技术领域
[0001] 本
发明涉及一种光电转换组件以及采用此光电转换组件的装置及阵列装置，具体涉及一种可使部分波段可见光穿透的光电转换组件以及采用此光电转换组件的装置及阵列(array)装置。
背景技术
[0002] 一般来说，传统的
太阳能电池为非穿透式的。非穿透式的
太阳能电池已广泛应用于各式
建筑材料，例如屋瓦结构、
墙壁贴片，
车顶发电板等等。而在某些特殊应用上，例如玻璃帷幕、透明
屋顶等，就需要搭配具有透光性的穿透式太阳能电池，以具有较佳的美观性。
[0003] 请参阅图1，图1为公知穿透式太阳能电池模
块10的示意图。传统的所谓的穿透式太阳能电池模块10包含有一透光
基板12，一透光导电层14，一光电转换层16，以及一不透光
电极层18。传统的穿透式太阳能电池模块10直接移除部分的不透光电极层18以及不透光光电转换层16，裸露部分透光基板12与透光导电层14，以达到
透射光线的效果。然而，由于光电转换层16不透光，因而必须移除部分光电转换层16以达到太阳能
电池组10透光的目的，但如此将减少太阳能电池模块10对于光能的吸收量与
电能的产出量，导致大幅降低太阳能电池模块10的光电转换效率。因为有不透光的栅状、或梳状遮蔽物，其透视效果也不好，不能算是真正“穿透式”的组件。
[0004] 因此，如何设计出一具有优选光电转换效率的真正穿透式太阳能电池模块即为现今太阳能产业所需努
力的重要课题。
发明内容
[0005] 本发明提出一种光电转换组件以及采用此光电转换组件的装置及阵列装置，用以解决上述问题。
[0006] 本发明提供一种光电转换组件包含一透明基板、一第一电极、至少一光电转换层以及一第二电极。所述透明基板为至少有部分区域是透明的，第一电极位于透明基板上。至少一光电转换层位于第一电极上，其中各光电转换层经吸收太阳
光谱后，其穿透
频谱中的可见光波段部分，至少有可见光的全部或部分波段的穿透率大于20％。第二电极位于至少一光电转换层上。在多个光电转换层中，也可以每一光电转换层都有其对应电极施加
电场，所以可能会有数个对应的“第一电极，第二电极”
[0007] 本发明提供一种装置包含一基体以及至少一光电转换组件。基体具有至少一基体透明基板。至少一光电转换组件位于至少一基体透明基板上，其中各光电转换层经吸收
太阳光谱后，其穿透频谱中的可见光波段部分，至少有可见光的全部或部分波段的穿透率大于20％。
[0008] 本发明提供一种阵列装置包含一主基底、多个基体以及多个光电转换组件。多个基体位于主基底上。多个光电转换组件位于主基底上，其中光电转换组件包含至少一光电转换层，可至少使部分可见光波段的穿透率大于20％。
[0009] 基于上述，本发明提出一种光电转换组件以及采用此光电转换组件的装置及阵列装置，其中此光电转换组件可至少使部分波段的可见光穿透。详细而言，此光电转换组件具有至少一光电转换层，此光电转换层可容许至少一波段的可见光穿透，具体而言可至少使部分可见光波段的穿透率大于20％，如此相较于公知可具有更高的光电转换效率，并且可省去再
图案化非透明的光电转换层的制作工艺成本。
[0010] 如先前技术所述，公知的所谓透光的太阳能电池是以移除部分不透光的光电转换层来达到透光的目的，但如此作法会大幅降低光电转换效率，且增加制作工艺成本，因为有不透光的栅状、或梳状遮蔽物，其透视效果也不好，不能算是真正”穿透式”的组件。本发明可制作真正“穿透式”的光电转换组件具有可透光的光电转换层，可改善公知的问题！！
附图说明
[0011] 图1为公知穿透式太阳能电池模块的示意图。
[0012] 图2为依据本发明一优选
实施例的光电转换组件的剖面示意图。
[0013] 图3为依据本发明一优选实施例的光电转换组件的剖面示意图。
[0014] 图4为依据本发明一优选实施例的应用光电转换组件的装置的剖面示意图。
[0015] 图5为依据本发明一优选实施例的应用光电转换组件的装置的剖面示意图。
[0016] 图6为依据本发明一优选实施例的应用光电转换组件的装置的剖面示意图。
[0017] 图7为图6的应用光电转换组件的装置的配置图。
[0018] 图8为图6的应用光电转换组件的装置的上视图。
[0019] 图9为依据本发明一优选实施例的应用光电转换组件的装置的剖面示意图。
[0020] 图10为依据本发明一优选实施例的应用光电转换组件的阵列装置的剖面示意图。
[0021] 图11为图3的堆栈的光电转换组件的组合示意图。
[0022] 图12为依据图6的应用于显示器装置的剖面示意图。
[0023] 图13为依据图6的应用于
液晶显示装置的剖面示意图。
[0024] 其中，附图标记说明如下：
[0025] 10 穿透式太阳能电池模块 12 透光基板
[0026] 14 透光导电层 16 光电转换层
[0027] 100、 光电转换组件 110、 透明基板
[0028] 200、 210
[0029] 320、
[0030] 420、
[0031] 520、
[0032] 620、
[0033] 730、
[0034] 850、
[0035] 980
[0036] 120、第一电极 130、光电转换层
[0037] 220、 230、
[0038] 322、 240、
[0039] 422、 324、
[0040] 522 424、
[0041] 524
[0042] 140、第二电极 300、装置
[0043] 250、 400、
[0044] 326、 500、
[0045] 426、 600
[0046] 526
[0047] 310、基体 410 触控感应器
[0048] 720
[0049] 412 基体透明基板 414 触控感应单元
[0050] 510 显示器 512、第一基板
[0051] 810、
[0052] 930
[0053] 514、第二基板 610 辅助组件
[0054] 840、
[0055] 950
[0056] 700 阵列装置 710 主基底
[0057] 800 发光
二极管装置 820 发光单元
[0058] 830 封装组件 900 液晶显示装置
[0060] 940 彩色滤光片 960 第二偏光片
[0061] 970 液晶层 980 电极
[0062] 982 画素电极 984 共享电极
[0063] A 显示区 B 周边区
[0064] T1 第一光电转换层组 T2 第二光电转换层组
[0065] X1、X2 光波波段
具体实施方式
[0066] 图2为依据本发明一优选实施例的光电转换组件的剖面示意图。光电转换组件100包含一透明基板110、一第一电极120、至少一光电转换层130以及一第二电极140。第一电极120位于透明基板上110。至少一光电转换层130位于第一电极层120上。第二电极140位于至少一光电转换层130上。光电转换层130用来接收光能以转换成电能，而第一电极120以及第二电极140分别用来作为光电转换组件100的正、负极以输出电能、电荷。
[0067] 具体而言，透明基板110可例如为一玻璃基底或一软性基板等，其中此透明基板110可呈一平面或一弯曲形状，而此透明基板110的材质例如由
钙钠玻璃(soda-lime glass)、塑料基板所组成，但本发明不以此为限。第一电极120为一透明电极，其材质可由透明导电
氧化物(Transparent Conductive Oxide，TCO)例如氧化
铝锌(AZO)、
石墨烯(graphene)、铟
锡氧化物(ITO)所组成。第二电极140优选亦为一透明电极，其材质可由
透明导电氧化物(Transparent Conductive Oxide，TCO)例如氧化铝锌(AZO)、
石墨烯(graphene)、铟锡氧化物(ITO)所组成。但在其它实施例中，第二电极140亦可为一不透明的电极，其可能为一条状、鳍状或
手指状等布局结构，用以暴露部分光电转换层130而使光线穿透，其中第二电极140例如由铝(Al)、钼(Mo)等所组成的金属电极，但本发明不以此为限。此外，光电转换组件100另可包含有
缓冲层(未绘示)，设置于光电转换层130以及第一电极120或第二电极140间，其中缓冲层(未绘示)可由硫化锌(ZnS)以及本质氧化锌(intrinsic ZnO)所组成。
[0068] 一般而言，光电转换层130可包含一P-N接
面层，当其吸收太能光时可产生
电子电洞对，而此电子电洞分别传输至第一电极120及第二电极140，再由第一电极120及第二电极140经由
导线传送至负载。在此强调，本发明的光电转换层130可至少使部分波段的可见光穿透，具体而言光电转换层130对于可见光的至少一波段的穿透率大于20％。举例来说，光电转换层130在可见光波段部分，可仅穿透红光波段、仅穿透蓝光波段、仅穿透绿光波段、穿透黄光波段、穿透紫(靛)光波段、或穿透某些波段的可见光，亦或者可穿透全波段的可见光，其视实际需求而定。易言的，本发明的光电转换层130可根据实际需求穿透部分波段的可见光，因此光电转换层130可至少吸收部分波段的紫外光、部分波段的红外光、部分波段的红光、部分波段的绿光、部分波段的蓝光、部分波段的黄光、部分波段的青光、部分波段的紫红光等。如此，搭配第一电极120或第二电极140使用透明导电材质作为透明电极的设计，即可使至少部分波段的可见光有效地穿透光电转换组件100。所述第一电极120、所述第二电极140亦可为可见光穿透式的、紫外光穿透式的、红外光穿透式的导电材质或设计。
[0069] 具体来说，光电转换层130可包含以
硅层、多化合物层、
纳米级有机层等，可使可见光穿透的光电转换材料所组成。硅层为目前太阳能光电转换系统中应用最为广泛的一种，其材质可分为晶硅或非晶硅，其中晶硅可分为
单晶硅或
多晶硅，市场模块发电转换效率分别为12％～20％或10％～18％以上；
[0070] 非晶硅可分为硅、
碳化硅、硅锗、硅烷、
二氧化硅，市场模块发电转换效率约为6％～9％以上。多化合物层则多应用于太空及聚光型太阳能光电转换系统，其材质可分为单晶或多晶，其中单晶可为砷化镓或磷化铟，市场模块发电转换效率约为18％～30％以上；多晶可为硫化镉、碲化镉、硒化铟
铜，市场模块发电转换效率约为10％～12％以上。纳米级有机 一般应用于有机太阳电池，其材质可为二氧化
钛，市场模块发电转换效率约为
1％以下。
[0071] 在本实施例中，光电转换层130为单一层光电转换材料层。但在其它实施例中，光电转换层130亦可为多个堆叠的光电转换材料层。如图3所示，具有多个堆叠的光电转换材料层的光电转换组件200包含一透明基板210、一第一电极220位于透明基板210上、多个堆叠的光电转换材料层230及240位于第一电极层220上以及第二电极250位于光电转换材料层240上，其中光电转换材料层230及240皆可至少穿透部分波段的可见光。在一优选实施例中，光电转换材料层230及240可穿透可见光的波段至少部分重叠，以使光电转换组件200可根据实际所需具有优选的部分波段可见光的穿透率。当然，本实施例以两层的光电转换材料层230及240为例，但本发明亦可适
用例如三层或四层等多层光电转换材料层，本发明不以此为限。
[0072] 具体而言，可如图11所示，图11为图3的堆叠的光电转换组件的组合示意图。光电转换组件200可由第一光电转换层组T1或第二光电转换层组T2所组成，其中第一光电转换层组T1可吸收紫外光的吸收系数远大于其它波段的光线(如图11左的波段X1)，而第二光电转换层组T2可吸收红外光的吸收系数远大于其它波段的光线(如图11右的波段X2)。因此，由第一光电转换层组T1及第二光电转换层组T2至少的一所组成的光电转换组件200可使至少部分或全部的可见光波段的光线穿过(不吸收或少吸收所述位于波段X1及波段X2间的可见光波段)。
[0073] 另外，本发明的光电转换组件可更包含补偿单元或辅助单元，例如彩色滤光片、
有机发光二极管、背
光源、有色玻璃、液晶模块(LC Cell)或光电转换曲线(Gamma Curve)等，可经由不同色的画素
色偏状况，来进行完成色彩色偏的补正或校正。液晶模块(LC Cell)或液晶灰阶光电转换曲线(Gamma Curve)，可经由RGB、CMY、RGBW不同色的画素驱动
电压校正或修正曲线亦或不同色光的驱动补正，来进行完成色彩色偏的补正或校正。如此，用以补正通过光电转换组件的光线产生色偏或色差的问题。
[0074] 再者，本发明的光电转换组件可适用于各种装置中。大体上，本发明的光电转换组件可应用于一基体上，此基体可例如为一玻璃、一保护层、一触控感应器、一显示器、一光源等。借以将本发明的光电转换组件与此基体结合，即可形成一装置，其可使至少部分波段可见光穿透且同时将光能转换为电能。此外，由于本发明使用一可见光部分波段透明的光电转换层，故不需如公知不透明的光电转换层组件。因此，本发明可制作穿透式的光电转换组件具有可透光的穿透式的光电转换层。详细而言，此装置一般包含一基体以及至少一光电转换组件，其中基体具有至少一基体透明基板，可作为光电转换组件附着的用，因而光电转换组件可直接设置于基体透明基板上。
[0075] 以下将具体提出四种装置，应用本发明的光电转换组件，但本发明的光电转换组件并非仅限用于此，凡符合本发明精神的应用皆属本发明所涵盖的范围。
[0076] 图4为依据本发明一优选实施例的应用光电转换组件的装置的剖面示意图。装置300包含一基体310以及位于其上的一光电转换组件320。基体310为一玻璃、一保护层或一造型层等。举例来说，玻璃可为建筑的透明窗、
汽车挡
风玻璃、车窗等，保护层例如为手机、显示器等屏幕上方的透明
外壳，但本发明不以此为限。因此，基体310本身即可直接做为一基体透明基板供光电转换组件320附着。也就是说，本实施例的光电转换组件320与基体310共享基板。因此，第一电极322则可直接设于基体310上，光电转换层324与第二电极326再依次堆栈设于第一电极324上。再者，光电转换组件300的形成方法，可例如提供一基板或者一
晶圆(未绘示)，并且先将光电转换组件320形成于此基板或晶圆上。接着，由于基板或晶圆为不透明的，故再将光电转换组件320进行一剥离的制作工艺，以撕下光电转换组件320，并将其贴合于基体310上，以完成装置310的制作。但在其它实施例中，光电转换组件320可更包含一透明基板(未绘示)，其上依次形成第一电极324、光电转换层324以及第二电极326，而此透明基板(未绘示)直接与基体310的基体透明基板接合。
也就是说，基体310与光电转换组件320亦可不共享基板结合成类似装置310的结构。
[0077] 在一实施例中，装置300可包含一储电装置330，用以储存光电转换组件320所产生的
能源。此外，装置300可包含一切换
开关340及一电池350，当电池的剩余能源至一预定值的下，则进行切换以使用储电装置的电能。并且，装置300可更包含一充电控制
电路360，当电池的剩余能源至一预定值的下，则进行充电。
[0078] 图5为依据本发明一优选实施例的应用光电转换组件的装置的剖面示意图。如图5所示，将本发明的光电转换组件420应用于一触控感应器410上，而形成一装置400，其中触控感应器410包含一基体透明基板412以及一触控感应单元414，光电转换组件420则包含一第一电极422、一光电转换层424以及一第二电极426。在本实施例中，光电转换组件
420则直接设置于基体透明基板412上，而与触控感应单元414共享基板，故第一电极422直接
接触基体透明基板412。当然，在其它实施例中光电转换组件420亦可更包含一透明基板(未绘示)，而以此透明基板与基体透明基板412贴合、重叠、镶嵌或并排。如此，形成装置400，其可在吸收太能光能转换为电能的同时，依然可具有透光的效果。
[0079] 图6为依据本发明一优选实施例的应用光电转换组件的装置的剖面示意图。如图6所示，将本发明的光电转换组件520应用于一显示器510上，而形成一装置500。光电转换组件520包含一第一电极522、一光电转换层524以及一第二电极526，依次层迭地位于显示器510上。显示器可例如为一全波段显示器、一部分波段显示器、一单色显示器、一反射式显示器或一半穿半反射式的显示器、一
薄膜晶体管-
液晶显示器(TFT-LCD)、一
有源矩阵的
有机发光二极管(AMOLED)、一电致发光显示器(ELECTROLLIMINESCENT，EL)、一电子泳动显示器(E-Ink)、一电湿显示器(Electrode Wetting Display)、一纳米碳管显示器(Carbon Nano Tube，CNT)、一微机电显示器(MEMS)、一光干涉式显示器、电浆显示器(Plasma Display Panel，PDP)、一传统
阴极射线管显示器(Cathode Ray Tube，CRT)等，且显示器可更包含一光源，其可为一单色光、一具有数个频谱峰值的白光、白光发光二极管、红蓝绿发光二极管、全波段频谱白光、一有机发光二极管、一分时序控制的色光光源、或一电致发光白光等(EL)。当然，光电转换组件520亦可应用于其它组件上，例如一背光源、一单色光源、一白光源、一RGB光源、一分时序的色光光源等光源、或是一交通号志、一广告
广告牌、一反射组件、一具有图像或文字的广告牌或招牌等装置，其应用方法与本实施例雷同，故不在此赘述。当然，光电转换组件520可位于玻璃、保护层、造型层、触控感应器、显示器、光源、交通号志、广告广告牌、反射组件、具有图像或且文字的装置的前方、上方、或内部结构。再者，本实施例以光电转换组件520与显示器510共享基板为例，但亦可为不共享基板的设计，其方法与前述实施例相同，故不在此赘述。
[0080] 详细而言，图7为图6的应用光电转换组件的显示器的配置图。一般而言，显示器510至少包含有第一基板512以及第二基板514，而光电转换组件520即可设于第一基板512以及第二基板514的相对两侧。其配置方式，可以单一光电转换组件520设于第一基板512或第二基板514的其中一侧，或者使用多个光电转换组件520分别设于第一基板512以及第二基板514的两侧以提高光电转换功率。另外，显示器510更包含有其它多层结构，例如共享电极、阵列电极或者彩色滤光片等，而光电转换组件520皆可选择性地设于此些结构上。
[0081] 更进一步而言，图8为图6的应用光电转换组件的装置的上视图，其中显示器510可区分为一显示区A以及一周边区B。由于仅显示区A需要透出可见光，因此在一优选的实施态样中，本发明的光电转换组件520仅需设置于显示区A中，而周边区B即可使用一般不透光的光电转换组件。如此，可根据实际情况增加光电转换组件的选用弹性。
[0082] 更具体举例来说，图12为依据图6的应用于发光二极管装置的剖面示意图，其中发光二极管装置800例如为一有源矩阵的有机发光二极管、一有机发光二极管或一高分子发光二极管等，其包含有一第一基板810，一发光单元820、一封装组件830以及一第二基板840。第一基板810可视为一主基底而第二基板840可为一保护基板或第二基板。发光单元820设置于第一基板810上，封装组件830则设置于第一基板810以及第二基板820间，以与第一基板810及第二基板820构成一密合的发光二极管装置800。本发明的光电转换组件850即可设置于第二基板820外侧、第二基板840内侧以及发光单元820的一侧等、或
810的外侧、内侧等。
[0083] 在一优选的实施态样下，将光电转换组件850设置于第二基板820的外侧、或是设置于第一基板810的外侧，以上可根据有源矩阵的有机发光二极管(AMOLED)的上发光，下发光两类型而放置优选的
位置。如此，可避免被其它发光二极管装置800中的构件遮光，而降低其吸收效率。
[0084] 图13为依据图6的应用于液晶显示装置的剖面示意图。液晶显示装置900可例如为一晶硅或一低温多晶硅(Low Temperature Poly-silicon，LTPS)的
薄膜晶体管-液晶显示器，其包含一背光源910、一第一偏光片920、第一基板930、一彩色滤光片940、一第二基板950、一第二偏光片960、一液晶层970以及一电极980，包含相对应的一画素电极982及一共享电极984。第一基板930的外侧设有背光源910及第一偏光片920，且偏光片920位于背光源910及第一基板930间；第一基板930的内侧则设置有画素电极982。第二基板950的内、外侧则分别设置有彩色滤光片940及第二偏光片960。彩色滤光片940的内侧再设置有共享电极984。液晶层970则位于画素电极982及共享电极984间。本发明的光电转换组件980则可设置于各层组件上(或其间)，例如设于第一偏光片920与第一基板930间、彩色滤光片940与共电极980间、彩色滤光片940与第二基板950间、第二基板950与第二偏光片960间，或者第二偏光片960的外侧。当然，在一优选的实施例中，本发明的光电转换组件980设于第二偏光片960的外侧，以防止由于其它组件遮光，而降低光电转换组件980的吸收效率。
[0085] 图9为依据本发明一优选实施例的应用光电转换组件的装置的剖面示意图。一光电转换组件620可搭配使用至少一辅助组件610，而形成一装置600。即所述透明基板(也可以是辅助组件610)为至少有部分区域是光反射的结构，使光线可以反射回来，辅助组件610例如为一共振腔组件、一光干涉组件或一光反射组件等，设于光线可达光电转换组件
620的光路径上，用以搭配光电转换组件620而达到例如增加光电转换组件620的光吸收效率或
能量等特定用途。
[0086] 另外，本发明的光电转换组件亦可应用在一阵列装置中，形成阵列式光电转换组件的配置。图10为依据本发明一优选实施例的应用光电转换组件的阵列装置的剖面示意图。阵列装置700包含一主基底710、多个基体720以及多个光电转换组件730，其中基体720与光电转换组件730位于主基底710上。在本实施例中，各光电转换组件730分别设置于各对应的基体720上，以此依据基体720的排列位置做阵列排列。在其它实施例中，各光电转换组件730亦可与基体720交错设置(未绘示)，或者各光电转换组件730散布于基体
720中(未绘示)，而形成一阵列装置700。
[0087] 在此强调，本发明的光电转换组件320/420/520/620/730可至少使部分波段的可见光穿透，具体而言光电转换组件320/420/520/730中的光电转换层324/424/524对于可见光的至少一波段的穿透率大于20％。再者，光电转换层324/424/524可包含由多晶层、单晶层、纳米级有机层、硅层或多化合物层等可穿透部分可见光的光电转换材料所组成，当然其可为单一材料层或者多层材料层所组成的结构，而此些材料层的材质可依需求互相搭配选用(可如图11所示)。另外，本发明的透明基板(未绘示)，所述透明基板为至少有部分区域是透明的，可例如为一玻璃基底或一塑料基板甚或一软性基板等，其中此透明基板(未绘示)可呈一平面或一弯曲形状，而此透明基板(未绘示)的材质例如由钙钠玻璃(soda-lime glass)所组成，甚或所述透明基板为至少有部分区域是光反射的结构，使光线可以反射回来，但本发明不以此为限。第一电极322/422/522/与第二电极326/426/526可为一透明电极，其材质可由透明导电氧化物(Transparent Conductive Oxide，TCO)例如氧化铝锌(AZO)、石墨烯(graphene)、铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)、或铝(Al)、铜(Cu)、金(Au)等金属
合金所组成。其它详细配置方法与前述相同故不再赘述。
[0088] 综上所述，本发明提出一种光电转换组件以及采用此光电转换组件的装置及阵列装置，其中此光电转换组件可使至少部分波段可见光穿透。详细而言，此光电转换组件具有至少一光电转换层(其可为单一层光电转换层或多层的光电转换层组成的结构)，此光电转换层对于可见光的至少一波段的穿透率大于20％。如此，相较于公知利用移除部分的非透明的光电转换层来达到穿透可见光的功能，本发明的透明的光电转换层所形成的光电转换组件可具有更高的光电转换效率，并且可省去再图案化非透明的光电转换层的制作工艺成本，并更增加其可应用的领域和市场。
[0089] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何
修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
