專利名稱：光電模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于一種光電模塊，特別關(guān)于一種具有太陽能電池組件以及發(fā)光二極管組 件的光電模塊。
背景技術(shù)：
太陽能本身并無公害問題且取得容易，永不竭盡，故太陽能成為重要替代性能源 之一。較常應(yīng)用太陽能的太陽能電池組件是一種光電轉(zhuǎn)換組件，其經(jīng)由太陽光照射后，把光 能轉(zhuǎn)換成電能。業(yè)界也對太陽能電池組件多有研究，然而如何提升產(chǎn)品的競爭力、開發(fā)產(chǎn)品的應(yīng) 用性，并降低成本，實為當前重要課題之一。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種提升產(chǎn)品的競爭力、開發(fā)產(chǎn)品的應(yīng)用性，并降低成本的 光電模塊。本發(fā)明可采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的。本發(fā)明的一種光電模塊包括一基板、至少一個太陽能電池組件以及至少一個發(fā)光
二極管組件?；寰哂邢鄬Φ囊坏谝槐砻婕耙坏诙砻?。太陽能電池組件設(shè)置在第一表面。 發(fā)光二極管組件設(shè)置在第二表面。前述的光電模塊，其中所述基板包括多個電路板，所述電路板相互迭合。前述的光電模塊，其中所述基板至少部分透光。前述的光電模塊，其中所述太陽能電池組件呈長條形。前述的光電模塊，其中所述發(fā)光二極管組件表面接合、或打線接合、或覆晶接合在 所述基板。前述的光電模塊還包括另一個太陽能電池組件，設(shè)置在所述基板，并與所述太陽 能電池組件串聯(lián)或并聯(lián)。前述的光電模塊還包括一容器，所述基板設(shè)置在所述容器內(nèi)。前述的的光電模塊，其中所述容器是一管體。前述的的光電模塊還包括多個電性連接件，設(shè)置在所述管體的兩端或一端，并分 別與所述太陽能電池組件及所述發(fā)光二極管組件電性連接。前述的的光電模塊，其中所述管體的一端密封，所述電性連接件設(shè)置在所述管體
的另一端。前述的的光電模塊還包括一聚光組件，容置在所述容器內(nèi)、或設(shè)置在所述容器的 內(nèi)壁、或設(shè)置在所述容器的外壁、或所述與容器一體成型。前述的的光電模塊還包括一供電單元，與所述太陽能電池組件及/或所述發(fā)光 二極管組件電性連接。前述的的光電模塊，其中所述供電單元包括一蓄電池與一充放電控制電路，所述蓄電池可插拔地與所述太陽能電池組件及/或所述發(fā)光二極管組件電性連接。借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明的光電模塊至少具有下列優(yōu)點承上所述，本發(fā)明通過將太陽能電池組件與發(fā)光二極管組件設(shè)置在同一基板的不 同表面上，可將太陽能電池組件與發(fā)光二極管組件整合成為單一模塊，而大幅縮小光電模 塊的尺寸進而提升競爭力。相較于將太陽能電池模塊與發(fā)光二極管模塊組合而成的產(chǎn)品， 可大幅降低產(chǎn)品體積以及生產(chǎn)成本。此外，本實施例的光電模塊通過自基板的一側(cè)吸光，基 板的另一側(cè)發(fā)光，而能夠同時具備發(fā)電及發(fā)光的功能，大幅提升產(chǎn)品應(yīng)用性。


圖IA及圖IB是本發(fā)明優(yōu)選實施例的光電模塊的不同態(tài)樣的示意圖；圖2A至圖2C是本發(fā)明優(yōu)選實施例的光電模塊具有容器的不同態(tài)樣的示意圖；圖3A至圖3C是本發(fā)明優(yōu)選實施例的光電模塊具有多個太陽能電池組件的不同態(tài) 樣的示意圖；圖4A至圖4C是本發(fā)明優(yōu)選實施例的光電模塊具有光學(xué)組件或光學(xué)結(jié)構(gòu)的不同態(tài) 樣的示意圖；以及圖5A至圖5C是本發(fā)明優(yōu)選實施例的光電模塊具有不同應(yīng)用的示意圖。主要元件符號說明l、la、2Ja、2b、3、4 光電模塊ll、21、21b、31、41 基板111、211、311 第一表面112、212、312 第二表面12、22、32、42 太陽能電池組件13、23、33、43 發(fā)光二極管組件14、24、24a、34、44 容器15、25、35、45a 電性連接件16、26、36、46 電極17、27、37、47、L 導(dǎo)線18 流體213 光學(xué)結(jié)構(gòu)29、^a:聚光組件50 驅(qū)動單元60:供電單元61 凹孔A 上表面B 下表面C:導(dǎo)電層F 電路膜H:穿孔I 絕緣層
具體實施例方式以下將參照相關(guān)圖式，說明依本發(fā)明優(yōu)選實施例的一種光電模塊，其中相同的組 件將以相同的參照符號加以說明。第一實施例請參照圖IA所示，本發(fā)明優(yōu)選實施例的一種光電模塊1包括一基板11、至少一個 太陽能電池組件12以及至少一個發(fā)光二極管組件13。本實施例中，以光電模塊1包括一基 板11、一太陽能電池組件12以及多個發(fā)光二極管組件13為例?；?1具有相對的一第一表面111及一第二表面112。本實施例并不限制基板 11的材質(zhì)，其可例如包括樹脂、或塑料、或玻璃、或金屬、或陶瓷等材質(zhì)。本實施例也不限制 基板11的形式，其可例如是電路板、或?qū)Ь€架、或由多個電路板相互迭合而成。在此，基板 11以一雙面印刷電路板為例，第一表面111與第二表面112上的電路層電性導(dǎo)通。另外，基 板11的形狀可例如是長條狀、或圓盤狀、或多邊形，在此以長條狀為例。太陽能電池組件12設(shè)置在第一表面111。本實施例不限制太陽能電池組件12 的材質(zhì)，其可例如包括硅、或鍺、或化合物半導(dǎo)體、或有機材料。太陽能電池組件12的材 質(zhì)結(jié)構(gòu)可以是非晶、或微晶、或復(fù)晶、或多晶、或單晶。承上，太陽能電池組件12可例如是 單晶硅、或單晶鍺(Ge)、或多晶硅(multi-crystalline silicon)、或多晶鍺、或復(fù)晶硅 (poly-silicon)或非晶硅、或非晶鍺、或微晶硅、或化合物半導(dǎo)體(例如III-V族或II-VI 族)、或有機染敏電池(Dye-sensitized Solar Cell)等。在此，太陽能電池組件12以長條 型的薄膜太陽能電池為例，且太陽能電池組件12的長寬比大于等于10。發(fā)光二極管組件13設(shè)置在第二表面112。發(fā)光二極管組件13可通過表面接合 (SMT)、或打線接合(wire bonding)、或覆晶接合(flipchip)在基板11上。其中，若發(fā)光二 極管組件13是封裝體，則可通過表面接合設(shè)置在第二表面112 ；若發(fā)光二極管組件13是晶 粒，則可通過打線接合或覆晶接合而設(shè)置在第二表面112，并與基板11上的電路層電性連 接。在此，多個發(fā)光二極管組件13以晶粒形式為例，并通過覆晶接合方式而設(shè)置在第二表 面 112。另外一種態(tài)樣的光電模塊Ia如圖IB所示，光電模塊Ia的發(fā)光二極管組件13設(shè) 置在一電路板F上而形成一光條(light bar)，所述光條再設(shè)置在基板11上。其中，光條的 電路板F可以是一印刷電路板或一軟性電路板。通過將太陽能電池組件與發(fā)光二極管組件設(shè)置在同一基板上，可將太陽能電池組 件與發(fā)光二極管組件整合成為單一模塊，因而大幅縮小光電模塊的尺寸而提升競爭力。相 較于由兩個個別模塊所組合成的產(chǎn)品，可大幅降低產(chǎn)品體積以及生產(chǎn)成本。此外，本實施例 的光電模塊通過設(shè)置在基板一側(cè)的太陽能電池組件吸收光能，其產(chǎn)生的電能可讓位在基板 另一側(cè)的發(fā)光二極管組件發(fā)光，而使得光電模塊能夠具備發(fā)電及發(fā)光的功能，實在大幅增 加了產(chǎn)品的應(yīng)用性。請參照圖2A所示，本實施例的光電模塊1還可包括一容器14。容器14至少部分 透光，其材質(zhì)可例如包括玻璃、塑料或石英，且其形狀可依基板11的形狀而有所不同，在此 容器14以玻璃管體為例。基板11、太陽能電池組件12及發(fā)光二極管組件13設(shè)置在容器 14內(nèi)。
在本實施例中，光電模塊1還包括多個電性連接件15。電性連接件15可設(shè)置在容 器14的兩端或一端，并分別與太陽能電池組件12及發(fā)光二極管組件13電性連接。其中， 基板11還可具有多個電極16，在此以具有四個電極16為例，其中兩電極16是太陽能電池 組件12使用，另兩電極16是發(fā)光二極管組件13使用。電性連接件15的位置可配合電極 16的位置而設(shè)置，在此電極16與電性連接件15以設(shè)置在容器14兩端為例。電性連接件 15通過導(dǎo)線17與電極16電性連接。當然，電性連接件15也可通過其它方式與電極16電 性連接，例如直接焊接在電極16而電性連接。另外，如圖2B所示，另一個態(tài)樣的光電模塊 Ib的電性連接件15設(shè)置在容器14的同一端，而容器14的另一端是封止狀態(tài)，例如可通過 燒結(jié)容器14的一端(其材質(zhì)以玻璃為例)而封止。本實施例的電性連接件15可具有多種的型式來實施，在此，電性連接件15是一電 性引腳，由容器14的兩端穿出，也就是電性引腳的一部分被封裝在容器14的兩端內(nèi)。另外， 電性連接件15也可像一般燈管的燈帽態(tài)樣，包括一帽體及一引腳，帽體與容器14的一端連 接，引腳由帽體突設(shè)?；蛘?，電性連接件15可以是連接器的態(tài)樣，以公母配合而連接在其它 的光電模塊或其它電子產(chǎn)品上的連接器?；蛘撸娦赃B接件15可以是導(dǎo)線的態(tài)樣，可通過 焊接而連接其它的光電模塊或其它子裝置?；蛘撸娦赃B接件15可以是卡合結(jié)構(gòu)的態(tài)樣， 以凹凸配合而連接其它的光電模塊或其它子裝置。當然，上述皆是舉例說明，并未用以限制 本發(fā)明。請參照圖2C所示，光電模塊1還可包括一流體18，其容置在容器14內(nèi)，流體18可 增強散熱效能。其中，流體18可以是液體，若液體的折射率接近容器14的折射率，可減少 光線反射，而提升光電轉(zhuǎn)換效能。流體也可以是氣體，例如氮氣或惰性氣體。另外，若流體 是液體，可包括例如高導(dǎo)熱材質(zhì)，例如硅油、甘油、三甲苯(溶劑)。當然，液體可依據(jù)實際情 況而考慮絕緣性、腐蝕性、凝固點、熱膨脹系數(shù)等數(shù)值來選擇。另外，流體18可僅充填在基 板11的一側(cè)、或是基板11的兩側(cè)，在此，流體18以充填在基板11具有太陽能電池組件12 的一側(cè)為例。第二實施例本發(fā)明的光電模塊可通過光學(xué)組件或光學(xué)結(jié)構(gòu)來提升光線利用率或光線特性，以 下以圖3A至圖3C舉例說明。請參照圖3A所示，光電模塊2的一前視示意圖。光電模塊2包括一基板21、至少 一個太陽能電池組件22以及至少一個發(fā)光二極管組件23。其中，基板21具有相對的一第 一表面211及一第二表面212，而太陽能電池組件22設(shè)置在第一表面211，發(fā)光二極管組件 23設(shè)置在第二表面212?；?1設(shè)置在一容器M內(nèi)，且光電模塊2的電極沈通過導(dǎo)線27 與電性連接件25電性連接。在本實施例中，光電模塊2還可包括一聚光組件四，其可容置在容器M內(nèi)、或設(shè) 置在容器M的內(nèi)壁、或設(shè)置在容器M的外壁、或所述與容器M —體成型。在此，聚光組件 29以設(shè)置在容器M的內(nèi)壁為例。聚光組件四可以是穿透或反射式，在此穿透式為例。聚 光組件四可包括一菲涅爾(Fresnel)結(jié)構(gòu)、或至少一個透鏡(lens)、或多個棱鏡(prism)、 或一反射面鏡(reflector)，在此以菲涅爾結(jié)構(gòu)為例，可以是直線型(linear type)菲涅爾 結(jié)構(gòu)，而將外部光線聚集在長條型的太陽能電池組件22。圖;3B顯示另一個態(tài)樣的光電模塊2a。如圖所示，光電模塊加的聚光組件29a與容器2 —體成型，可通過例如一次或二次射出成型而制成。圖3C顯示另一個態(tài)樣的光電模塊2b。如圖3C所示，光電模塊2b的基板2Ib可具 有一光學(xué)結(jié)構(gòu)213，其可將進入容器M內(nèi)的光線反射至太陽能電池組件22，以提高光電轉(zhuǎn) 換效能。另外，光學(xué)結(jié)構(gòu)213可由反射材質(zhì)構(gòu)成、或僅在其表面具有一反射層來反射光線。 當然，光學(xué)結(jié)構(gòu)213可具有其它光學(xué)效能，例如可利用菲涅爾(Fresnel)紋路、透鏡或菱鏡 來聚光。第三實施例上述實施例以一太陽能電池組件12、22設(shè)置在基板11、21為例，另外，本發(fā)明也可 包括多個太陽能電池組件設(shè)置在同一基板的態(tài)樣。如圖4A所示，光電模塊3具有三個太陽 能電池組件32設(shè)置在基板31上，且所述太陽能電池組件32可串聯(lián)或并聯(lián)，在此以并聯(lián)為 例。所述太陽能電池組件32可以是相同材質(zhì)或形狀、或不相同材質(zhì)、或不同形狀。所述太 陽能電池組件32可設(shè)置在基板31的第一表面311或分別設(shè)置在第一表面311與第二表面 312，在此以設(shè)置在第一表面311為例。請參照圖4B所示，圖4A的光電模塊3的基板31、太陽能電池組件32與發(fā)光二極 管組件33的側(cè)視示意圖。在此，各太陽能電池組件32的上表面A的兩端是N極，而其下表 面B是P極。基板31以電路板為例，且其第一表面311具有一導(dǎo)電層C，導(dǎo)電層C與太陽能 電池組件32的下表面B接觸，而導(dǎo)電層C可以是任何導(dǎo)電材料，例如銅箔或銀等。所述太陽能電池組件32以并聯(lián)為例，其中所述太陽能電池組件32的N極以導(dǎo)線 L相互電性連接，且其中一太陽能電池組件32(在此以圖4B中最左邊的太陽能電池組件32 為例)通過一導(dǎo)線L與設(shè)置在基板31第二表面312上的電極36電性連接，且所述電極36 再與圖4A中的電性連接件35電性連接。在此，導(dǎo)線L穿過基板31的一穿孔H而與電極36 電性連接。另外，導(dǎo)線L也可繞過基板31的邊緣而與下表面的電極36電性連接。此狀況 下，基板31的部分邊緣可具有一凹槽以讓導(dǎo)線L通過。另外，所述太陽能電池組件32的P 極(位在太陽能電池組件32的下表面B)則與導(dǎo)電層C電性連接，且通過另一個電極36(圖 4B的右邊電極36)電性連接至鄰近的另一個電性連接件35。需注意者，基板31上的導(dǎo)電 層C須與太陽能電池組件32的N極絕緣，以免發(fā)生短路。圖4C顯示太陽能電池組件32是串聯(lián)的態(tài)樣。其中，基板31的第一表面311設(shè)置 一絕緣層I。所述太陽能電池組件32通過導(dǎo)線L電性連接相鄰的N極(位在上表面A)與 P極(位在下表面B)。其中一太陽能電池組件32(在此以圖4C中最左邊的太陽能電池組 件32為例)的P極通過導(dǎo)線L與鄰近的電極36電性連接。另一種方式，圖4C中最左邊的 太陽能電池組件32的P極也可通過設(shè)置在絕緣層I上的線路而與電極36電性連接。另一 個太陽能電池組件32 (在此以圖4C中最右邊的太陽能電池組件32為例)的N極則通過導(dǎo) 線L與鄰近的電極36電性連接。第四實施例本發(fā)明的光電模塊可有多種應(yīng)用，以下以圖5A及圖5B舉例說明。請參照圖5A所示，是兩光電模塊4連結(jié)的示意圖。光電模塊4的其中一電性連接 件4 是連接器的型式，通過公母配合，兩光電模塊4可相互電性連接，以達到例如串聯(lián)增 強電力或是同步控制兩光電模塊4的發(fā)光二極管組件43的功能。請參照圖5B所示，多個光電模塊1并排間隔設(shè)置，在光電模塊1的下方有生物(以植物栽培為例)。本實施例的光電模塊1不僅白天可吸收太陽光線而發(fā)電，并且通過光電模 塊1發(fā)出的光線可供植物栽培，且夜間可用光電模塊1的發(fā)光二極管組件13發(fā)光來提供植 物光線，或作為夜間照明。當然發(fā)光二極管組件13可依種植的作物不同，而選用不同適合 作物生長波長的發(fā)光二極管組件13，進而加速作物的生長速度，以提高單位時間內(nèi)的產(chǎn)量。 另外在冬天時，由于多個光電模塊1并排間隔設(shè)置，雪可從兩光電模塊1之間落下而不致積 雪在光電模塊1上，甚至壓壞光電模塊1，上述優(yōu)點皆使得本發(fā)明極具產(chǎn)業(yè)應(yīng)用性。此外，各光電模塊1的兩端分別可與一驅(qū)動單元50連接，在此，驅(qū)動單元50僅繪 示兩橫桿是示意，當然驅(qū)動單元50還可包括齒輪、或馬達、或皮帶或其它致動組件。通過驅(qū) 動單元50的驅(qū)動，可使太陽能電池組件12隨著太陽的移動而一同轉(zhuǎn)動。并且由于容器14 是長型的緣故，本發(fā)明僅需單軸追日進而降低追日的復(fù)雜度，并減少各光電模塊1追日所 需成本。請參照圖5C所示，光電模塊Ib還可包括一供電單元60，與太陽能電池組件12及 /或發(fā)光二極管組件13電性連接。供電單元60包括一蓄電池(圖未顯示)與一充放電控 制電路(圖未顯示)，可例如通過太陽能電池組件12所產(chǎn)生電量來充電而儲存在蓄電池中， 以對發(fā)光二極管組件13來供電。當然，此僅是一種實施方式，供電單元60的其它功能還可 包括對發(fā)光二極管組件13進行發(fā)光的控制，例如維持一定亮度的控制。供電單元60可與 容器14及/或電性連接件15連結(jié)。在此，供電單元60具有多個導(dǎo)線61，導(dǎo)線61可與電性 連接件15電性連接，使得供電單元60與容器14內(nèi)的太陽能電池組件12及/或發(fā)光二極 管組件13電性連接。當然，供電單元60可通過其它方式，例如公母配合的連接器、卡合結(jié) 構(gòu)、或鎖合、或黏合等，來與容器14內(nèi)的太陽能電池組件12及/或發(fā)光二極管組件13電性 連接。其中，供電單元60可插拔地與太陽能電池組件12及/或發(fā)光二極管組件13電性連 接，故當儲存在供電單元60內(nèi)的電力不足以提供給發(fā)光二極管組件13時，使用者利用其可 插拔的特性而將供電單元60還可換成已充電的供電單元60，以供電給發(fā)光二極管組件13。 另外，若是供電單元60的蓄電池與充放電控制電路分開設(shè)置，則蓄電池可插拔地與太陽能 電池組件12及/發(fā)光二極管組件13電性連接。綜上所述，本發(fā)明通過將太陽能電池組件與發(fā)光二極管組件設(shè)置在同一基板的不 同表面上，可將太陽能電池組件與發(fā)光二極管組件整合成為單一模塊，而大幅縮小光電模 塊的尺寸進而提升競爭力。相較于將太陽能電池模塊與發(fā)光二極管模塊組合而成的產(chǎn)品， 可大幅降低產(chǎn)品體積以及生產(chǎn)成本。此外，本實施例的光電模塊通過自基板的一側(cè)吸光，基 板的另一側(cè)發(fā)光，而能夠同時具備發(fā)電及發(fā)光的功能，大幅提升產(chǎn)品應(yīng)用性。以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發(fā)明的精神與范疇，而對其 進行的等效修改或變更，均應(yīng)包括在權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種光電模塊，其特征在于，包括一基板，具有相對的一第一表面及一第二表面；至少一個太陽能電池組件，設(shè)置在所述第一表面；以及至少一個發(fā)光二極管組件，設(shè)置在所述第二表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電模塊，其特征在于，所述基板包括多個電路板，所述電路 板相互迭合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電模塊，其特征在于，所述基板至少部分透光。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電模塊，其特征在于，所述太陽能電池組件呈長條形。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電模塊，其特征在于，所述發(fā)光二極管組件表面接合、或打 線接合、或覆晶接合在所述基板。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電模塊，其特征在于，還包括另一個太陽能電池組件，設(shè)置在所述基板，并與所述太陽能電池組件串聯(lián)或并聯(lián)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電模塊，其特征在于，還包括一容器，所述基板設(shè)置在所述容器內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光電模塊，其特征在于，所述容器是一管體。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的光電模塊，其特征在于，還包括多個電性連接件，設(shè)置在所述管體的兩端或一端，并分別與所述太陽能電池組件及所 述發(fā)光二極管組件電性連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的光電模塊，其特征在于，所述管體的一端密封，所述電性連 接件設(shè)置在所述管體的另一端。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光電模塊，其特征在于，還包括一聚光組件，容置在所述容器內(nèi)、或設(shè)置在所述容器的內(nèi)壁、或設(shè)置在所述容器的外 壁、或與所述容器一體成型。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電模塊，其特征在于，還包括一供電單元，與所述太陽能電池組件及/或所述發(fā)光二極管組件電性連接。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的光電模塊，其特征在于，所述供電單元包括一蓄電池與一 充放電控制電路，所述蓄電池可插拔地與所述太陽能電池組件及/或所述發(fā)光二極管組件 電性連接。
全文摘要
一種光電模塊包括一基板、至少一個太陽能電池組件以及至少一個發(fā)光二極管組件?；寰哂邢鄬Φ囊坏谝槐砻婕耙坏诙砻?。太陽能電池組件設(shè)置在第一表面。發(fā)光二極管組件設(shè)置在第二表面。本發(fā)明通過將太陽能電池組件與發(fā)光二極管組件設(shè)置在同一基板的不同表面上，可將太陽能電池組件與發(fā)光二極管組件整合成為單一模塊，而大幅縮小光電模塊的尺寸進而提升競爭力。相較在將太陽能電池模塊與發(fā)光二極管模塊組合而成的產(chǎn)品，可大幅降低產(chǎn)品體積以及生產(chǎn)成本。此外，本實施例的光電模塊通過自基板的一側(cè)吸光，基板的另一側(cè)發(fā)光，而能夠同時具備發(fā)電及發(fā)光的功能，大幅提升產(chǎn)品應(yīng)用性。
文檔編號H02J7/00GK102097426SQ200910254318
公開日2011年6月15日 申請日期2009年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月9日
發(fā)明者林崇智 申請人:宇威光電股份有限公司