包括太阳能电池的电子设备和用于制造所述太阳能电池的方法与流程

本发明涉及用于向电子设备供应电能的太阳能电池领域。更具体地，本发明涉及一种包括太阳能电池的电子设备，该太阳能电池特别用于向例如钟表机芯的电机装置或显示装置供应电能。

背景技术：

1、在某些应用中，例如在钟表领域，美观是一项关键要求。这导致了所谓的“半透明”太阳能电池的发展，其目的是隐藏起来。

2、如文献fr2681189中所述，这种类型的太阳能电池由布置在第一电极与第二电极之间的单体太阳能电池组成，第一电极由透明材料制成并布置在透明基底上，第二电极由不透明金属材料制成。

3、太阳能电池具有延伸穿过第二电极和单体太阳能电池并允许部分入射光穿过太阳能电池的沟槽和穿孔。这些沟槽和穿孔被确定尺寸和分布为使得它们为用肉眼观察太阳能电池的使用者在太阳能电池中提供透明度。

4、当然，太阳能电池被孔和/或沟槽覆盖的表面积越大，太阳能电池的透明度越大，其电效率越低。反之，表面积越小，太阳能电池的透明度越低，电效率越高。

5、因此，对太阳能电池美观的需求是以牺牲所述电池的电效率为代价的，因此必须在电池的透明度水平与其电效率之间找到折衷方案。

6、因此，需要提高半透明太阳能电池的电效率而不损害透明度和/或美观性。

技术实现思路

1、本发明通过提供一种包括太阳能电池的电子设备解决了上述缺点，该太阳能电池设计成满足该太阳能电池安装在其中的电子设备、例如钟表的美观要求，同时提供足够水平的电能来为其供电，即，具有高效率。

2、为此，本发明涉及一种包括太阳能电池的电子设备，该太阳能电池包括由透明材料制成并旨在暴露于光辐射的基底、形成在基底上的第一电极、以及布置在该第一电极与第二电极之间的单体太阳能电池(cellule solaireélémentaire)。

3、第一和第二电极由导电且透明的材料制成。

4、单体太阳能电池适于吸收光辐射，即，透过基底传输的光辐射，并在所述第一和第二电极的端子处由光辐射产生电压。第二电极和单体太阳能电池被所述太阳能电池中的空腔穿孔，以允许光辐射穿过所述太阳能电池。

5、该电子设备还包括反射元件，该反射元件配置成反射所述光辐射的至少一部分并且布置成使得单体太阳能电池暴露于光辐射的被反射部分。

6、因此，由于第二电极是透明的，所以单体太阳能电池可以吸收透过基底传输的光辐射以及反射的光辐射。

7、由于本发明，单体太阳能电池因此能够比现有技术中使用的单体太阳能电池吸收更大量的光线，从而导致其效率的显著提高。

8、在特定实施例中，本发明还可包括以下特征中的一个或多个，这些特征必须单独考虑或根据技术上可行的任何组合来考虑。

9、在特定实施例中，第一电极被所述太阳能电池的空腔穿孔。

10、在特定实施例中，单体太阳能电池由利用非晶硅制成并形成pin二极管的三个叠置层组成。

11、在特定实施例中，基底由玻璃、蓝宝石或聚合物制成。

12、在特定实施例中，第一和第二电极由透明导电氧化物、例如氧化锌或氧化铟锡制成。

13、在特定实施例中，第二电极和单体太阳能电池被空腔穿孔。有利地，空腔可具有六边形截面。

14、空腔的截面可替代地具有任何类型的规则或不规则形状，具有简单或复杂的几何形状以在第一电极上形成铺砌(pavage)。

15、在特定实施例中，太阳能电池包括由透明材料制成的保护涂层，其覆盖第一和第二电极以及单体太阳能电池。例如，保护涂层由聚对二甲苯、聚酰亚胺、氮化物或氧化物制成。

16、在特定实施例中，单体太阳能电池具有通孔，以便使第一电极与第二电极连接，从而允许两个端子之间的连接。

17、本发明还涉及一种由如前文所述的电子设备形成的钟表，该钟表包括表壳，该表壳包括限定内部空间的中间部件、表镜和后盖，在该内部空间中容纳有通过太阳能电池供应电能的钟表机芯，并且任选地容纳有表盘，反射元件由所述表盘或所述钟表机芯形成。

18、该钟表还包括如上所述的太阳能电池，其布置成向钟表机芯供应电能，表盘插置在所述太阳能电池与所述钟表机芯之间。

19、更具体地，太阳能电池插置在表镜与钟表机芯之间，或者当钟表中包括表盘时，太阳能电池插置在表镜与表盘之间。

20、在本发明的特定实施例中，太阳能电池紧固至表镜，使得基底在表壳内部抵靠表镜，第二电极面向内部空间。

21、在本发明的特定实施例中，表镜由基底形成，太阳能电池布置成使得第二电极面向内部空间。

22、在本发明的特定实施例中，太阳能电池紧固至表盘，使得基底抵靠表盘，第二电极面向表镜。

23、在本发明的特定实施例中，表盘由基底形成，太阳能电池布置成使得第二电极面向表镜。

24、本发明的又一方面涉及一种用于制造太阳能电池、例如上述太阳能电池的方法，该方法包括以下连续步骤：

25、-在透明基底上沉积透明导电层形式的第一电极，

26、-在第一电极上沉积适于吸收光辐射并由光辐射产生电流的单体太阳能电池，

27、-在预定区域上对单体太阳能电池进行图案化，

28、-在所述单体太阳能电池和所述预定区域上沉积透明导电层形式的第二电极，

29、-在预定部分上将第二电极和单体太阳能电池图案化，以便电隔离第一和第二电极。

30、将太阳能电池图案化的步骤允许在太阳能电池中产生空腔。

31、在本发明的特定实施方案中，在将第二电极和单体太阳能电池图案化的步骤期间对第一电极进行穿孔。

32、在本发明的特定实施方案中，第一和第二电极以及单体太阳能电池用形成保护涂层的透明材料封装。

33、在本发明的特定实施方案中，通过物理气相沉积法或化学气相沉积法来沉积第一和第二电极。

34、在本发明的特定实施方案中，通过等离子体增强化学气相沉积法来沉积单体太阳能电池。

35、在本发明的特定实施方案中，将第二电极和单体太阳能电池图案化的步骤在单次操作中执行。

36、在本发明的特定实施方案中，将第二电极和单体太阳能电池图案化的步骤通过干法蚀刻法来执行。

37、在本发明的特定实施方案中，将第二电极和单体太阳能电池图案化的步骤通过反应离子蚀刻法、湿法蚀刻法或者干法蚀刻法和湿法蚀刻法的组合来执行。

技术特征：

1.一种电子设备，该电子设备包括太阳能电池(10)，所述太阳能电池(10)包括由透明材料制成并旨在暴露于光辐射的基底(100)、形成在所述基底(100)上的第一电极(110)以及布置在该第一电极(110)与第二电极(120)之间的单体太阳能电池(130)，所述太阳能电池(10)的特征在于，所述第一和第二电极(110，120)由透明导电材料制成，所述单体太阳能电池(130)适于吸收光辐射并在所述第一和第二电极(110，120)的端子(111，112)处由光辐射产生电流，所述第二电极(120)和所述单体太阳能电池(130)被所述太阳能电池(10)的空腔(140)穿孔，以便允许光辐射穿过所述太阳能电池(10)，所述电子设备还包括反射元件(150)，所述反射元件(150)配置成反射所述光辐射的至少一部分并且布置成使得所述单体太阳能电池(130)暴露于所述光辐射的被反射部分。

2.根据权利要求1所述的电子设备，其中，所述第一电极(110)被所述空腔(140)穿孔。

3.根据权利要求1或2中任一项所述的电子设备，其中，所述单体太阳能电池(130)由利用非晶硅制成并形成pin二极管的三个叠置层组成。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的电子设备，其中，所述基底(100)由玻璃、蓝宝石或聚合物制成。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的电子设备，其中，所述第一和第二电极(110，120)由透明导电氧化物制成。

6.根据权利要求5所述的电子设备，其中，所述第一和第二电极(110，120)由氧化锌或氧化铟锡制成。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的电子设备，其中，所述空腔(140)具有六边形截面。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的电子设备，其包括由透明材料制成并且覆盖所述第一和第二电极(110，120)以及所述单体太阳能电池(130)的涂层。

9.根据权利要求8所述的电子设备，其中，所述涂层由聚对二甲苯、聚酰亚胺、氮化物或氧化物制成。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的电子设备，其中，所述单体太阳能电池(130)具有通孔(131)，以使所述第一电极(110)连接到所述第二电极(120)，从而允许所述两个端子(111，112)之间的连接。

11.一种由根据权利要求1至10中任一项所述的电子设备形成的钟表，该钟表包括限定内部空间的表壳，所述表壳包括中间部件、表镜和后盖，在所述内部空间中容纳有通过所述太阳能电池(10)供应电能的钟表机芯，所述反射元件(150)由表盘或所述钟表机芯形成。

12.根据权利要求11所述的钟表，其中，所述太阳能电池(10)紧固至所述表镜，使得所述基底(100)抵靠所述表镜，所述第二电极(120)面向所述表壳的内部空间。

13.根据权利要求11所述的钟表，其中，所述表镜由所述基底(100)形成，所述太阳能电池(10)布置成使得所述第二电极(120)面向所述内部空间。

14.根据权利要求11所述的钟表，其中，所述太阳能电池(10)紧固至所述表盘或所述钟表机芯，使得所述基底(100)抵靠所述表盘或所述钟表机芯，所述第二电极(120)面向所述表镜。

15.根据权利要求11所述的钟表，其包括由所述基底(100)形成的表盘，所述太阳能电池(10)布置成使得所述第二电极(120)面向所述表镜。

16.一种用于制造太阳能电池(10)的制造方法，该制造方法包括以下连续步骤：

17.根据权利要求16所述的制造方法，其中，在将所述第二电极(120)和所述单体太阳能电池(130)图案化的步骤期间将所述第一电极(110)穿孔。

18.根据权利要求16或17中任一项所述的制造方法，其中，所述第一和第二电极(110，120)以及所述单体太阳能电池(130)用形成保护涂层的透明材料封装。

19.根据权利要求16至18中任一项所述的制造方法，其中，通过物理气相沉积法或化学气相沉积法来执行所述第一和第二电极(110，120)的沉积。

20.根据权利要求16至19中任一项所述的制造方法，其中，通过等离子体增强化学气相沉积法来沉积所述单体太阳能电池(130)。

21.根据权利要求16至20中任一项所述的制造方法，其中，将所述第二电极(120)和所述单体太阳能电池(130)图案化的步骤在单次操作中执行。

22.根据权利要求21所述的制造方法，其中，通过干法蚀刻法来执行将所述第二电极(120)和所述单体太阳能电池(130)图案化的步骤。

23.根据权利要求22所述的制造方法，其中，将所述第二电极(120)和所述单体太阳能电池(130)图案化的步骤通过反应离子蚀刻法、湿法蚀刻法或者干法蚀刻法和湿法蚀刻法的组合来执行。

技术总结本发明涉及一种太阳能电池(10)，其包括由透明材料制成并且旨在暴露于光辐射的基底(100)、形成在基底(100)上的第一电极(110)以及布置在该第一电极(110)与第二电极(120)之间的单体太阳能电池(130)，第一和第二电极(110，120)由透明导电材料制成，单体太阳能电池(130)配置成吸收光辐射并在所述第一和第二电极(110，120)的端子处由光辐射产生电流，第二电极(120)和单体太阳能电池(130)被穿孔，以允许光辐射穿过所述太阳能电池(10)。技术研发人员：J·拜拉特受保护的技术使用者：斯沃奇集团研究和开发有限公司技术研发日：技术公布日：2024/4/17