對手機(jī)殼體進(jìn)行鍍膜。流程3為刻鑰膜，采用機(jī)械刻線方式，為了實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)，可以將手機(jī)殼裝在鍍鑰膜程序中的平板夾具中進(jìn)行批量刻線，同時也節(jié)省了從夾具上卸手機(jī)殼體的工序。在工藝過程中應(yīng)該注意，引出電極要分別位于最側(cè)面一個完整的柵條中，不得橫跨兩個柵條。流程4為共蒸CIGS層，此時需要將手機(jī)殼體上到如附圖4所示的弧形夾具。流程5為水浴法制備過渡層CDS，在溶液槽中進(jìn)行。流程6為鍍窗口層ZNO層，采用與鍍鑰膜相似的連續(xù)式濺射制程，用平板夾具。流程7為刻PN結(jié)，采用激光劃線方式， 平板夾具做為手機(jī)殼體的定位裝載工具，以進(jìn)行批量刻劃。流程8為濺射鍍透明導(dǎo)電極，所用設(shè)備為連續(xù)式鍍膜設(shè)備，臥式，采用附圖2、3中設(shè)計的夾具小車批量生產(chǎn)。流程9為刻透明導(dǎo)電極，與3、5相類，流程10為鍍增透膜，與流程8相類。附圖2、3為設(shè)計的平板夾具，夾具I中間的長方形通孔用來容納手機(jī)殼體，其厚度與手機(jī)殼體厚度一致，這種設(shè)計要求手機(jī)殼體側(cè)面要有兩個通孔，使支柱3可以透過通孔抵住殼體的另一側(cè)，既能夾緊手機(jī)殼體，又不會使殼體因?yàn)槭艿綂A持力而變形。彈簧2安裝在支柱與夾具之間，使支柱具有一定的彈性，可以有一定的彎曲從而使殼體容易套在支柱上。附圖4為共蒸發(fā)程序用可旋轉(zhuǎn)的弧形夾具，其上部設(shè)有可與轉(zhuǎn)動軸連接的法蘭，下部弧形夾具上開有可容納手機(jī)殼體的長方形的槽，槽中設(shè)有與平板夾具中相似結(jié)構(gòu)的彈簧2與支柱3，從而保證手機(jī)殼體可以容易地安裝到夾具上。下面將以具體的例子來對本專利方案加以說明，使之變得更為清楚。實(shí)施例一本實(shí)施例選擇在直板手機(jī)背殼面制薄膜太陽能電池來說明本專利方案。首先進(jìn)行手機(jī)殼體成形工序，在這道工序中，將引出電極及旁路二極管按設(shè)定位置與手機(jī)殼體形成一個整體，在手機(jī)殼體的一側(cè)設(shè)置兩個通孔，其可以為功能性小孔，也可以為備用孔，其直徑要略大于夾具支柱直徑。將手機(jī)殼體上到如附圖設(shè)計的平板夾具中，上夾具時，可以將支柱稍微彎曲插入手機(jī)殼體側(cè)面的兩個孔中，從內(nèi)部抵住殼體的另一面，從而夾牢手機(jī)殼體。將上滿手機(jī)殼體的夾具從連續(xù)式鍍鑰線的進(jìn)片室進(jìn)片，經(jīng)傳動結(jié)構(gòu)傳至鍍膜室鍍鑰膜并經(jīng)由出片室出片。將鍍完鑰膜的夾具放到機(jī)械劃線機(jī)的平臺上的適當(dāng)位置固定，然后進(jìn)行刻鑰膜工藝。在刻鑰膜時，要保證引出電極與手機(jī)殼體相平齊與鑰膜相接觸的位置位于兩側(cè)各最側(cè)面的一個完整的柵條內(nèi)部。將完成刻線工藝的夾具取下，然后將手機(jī)殼體從平板夾具上取下，裝到共蒸設(shè)備的弧形夾具中，采用三步共蒸法制備CIGS層。然后采用水浴法制備緩沖層CDS。將制備完CDS層薄膜的手機(jī)殼體取出反應(yīng)槽，清潔干燥后重新上到平板夾具中，利用連續(xù)式濺射線鍍窗口層ZNO層。鍍完后，從出片室取出夾具，固定在激光設(shè)備的平臺上，進(jìn)行激光刻CIGS 光電轉(zhuǎn)換單元。完成工藝后將夾具送入連續(xù)式濺鍍透明導(dǎo)電極AZO膜工序，在此工序中，只需要把夾具平放入進(jìn)片室，待鍍膜面朝向?yàn)R射靶，傳動系統(tǒng)將會自動將夾具送往鍍膜室內(nèi)并在工藝完成后從出片室出片。將鍍完透明導(dǎo)電極膜的平板夾具取出送入相應(yīng)工藝的激光平臺進(jìn)行刻線，然后再進(jìn)行一次連續(xù)式濺射鍍防反膜層，即完成工藝，可以從平板夾具上取下手機(jī)殼體。這個實(shí)施例的工藝流程基本上采用現(xiàn)有的CIGS蒸發(fā)鍍膜工藝流程，將其進(jìn)行簡單整合，并設(shè)計了一個幾乎在各道工序中通用的平板夾具，使在手機(jī)殼體上鍍薄膜太陽能電池補(bǔ)償電路的方案轉(zhuǎn)化既不需要投入大量資金研發(fā)新工藝，也不需要大量更新研發(fā)新生產(chǎn)設(shè)備，在增加極少量成本的情況下，整合原有設(shè)備工藝，即可使手機(jī)具有這一新功能成為現(xiàn)實(shí)，給使用者提供了極大的方便。同時，CIGS共蒸法，尤其三步共蒸發(fā)法是目前可以產(chǎn)生最高轉(zhuǎn)換效率的工藝流程，可以高達(dá)19.9%，其缺點(diǎn)在于很難運(yùn)用到大面積的薄膜生產(chǎn)上。然而，對于手機(jī)殼體鍍膜來說，其非常需要較高的轉(zhuǎn)換效率，而對于面積沒有太大的要求，在這種補(bǔ)償結(jié)構(gòu)功能較為強(qiáng)大時，為手機(jī)創(chuàng)造的附加價值要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于生產(chǎn)批量較小的缺點(diǎn)。實(shí)施例二 本實(shí)施例選擇在MP4背殼面制薄膜太陽能電池來說明本專利方案。首先進(jìn)行手機(jī)殼體成形工序，在這道工序中，將引出電極及旁路二極管按設(shè)定位置與手機(jī)殼體形成一個整體，在手機(jī)殼體的一側(cè)設(shè)置兩個通孔，其可以為功能性小孔，也可以為備用孔，其直徑要略大于夾具支柱直徑。將手機(jī)殼體上到如附圖設(shè)計的平板夾具中，上夾具時，可以將支柱稍微彎曲插入手機(jī)殼體側(cè)面的兩個孔中，從內(nèi)部抵住殼體的另一面，從而夾牢手機(jī)殼體。將上滿手機(jī)殼體的夾具從連續(xù)式鍍鑰線的進(jìn)片室進(jìn)片，經(jīng)傳動結(jié)構(gòu)傳至鍍膜室鍍鑰膜并經(jīng)由出片室出片。將鍍完鑰膜的夾具放到機(jī)械劃線機(jī)的平臺上的適當(dāng)位置固定，然后進(jìn)行刻鑰膜工藝。在刻鑰膜時，要保證引出電極與手機(jī)殼體相平齊與鑰膜相接觸的位置位于兩側(cè)各最側(cè)面的一個完整的柵條內(nèi)部。將完成刻線工藝的夾具取下，然后將手機(jī)殼體從平板夾具上取下，裝到共蒸設(shè)備的弧形夾具中，采用混合法制備CIGS層，即將其中銅或者銅鎵換用濺射，銦硒采用共蒸，以更好地控制金屬配比，形成性能良好的鍍膜。然后采用水浴法制備緩沖層CDS。將制備完CDS層薄膜的手機(jī)殼體取出反應(yīng)槽，清潔干燥后重新上到平板夾具中，利用連續(xù)式濺射線鍍窗口層ZNO層。鍍完后，從出片室取出夾具，固定在激光設(shè)備的平臺上，進(jìn)行激光刻CIGS光電轉(zhuǎn)換單元。完成工藝后將夾具送入連續(xù)式濺鍍透明導(dǎo)電極ITO膜工序，在此工序中，只需要把夾具平放入進(jìn)片室，待鍍膜面朝向?yàn)R射靶，傳動系統(tǒng)將會自動將夾具送往鍍膜室內(nèi)并在工藝完成后從出片室出片。將鍍完透明導(dǎo)電極膜的平板夾具取出送入相應(yīng)工藝的激光平臺進(jìn)行刻線，然后再進(jìn)行一次連續(xù)式濺射鍍防反膜層，即完成工藝，可以從平板夾具上取下手機(jī)殼體。這個實(shí)施例在實(shí)施例I的基礎(chǔ)上將四元共蒸法改成混合法,將熔點(diǎn)較高不易蒸發(fā)的銅和需要嚴(yán)格控制其階梯分布以形成V形帶隙的鎵采用濺射結(jié)構(gòu)，可以降低工藝的難度，增加工藝的可重復(fù)性。同時，將透明導(dǎo)電極薄膜從常規(guī)用于CIGS的AZO膜，換成透光率較高的ITO膜，可以進(jìn)一步提高其效率轉(zhuǎn)換。常規(guī)CIGS太陽能電池采用AZO膜，主要是考慮到ITO在焊接引出電極時可能產(chǎn)生的還原反應(yīng)，從而不得不退而求其次采用透光性相對較弱的AZO膜，但對于本結(jié)構(gòu)來說，引出電極從底部鑰膜引出，不存在這個問題，故換用這種結(jié)構(gòu)，可以增強(qiáng)其對發(fā)電的補(bǔ)償性能。本專利方案提供了一種在移動電子產(chǎn)品殼體上制備補(bǔ)償電路的方法，具體實(shí)現(xiàn)該方案的方法和途徑還有很多，以上所述僅是本專利方案的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本專利方案原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為專利方案的保護(hù)范圍。本實(shí)施例中未明確的各組成部分 均可用現(xiàn)有技術(shù)加以實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種在移動電子產(chǎn)品殼體上制備補(bǔ)償電路的方法，主要包括背殼體成形，鍍鑰膜，刻鑰膜，鍍光電轉(zhuǎn)換單元，刻PN結(jié)，鍍透明導(dǎo)電極，刻透明導(dǎo)電極，鍍增透膜工序，其特征在于 所述背殼體成形時，將引出電極與旁路二極管與其形成一體式結(jié)構(gòu)； 采用濺射法鍍制鑰膜，用以形成其背電極； 其光電轉(zhuǎn)換單元為CIGS結(jié)構(gòu)的PN結(jié)，用以產(chǎn)生光電流； 采用濺射方式鍍透明導(dǎo)電極，用以收集光電流； 采用濺射方式鍍增透膜，用以增加光線的利用效率。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種在移動電子產(chǎn)品殼體上制備補(bǔ)償電路的方法，其特征在于所述旁路二極管只有部分嵌于殼體內(nèi)，以利于散熱。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種在移動電子產(chǎn)品殼體上制備補(bǔ)償電路的方法，其特征在于殼體的熔點(diǎn)溫度要高于600°C，以免殼體在工藝過程中變形。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種在移動電子產(chǎn)品殼體上制備補(bǔ)償電路的方法，其特征在于采用連續(xù)式濺射方式鍍膜時，使用帶有彈簧支柱的平板夾具。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種在移動電子產(chǎn)品殼體上制備補(bǔ)償電路的方法，其特征在于刻鑰膜采用機(jī)械劃線方式。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種在移動電子產(chǎn)品殼體上制備補(bǔ)償電路的方法，其特征在于所述CIGS光電轉(zhuǎn)換單元為CIGS、⑶S、ZNO復(fù)合膜層。
7.根據(jù)權(quán)利要求I及權(quán)利要求6所述的一種在移動電子產(chǎn)品殼體上制備補(bǔ)償電路的方法，其特征在于CIGS層采用共蒸發(fā)法制備。
8.根據(jù)權(quán)利要求I、權(quán)利要求6及權(quán)利要求7所述的一種在移動電子產(chǎn)品殼體上制備補(bǔ)償電路的方法，其特征在于CIGS蒸發(fā)設(shè)備采用弧形旋轉(zhuǎn)夾具。
9.根據(jù)權(quán)利要求I及權(quán)利要求6所述的一種在移動電子產(chǎn)品殼體上制備補(bǔ)償電路的方法，其特征在于CDS層采用水浴法制備。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種在移動電子產(chǎn)品殼體上制備補(bǔ)償電路的方法，其特征在于所述各道劃線工序均采用激光劃線，可利用濺射所用夾具直接進(jìn)行批量劃線。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種在移動電子產(chǎn)品殼體上制備補(bǔ)償電路的方法。主要包括背殼體成形，鍍鉬膜，刻鉬膜，鍍光電轉(zhuǎn)換單元，刻PN結(jié)，鍍透明導(dǎo)電極，刻透明導(dǎo)電極，鍍增透膜工序。其中背殼體成形采用傳統(tǒng)塑料成形方法，使引出電極、旁路二極管與殼體形成一體。鍍鉬膜主要采用真空鍍膜方式，為濺射鍍膜。光電轉(zhuǎn)換單元中采用共蒸法制CIGS，水浴法制備CDS，連續(xù)式濺射鍍制備ZNO，透明導(dǎo)電極采用濺射鍍膜方式，刻鉬膜采用機(jī)械劃線方式，光電轉(zhuǎn)換單元及透明導(dǎo)電極刻線工序均采用激光劃線。增透膜采用濺射鍍膜方式。利用此方式可以大量生產(chǎn)可為移動電子產(chǎn)品補(bǔ)償電能的太陽能電池結(jié)構(gòu)，在電池容量不變的情況下，增加其單次使用時間。
文檔編號H01L31/18GK102856426SQ20111019363
公開日2013年1月2日 申請日期2011年7月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月1日
發(fā)明者劉瑩 申請人:劉瑩