專利名稱：一種在移動電子產(chǎn)品殼體上制備補償電路的方法
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、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)點和可以直接鍍在基底上的特點，可以生產(chǎn)出一種非常方便可以延長電池使用時間的補償電路，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，實現(xiàn)在手機、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，在手機殼體內(nèi)部，則與手機電池的正負(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?？梢詫崿F(xiàn)在如手機、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，是因為很難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，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，不但可以實現(xiàn)各道鍍膜工序的量化生產(chǎn)，而且可以直接運用在激光劃線工藝，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殼體進(jìn)行鍍膜。流程3為刻鑰膜，采用機械刻線方式，為了實現(xiàn)批量生產(chǎn)，可以將手機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殼體，其厚度與手機殼體厚度一致，這種設(shè)計要求手機殼體側(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)，既能夾緊手機殼體，又不會使殼體因為受到夾持力而變形。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。實施例一本實施例選擇在直板手機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)定位置與手機殼體形成一個整體，在手機殼體的一側(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，從而夾牢手機殼體。將上滿手機殼體的夾具從連續(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械劃線機的平臺上的適當(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，待鍍膜面朝向濺射靶，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殼體。這個實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，使在手機殼體上鍍薄膜太陽能電池補償電路的方案轉(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，即可使手機具有這一新功能成為現(xiàn)實，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%，其缺點在于很難運用到大面積的薄膜生產(chǎn)上。然而，對于手機殼體鍍膜來說，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，在這種補償結(jié)構(gòu)功能較為強大時，為手機創(chuàng)造的附加價值要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于生產(chǎn)批量較小的缺點。實施例二 本實施例選擇在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)定位置與手機殼體形成一個整體，在手機殼體的一側(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，從而夾牢手機殼體。將上滿手機殼體的夾具從連續(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械劃線機的平臺上的適當(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，待鍍膜面朝向濺射靶，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殼體。這個實施例在實施例I的基礎(chǔ)上將四元共蒸法改成混合法,將熔點較高不易蒸發(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)，可以增強其對發(fā)電的補償性能。本專利方案提供了一種在移動電子產(chǎn)品殼體上制備補償電路的方法，具體實現(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范圍。本實施例中未明確的各組成部分 均可用現(xiàn)有技術(shù)加以實現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種在移動電子產(chǎn)品殼體上制備補償電路的方法，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)品殼體上制備補償電路的方法，其特征在于殼體的熔點溫度要高于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)品殼體上制備補償電路的方法，其特征在于刻鑰膜采用機械劃線方式。
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