專利名稱：發(fā)光模組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)光模組，尤其涉及一種利用太陽能電池(Solar Cell)進行供電的發(fā)光 模組。
背景技術(shù)：
隨著當今時代對節(jié)能環(huán)保觀念的倡導，越來越多的綠色能源被開發(fā)利用，其中，太陽能 作為現(xiàn)有最理想的綠色能源被轉(zhuǎn)化為電能并廣泛地應用于路燈、地燈、機場照明燈等照明裝 置，以提供所述照明裝置發(fā)光時所耗費的電能。太陽能電池的結(jié)構(gòu)具體請參閱2006 IEEE 4th World Conference on Photovoltaic Energy Conversion上發(fā)表的文章 Amorphous-Silicon / Polymer Solar Cells and Key Design Rules for Hybrid Solar Cells。然而，目前市面上采用太陽能供電的照明裝置如太陽能路燈等，其結(jié)構(gòu)通常較為龐大， 例如，在現(xiàn)有技術(shù)中，用于將太陽能轉(zhuǎn)換為電能的太陽能電池與發(fā)光元件，如熒光燈、白熾 燈、發(fā)光二極管之間一般需要設(shè)置基板進行連接，導致其架設(shè)成本較高，同時也制約了采用 太陽能供電的照明裝置的大規(guī)模推廣應用。有鑒于此，有必要提供一種利用太陽能電池供電且集成化的發(fā)光模組。發(fā)明內(nèi)容下面將以實施例說明一種集成化的發(fā)光模組。一種發(fā)光模組，其包括至少一個發(fā)光二極管芯片，每個發(fā)光二極管芯片具有一個第一P 型/N型半導體層； 一個太陽能電池，該太陽能電池具有一個第二P型/N型半導體層；以及至 少一個連接電極，其夾設(shè)在該太陽能電池的第二P型/N型半導體層與該至少一個發(fā)光二極管 芯片的第一P型/N型半導體層之間以連接該太陽能電池與該至少一個發(fā)光二極管芯片。相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明所提供的發(fā)光模組，其通過設(shè)置至少一個連接電極將至少一個 發(fā)光二極管芯片與一個太陽能電池連接在一起，且該太陽能電池可轉(zhuǎn)化太陽光能為電能，從 而對該發(fā)光二極管芯片供電以使其發(fā)光。由于該太陽能電池與該發(fā)光二極管芯片通過該連接 電極直接連接而形成該發(fā)光模組，因此，該發(fā)光模組高度集成化，其具有較小的體積，可應 用于小型化的電子產(chǎn)品，如作為手機背光模組以提供屏幕顯示等。
圖l是本發(fā)明第一實施例所提供的發(fā)光模組的剖面示意圖。 圖2是本發(fā)明第二實施例所提供的發(fā)光模組的剖面示意圖。
具體實施方式
下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明實施例作進一步的詳細說明。請參閱圖l，本發(fā)明第一實施例提供的一種發(fā)光模組IO，其包括至少一個發(fā)光二極管芯 片ll、 一個太陽能電池12，以及連接該發(fā)光二極管芯片11與該太陽能電池12的至少一個連接 電極13。該發(fā)光二極管芯片11包括一個第一N型半導體層112、 一個第一P型半導體層114以及一個 量子井(Multi Quantum Well， MQW)層116。該量子井l 16位于該第一N型半導體層112與該第 一P型半導體層114之間，該第一N型半導體層112上形成有一個N型電極118。該第一N型半導體層112可以摻雜有硅(Si)的氮化鎵(GaN)作為材質(zhì)，該第一P型半導體層 114可以摻雜鎂(Mg)的氮化鎵鋁(AlGaN)作為材質(zhì)。該N型電極118可利用沉積或蝕刻等方法形 成在該第一N型半導體層112上。該發(fā)光二極管芯片ll還具有一個透明基底(sapphire) 110，上述第一N型半導體層112、 量子井層116及第一P型半導體層114可依序形成在該透明基底110上，該透明基底110具體可 為一個透明藍寶石基板(transparent sapphire substrate)或摻雜有銦錫氧化物(ITO)的藍 寶石(Al203)基板。該太陽能電池12包括一個光伏半導體層(Photovoltaic Semiconductor Layer) 120、 一 個透明導電層(Trgmsparent Conductive layer) 122及至少一個前電極(Front Electrode)層 124。具體地，該光伏半導體層120包括層疊的一個第二P型半導體層1200及一個第二N型半導 體層1202，該第二P型半導體層1200與該第二N型半導體層1202之間形成一個PN結(jié)(PN junction)。優(yōu)選地，該第二N型半導體層1202和第二P型半導體層1200可分別是采用CVD等方 法形成的N型a-Si:H(Hydrogenated amorphous silicon,即氫化非晶硅)及P型a -Si :H，即 該太陽能電池12為一個非晶硅太陽能電池。該PN結(jié)由該第二N型半導體層1202和第二P型半導 體層1200之間的界面接觸而形成。該透明導電層122形成在該光伏半導體層120的第二N型半導體層1202上，其可采用銦錫 氧化層(Indium Tin 0xide， IT0)或氧化鋅(Zn0)等材料制成。該透明導電層122可對該光 伏半導體層120起保護作用及導電作用。該至少一個前電極124進一步形成在該透明導電層122上，其材料可以是銀(Ag)，銅(Cu)，鉬(Mo)，鋁(Al)，銅鋁合金(Cu-Al Alloy)，銀銅合金(Ag-Cu Alloy)，或者 銅鉬合金(Cu-Mo Alloy)等。另外，該前電極124可通過金屬導線14電性連接至該N型電極 118。該至少一個連接電極13用于連接該發(fā)光二極管芯片11與該太陽能電池12，其夾設(shè)在該太 陽能電池的光伏半導體層120與該發(fā)光二極管芯片11的第一P型半導體層114之間，且其材料 同樣可以是銀(Ag)，銅(Cu)，鉬(Mo)，鋁(Al)，銅鋁合金(Cu-Al Alloy)，銀銅 合金(Ag-Cu Alloy)，或者銅鉬合金(Cu-Mo Alloy)等。當該太陽能電池12受太陽光照射時，聚集在PN結(jié)上的空穴(Holes)及電子(Electrons)將 分別為光伏半導體層120的第二P型半導體層1200及第二N型半導體層1202所吸引并移動，進 而聚集在該第二P型半導體層1200及該第二N型半導體層1202的兩端，使得該第二P型半導體 層1200及第二N型半導體層1202之間形成電勢差，而由于該第二N型半導體層1202依次通過透 明導電層122、前電極124、金屬導線14及N型電極118與第一N型半導體層112電性連接，而該 第二P型半導體層1200則通過連接電極13與該第一P型半導體層114電性連接，因此，該發(fā)光 二極管芯片11中的第一P型半導體層114與其第一N型半導體層112之間也將形成電勢差，使得 該第一P型半導體層114中的空穴流向第一N型半導體層112，同時第一N型半導體層112中的電 子流向第一P型半導體層114，當該空穴與該電子相遇時，其二者相互結(jié)合并釋放出光子從而 發(fā)光并起到照明的作用。由此，該太陽能電池12吸收太陽光照并將太陽光能轉(zhuǎn)化為電能，從 而對發(fā)光二極管芯片ll供電?？梢岳斫獾氖?，在該能量轉(zhuǎn)化過程中，該連接電極13既相當于 發(fā)光二極管芯片11的P型電極，又相當于太陽能電池12的背電極(Back Electrode)層，其節(jié) 省了分別制造發(fā)光二極管芯片11的P型電極及太陽能電池12的背電極的制程，從而節(jié)約了發(fā) 光模組10的制造成本。另外，該太陽能電池12與該發(fā)光二極管芯片11通過該連接電極13直接 連接而形成該發(fā)光模組IO，使得該發(fā)光模組10具有較小的體積，并可應用于小型化的電子產(chǎn) 品，如作為手機背光模組以提供屏幕顯示等?？梢岳斫獾氖?，該至少一個發(fā)光二極管芯片ll的數(shù)目可根據(jù)照明的需要進行設(shè)定，并不 局限于圖l所示出的兩個。另外，該至少一個連接電極13的數(shù)目可與該發(fā)光二極管芯片11的 數(shù)目相一致，以相對應地電性連接該至少一個發(fā)光二極管芯片11與該太陽能電池12。本領(lǐng)域技術(shù)人員進一步可以理解的是，在本實施例中，發(fā)光二極管芯片11的第一N型半 導體層112與第一P型半導體層114之間的位置，以及太陽能電池12的第二N型半導體層1202與 第二P型半導體層1200之間的位置可以同時互換，使得該連接電極13夾設(shè)在第一N型半導體層 112與第二N型半導體層1202之間以連接該至少一個發(fā)光二極管芯片11與該太陽能電池12，其同樣可以利用太陽能電池12將太陽光能轉(zhuǎn)化為電能并對發(fā)光二極管芯片11供電。請參閱圖2，本發(fā)明第二實施例提供的一種發(fā)光模組20，其與本發(fā)明第一實施例的發(fā)光 模組10的不同之處在于該發(fā)光模組20進一步包括一個蓄電裝置25，太陽能電池22在白天受 太陽光照時所轉(zhuǎn)化的電能儲存在該蓄電裝置25中，該蓄電裝置25在需要時，如在夜晚時對至 少一個發(fā)光二極管芯片21供電。該蓄電裝置25可為鉛蓄電池、鋰/離子電池、鎳/金屬氫化物電池或電容器等，在本實施 例中，該蓄電裝置25為一個鋰/離子電池。該發(fā)光二極管芯片21的第一N型半導體層212與該太陽能電池22的前電極224分別通過金 屬導線24、 26電性連接至該蓄電裝置25的負極，而連接電極23則通過金屬導線28連接至該蓄 電裝置25的正極。工作時，該太陽能電池22通過該金屬導線24、 28對該蓄電裝置25充電，而 該蓄電裝置25通過該金屬導線26、 28對該發(fā)光二極管芯片21供電?？梢岳斫獾氖?，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思做出其它 各種相應的改變與變形，而所有這些改變與變形都應屬于本發(fā)明權(quán)利要求的封裝范圍。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光模組，其包括至少一個發(fā)光二極管芯片，每個發(fā)光二極管芯片具有一個第一P型半導體層；一個太陽能電池，該太陽能電池具有一個第二P型半導體層；以及至少一個連接電極，其夾設(shè)在該太陽能電池的第二P型半導體層與該至少一個發(fā)光二極管芯片的第一P型半導體層之間以連接該太陽能電池與該至少一個發(fā)光二極管芯片。
2.如權(quán)利要求l所述的發(fā)光模組，其特征在于，該至少一個發(fā)光二 極管進一步包括一個第一N型半導體層及形成在該第一N型半導體層上的一個N型電極，該太 陽能電池遠離第二P型半導體層的一側(cè)設(shè)置與該N型電極相對應的至少一個前電極，該N型電 極與該前電極電性連接。
3.如權(quán)利要求2所述的發(fā)光模組，其特征在于，該N型電極通過金屬 導線與該前電極電性連接。
4.如權(quán)利要求2所述的發(fā)光模組，其特征在于，該太陽能電池還包 括設(shè)置在第二P型半導體層的遠離連接電極的一側(cè)的一個第二N型半導體層，該第二N型半導 體層上形成一個透明導電層，該至少一個前電極進一步形成在該透明導電層上。
5.如權(quán)利要求2所述的發(fā)光模組，其特征在于，該發(fā)光模組進一步 包括一個蓄電裝置，該蓄電裝置分別與該太陽能電池及該至少一個發(fā)光二極管芯片電性連接 ，且該蓄電裝置由該太陽能電池對其進行充電，進而對該至少一個發(fā)光二極管芯片供電。
6.如權(quán)利要求5所述的發(fā)光模組，其特征在于，該蓄電裝置包括一 個正極及一個負極，該發(fā)光二極管芯片的第一N型半導體層與該太陽能電池的前電極分別與 該蓄電裝置的負極電性連接，該連接電極與該蓄電裝置的正極電性連接。
7.如權(quán)利要求5所述的發(fā)光模組，其特征在于，該蓄電裝置為鉛蓄 電池、鋰/離子電池、鎳/金屬氫化物電池或電容器。
8.如權(quán)利要求2所述的發(fā)光模組，其特征在于，該前電極及該連接 電極分別為銀、銅、鉬、鋁、銅鋁合金、銀銅合金或銅鉬合金中的任意一種材料所制成。
9 如權(quán)利要求l所述的發(fā)光模組，其特征在于，該太陽能電池為一 個非晶硅太陽能電池。
10 一種發(fā)光模組，其包括 至少一個發(fā)光二極管芯片，每個發(fā)光二極管芯片具有一個第一N型半導體層； 一個太陽能電池，該太陽能電池具有一個第二N型半導體層；以及至少一個連接電極，其夾設(shè)在該太陽能電池的第二N型半導體層與該至少一個發(fā)光二極 管芯片的第一N型半導體層之間以連接該太陽能電池與該至少一個發(fā)光二極管芯片。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種發(fā)光模組，其包括至少一個發(fā)光二極管芯片、一個太陽能電池及一個連接電極。每個發(fā)光二極管芯片具有一個第一P型/N型半導體層。該太陽能電池具有一個第二P型/N型半導體層。該至少一個連接電極夾設(shè)在該太陽能電池的第二P型/N型半導體層與該至少一個發(fā)光二極管芯片的第一P型/N型半導體層之間以連接該太陽能電池與該至少一個發(fā)光二極管芯片。由于該太陽能電池與該發(fā)光二極管芯片通過該連接電極直接連接而形成該發(fā)光模組，因此，該發(fā)光模組高度集成化，其具有較小的體積，可應用于小型化的電子產(chǎn)品，如作為手機背光模組以提供屏幕顯示等。
文檔編號F21Y101/02GK101577272SQ20081030143
公開日2009年11月11日 申請日期2008年5月6日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月6日
發(fā)明者陳杰良 申請人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司;鴻海精密工業(yè)股份有限公司