專利名稱：：光敏性電變色裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種電變色技術(shù)，且特別是涉及一種光敏性電變色裝置(PhotosensitiveElectrochromicDevice)0
背景技術(shù)：
：一般的電色變器件雖然可以作為具節(jié)能效果的智能窗玻璃并應用于綠色建筑上，然而仍然需要電能來源而必須耗費能源。典型的電變色裝置結(jié)構(gòu)分為固態(tài)型以及溶液型；固態(tài)型電變色裝置的結(jié)構(gòu)如圖1所示，為裝置100的上、下兩層由玻璃或塑料透明基材102組成，兩片透明基材102間至少含五層不同功能的涂層/鍍層，如透明導電層104、電變色層106、電解質(zhì)層108與離子儲存層110，并以類似三明治夾層方式組合起來，構(gòu)成一個類似電池的結(jié)構(gòu)。溶液型電變色裝置則如圖2所示，其裝置200是由兩面透明導電基材202組成，透明導電基材202—般含有透明基材204與相對的正、負電極206，在透明導電基材202間加入電變色溶液208，包含有機小分子電變色材料以及電解質(zhì)溶液由于節(jié)能意識的抬頭，太陽電池與電變色裝置的結(jié)合，如建筑整合型太陽光電系統(tǒng)(BIPV)的應用，將是一種新的趨勢。在不用額外提供電源下，可根據(jù)室內(nèi)外光照強度變化，自動調(diào)整電變色窗顏色的深淺，減少室內(nèi)熱能，實現(xiàn)節(jié)能。本發(fā)明提出的“光敏性電變色裝置”在一個器件的構(gòu)造內(nèi)，透過硅薄膜太陽電池將光能轉(zhuǎn)為提供變色所需的電能，如此更符合綠色節(jié)能的應用。此外，該光敏性電變色裝置搭配特殊設(shè)計的開關(guān)配置，通過連接包括直流/交流轉(zhuǎn)換裝置以及直流電荷儲存裝置，將器件產(chǎn)生的電流供應交流電器以及直流電器，為現(xiàn)今在能源短缺情況增加一種電力的來源。目前正在研發(fā)的光電致色變器件(photoelectrochromicdevice)都以染料敏化太陽電池作為發(fā)電來源。美國專利US6369934B1為全有機多層式光電化學裝置，然而這種典型的結(jié)構(gòu)對于實際開發(fā)應用方面仍有諸多問題亟待解決，像是光敏感層的穩(wěn)定性或器件大面積化的可行性。美國專利US5377037為太陽電池和電變色裝置結(jié)合成單一裝置的設(shè)計，在第一面導電玻璃基材上，將硅薄膜太陽電池模塊以疊層(tandem)方式和無機電變色裝置結(jié)合，而以相向的方式將硅薄膜太陽電池模塊和另一面透明導電玻璃基材結(jié)合，其間配置有液態(tài)有機電解質(zhì)溶液或固態(tài)無機電解質(zhì)層。但由于無機變色材料本質(zhì)特性需高驅(qū)動電壓及高電荷密度，因此，硅薄膜太陽電池的本征層(intrinsic)厚度無法降低，使該器件的明暗對比相對低，不易推廣到智能窗的應用。美國專利US5805330為全有機結(jié)構(gòu)，上下兩層為透明導電基材，其間配置有機小分子電變色材料及電解質(zhì)溶液。太陽電池模塊貼合在電變色玻璃窗的邊緣。當陽光照射到窗戶，太陽電池產(chǎn)生的電流經(jīng)輸出端提共給電變色裝置，讓電變色裝置變色。美國專利US6055089為太陽電池和電變色裝置兩種裝置的結(jié)合，無機電變色玻璃放置在硅晶太陽電池模塊前方，其間隔空氣層。當受到陽光照射太陽電池發(fā)電并經(jīng)輸出端提供給電變色裝置，使電變色層變色，并利用變色的深淺調(diào)節(jié)入射光，來控制太陽電池發(fā)電量。雖然電變色技術(shù)已經(jīng)歷經(jīng)多年的研究，但至今只有電變色后視鏡被大量商業(yè)化，其他大面積電變色裝置仍然無法有效的克服變色不均勻的現(xiàn)象(iriseffect)0主要原因由圖3顯示，因為像上述專利的平面式結(jié)構(gòu)300的兩面電極302在邊緣和中心區(qū)域304的電場路徑長短不同，容易造成在邊緣區(qū)域(電極302位置)和中心區(qū)域304的阻抗有明顯的差異，因此導致電變色在邊緣區(qū)域(電極302位置)和中心區(qū)域304有顯著不同的變色濃度。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供一種光敏性電變色裝置，在一個器件的構(gòu)造內(nèi)，透過薄膜太陽電池將光能轉(zhuǎn)為提供變色所需的電能本發(fā)明提供一種光敏性電變色裝置，可克服變色不均勻的現(xiàn)象并且可量產(chǎn)。本發(fā)明提出一種光敏性電變色裝置，包括透明非導電基材、薄膜太陽電池模塊以及電變色溶液。薄膜太陽電池模塊為整體式(monolithic)串聯(lián)(series-connected)模塊，包括透明基板及位于透明基板上的多個薄膜太陽電池，且每一薄膜太陽電池彼此串聯(lián)在一起。上述電變色溶液則位于透明非導電基材與薄膜太陽電池模塊之間。在本發(fā)明的實施例中，上述薄膜太陽電池包括正極層、負極層與半導體薄膜，其中半導體薄膜位于負極層與正極層之間。在本發(fā)明的實施例中，上述薄膜太陽電池之一的正極層與另一個的負極層電性相連。在本發(fā)明的實施例中，上述正極層自負極層之間露出，且電變色溶液的變色深淺程度能通過控制上述負極層的間距來調(diào)整。在本發(fā)明的實施例中，上述光敏性電變色裝置還包括鈍化層，設(shè)置于薄膜太陽電池中的每一薄膜的側(cè)壁。在本發(fā)明的實施例中，薄膜太陽電池的正極和負極同時作為光敏性電變色裝置的正極和負極。在本發(fā)明的實施例中，上述正極層的材料包括透明導電氧化物。在本發(fā)明的實施例中，上述負極層的材料包括透明導電氧化物及金屬。在本發(fā)明的實施例中，上述電變色溶液的成分包括氧化/還原型有機小分子電變色材料以及溶劑，其中氧化/還原型有機小分子電變色材料是選自包括負極變色材料以及正極變色材料所組成的材料群中選擇的一種材料。在本發(fā)明的實施例中，上述電變色溶液的氧化/還原電位約小于3V。在本發(fā)明的實施例中，上述薄膜太陽電池模塊例如硅薄膜太陽電池模塊、CIGS薄膜太陽電池模塊或CdTe薄膜太陽電池模塊。在本發(fā)明的實施例中，上述透明非導電基材包括玻璃、塑料或可撓性基材。在本發(fā)明的實施例中，上述薄膜太陽電池模塊的透明基板包括玻璃、塑料或可撓性基材。在本發(fā)明的實施例中，還包括直流/交流轉(zhuǎn)換裝置，由此將薄膜太陽電池提供的電流轉(zhuǎn)換為市電。在本發(fā)明的實施例中，還包括直流電荷儲存裝置，由此儲存薄膜太陽電池產(chǎn)生的電流。在本發(fā)明的實施例中，還包括薄膜晶體管，分別連接到薄膜太陽電池模塊的正負極兩端，以便單獨控制薄膜太陽電池模塊與外接電路的開關(guān)?；谏鲜?，本發(fā)明的光敏性電變色裝置的構(gòu)想設(shè)計為，利用整體式(monolithic)串聯(lián)(series-connected)的薄膜太陽電池模塊，來驅(qū)動電變色溶液，由于薄膜太陽電池模塊的正、負極均鍍在同一面透明基材上，所以光敏性電變色裝置的正電極及負電極是在同一表面上。當受到陽光照射，薄膜太陽電池模塊直接提供電流，造成電變色溶液產(chǎn)生氧化/還原反應并變色。另外，由于本發(fā)明的光敏性電變色裝置可與目前的薄膜太陽電池模塊的工藝相匹配，因此有利于量產(chǎn)。而且，通過薄膜太陽電池之間正、負極層的串聯(lián)，就不需要在光敏性電變色裝置中另外加設(shè)電路配線，能大幅降低制造成本與時間。為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合附圖作詳細說明如下。圖1是已知的一種固態(tài)型電變色裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是已知的一種溶液型電變色裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是已知的變色不均勻現(xiàn)象的平面示意圖。圖4是依照本發(fā)明的第一實施例的一種光敏性電變色裝置的結(jié)構(gòu)剖面示意圖。圖5是圖4的結(jié)構(gòu)的電路圖。圖6A至圖6E是依照本發(fā)明的第二實施例的一種光敏性電變色裝置的制造流程剖面示意圖。圖7是圖6E的光敏性電變色裝置變色前的俯視圖。圖8A是圖6E的透光型光敏性電變色裝置變色前的俯視圖。圖8B是圖6E的透光型光敏性電變色裝置變色后的俯視圖。圖9是TMPD以及HV正、負極有機小分子電變色材料的循環(huán)伏安(cyclicvoltamograms)圖。圖10是TMPD以及HV正、負極有機小分子電變色材料的吸收光譜圖。圖11是TMPD以及HV正、負極有機小分子電變色材料的電流響應。圖12是透光型硅薄膜太陽電池的IV曲線。圖13是本發(fā)明的光敏性電變色裝置的結(jié)構(gòu)的電路示意圖。圖14是本發(fā)明的光敏性電變色裝置與一種輸出開關(guān)配置之間的電路示意圖。圖15是本發(fā)明的光敏性電變色裝置與另一種輸出開關(guān)配置之間的電路示意圖。圖16是本發(fā)明的光敏性電變色裝置與薄膜晶體管的電路示意圖。附圖標記說明100,200裝置102透明基材104:透明導電層106:電變色層108:電解質(zhì)層110:離子儲存層5202:透明導電基材206:正電極、負電極300平面式結(jié)構(gòu)304中心區(qū)域402、612透明非導電基材406、614電變色溶液410:薄膜太陽電池414,606負極層420太陽光700、P1、P2、P3區(qū)域1402:市電204透明基材208有機電變色溶液302電極400光敏性電變色裝置404:薄膜太陽電池模塊408、600透明基板412,602正極層416,604半導體薄膜610鈍化層1400直流/交流轉(zhuǎn)換裝置1500直流電荷儲存裝置1600薄膜晶體管具體實施例方式圖4是依照本發(fā)明的第一實施例的一種光敏性電變色裝置的結(jié)構(gòu)剖面示意圖。請參照圖4，第一實施例的光敏性電變色裝置400包括透明非導電基材402、薄膜太陽電池模塊404和電變色溶液406，其中薄膜太陽電池模塊404為整體式(monolithic)串聯(lián)(series-connected)模塊。在圖4中，透明薄膜太陽電池模塊404包括透明基板408以及位于透明基板408上的多個薄膜太陽電池410，且薄膜太陽電池410彼此串聯(lián)在一起。而第一實施例中的薄膜太陽電池模塊404例如是硅薄膜太陽電池模塊、CIGS薄膜太陽電池模塊或CdTe薄膜太陽電池模塊。請繼續(xù)參照圖4，由于每單一顆薄膜太陽電池410的電壓很小，所以將其模塊化是優(yōu)選的選擇。以圖4為例，薄膜太陽電池410是由位于透明基板408表面的多個正極層412、位于正極層412上的多個負極層414以及位于正極層412與負極層414之間的半導體薄膜416所構(gòu)成。而每個薄膜太陽電池410的正極層412與另一個的負極層414電性相連，完成薄膜太陽電池410串聯(lián)的連接，其電路圖如圖5所示。上述正極層412的材料例如透明導電氧化物(transparentconductiveoxide,TC0)。而負極層414的材料一般是透明導電氧化物加上金屬(如銀)，但是因為光敏性電變色裝置400所需的電荷密度(chargedensity)極低，所以負極層414的材料也可使用透明導電氧化物，以使整個光敏性電變色裝置400都透光。在第一實施例中，透明非導電基材402例如玻璃、塑料或其他適合的透明可撓性基材。薄膜太陽電池模塊404的透明基板408則例如是玻璃、塑料或可撓性基材。電變色溶液406的成分例如為氧化/還原型有機小分子電變色材料以及溶劑，其中氧化/還原型有機小分子電變色材料例如是選自包括負極變色材料以及正極變色材料所組成的材料組的一種材料；溶劑則可以是電解質(zhì)溶液或膠體。前述負極變色材料例如甲基紫精(methylviologen)、乙基紫精(ethylviologen)、庚基紫晶(h印tylviologen，HV)、苯基紫晶(benzylviologen)或丙基紫晶(propylviologen)等；正極變色材料例如二甲基吩嗪(dimethylphenazine)、苯二胺(phenylenediamine)或N，N，N，，N，_四甲基_1，4_苯二胺(N,N,N，，N，-tetramethyl-l，4-phenylenediamine，TMPD)等，且其氧化/還原電位皆小于3V。此外，電變色溶液406的成分還包括堿金屬鹽，例如三氟甲基磺酸鋰、高氯酸鋰或四烷基銨鹽等。另外，在電變色溶液406中還包括適當添加量的高分子，以提高電變色溶液406的黏度；例如聚環(huán)氧乙烯、聚環(huán)氧丙烷或聚甲基丙烯酸甲酯等。而電變色溶液406中的溶劑則例如碳酸丙烯酯、碳酸乙二酯、丁內(nèi)酯、乙腈、四氫呋喃或甲基吡咯啶酮。上述薄膜太陽電池410的正極層412與負極層414同時是光敏性電變色裝置400的正電極與負電極，如圖4所示。當太陽光420由透明基板408表面進入光敏性電變色裝置400時，薄膜太陽電池410立刻產(chǎn)生電子空穴對。在發(fā)電狀態(tài)下薄膜太陽電池410所產(chǎn)生的電流，經(jīng)由正極層412與負極層414被帶到電變色溶液406里，使原本處于透明無色狀態(tài)的電變色溶液406發(fā)生氧化/還原(redox)反應。由于薄膜太陽電池410產(chǎn)生的電流在電變色溶液406中被轉(zhuǎn)換成離子流，因此通電后，雖然正極層412與負極層414同時接觸電變色溶液406，但并不會有短路問題發(fā)生。以下圖6A至圖6E是依照本發(fā)明的第二實施例的一種光敏性電變色裝置的制造流程剖面示意圖。請先參照圖6A，在透明基板600上成長一層透明導電氧化物薄膜(TC0)，再以第一道激光剝除區(qū)域P1的透明導電氧化物薄膜，進而形成正極層602。然后，請參照圖6B，以等離子體輔助化學氣相沉積(PECVD)法，在透明基板600與正極層602上進行半導體薄膜604的連續(xù)鍍膜，再以第二道激光剝除區(qū)域P2的半導體薄膜604。接著，請參照圖6C，在正極層602及半導體薄膜604上，以物理氣相沉積(PVD)法進行金屬鍍膜，再以第三道激光剝除區(qū)域P3的金屬薄膜，以形成負極層606。至此，形成由正極層602、半導體薄膜604以及負極層606所構(gòu)成的薄膜太陽電池608。此時，每個薄膜太陽電池608的正極層602透過區(qū)域P2與另一個的負極層606電性相連。當完成全部工藝后，此時薄膜太陽電池608間借著金屬(即負極層606)與透明導電氧化物薄膜(即正極層602)的相連接，可直接在透明基板600(如玻璃)上完成模塊化工藝。此外，可通過控制負極層606的間距來調(diào)整模塊透光度，因為正極層602露出的區(qū)域和正極電場密度成反比，當電場密度愈高、變色較深；電場密度愈低、變色較淺。換言之，圖6C中的負極層606的間距比圖4中的負極層414的間距大，所以在其他構(gòu)件都相同的情況下，圖6C的正極電場密度低于圖4的正極電場密度，所以圖4的正極變色比圖6C的要深。另外，如將圖6C中的負極層606的間距拉大，可增加裝置的透光面積。在圖6C的步驟后，可選擇進行圖6D所示的步驟，在每一半導體薄膜604的側(cè)壁形成鈍化層(passivationlayer)610，以保護半導體薄膜604不受影響，譬如某些電變色溶液可能有侵蝕半導體薄膜604的疑慮。接著，請參照圖6E，在透明基板600上完成模塊化工藝，把透明非導電基材612與電變色溶液614與圖6D的結(jié)構(gòu)相結(jié)合。圖7是圖6E的光敏性電變色裝置的俯視圖，其中僅顯示透明基板600以及由金屬鍍成的負極層606，至于空白區(qū)域700就是光敏性電變色裝置的正極。圖8A則是透光型薄膜太陽電池模塊所組成的光敏性電變色裝置的俯視圖，當陽光照射光敏性電變色裝置時，薄膜太陽電池(如圖6E的608)立刻產(chǎn)生電子空穴對，讓電變色溶液(如圖6E的614)在正負極產(chǎn)生氧化還原反應并變色，再擴散到整體的電變色溶液內(nèi)，如圖8B所示，原本透明的區(qū)域700會變色。在本發(fā)明的光敏性電變裝置，除了應用薄膜太陽電池模塊驅(qū)動變色，也可應用其他的薄膜太陽電池模塊進行發(fā)電如銅銦鎵硒(CIGS)薄膜太陽電池模塊或鎘碲(CdTe)薄膜太陽電池模塊。以下列舉幾個實驗來證實本發(fā)明的功效，且于下列實驗中是以硅薄膜太陽電池模塊為范例。實驗一在碳酸丙烯酯(Propylenecarbonate,PC)溶液下進行N,N，N，，N，-四甲基_1，4_苯二胺(TMPD)以及庚基紫晶(HV)正、負極有機小分子電變色材料的C-V圖掃描，掃描速率為100mV/s，掃描范圍是0V1.6V，使用的電解質(zhì)鹽類為LiC1040.1M。圖9顯示在0.8V的第一個氧化峰為TMPD的氧化著色峰，第二個為HV的氧化峰，還原一樣是HV先然后回到0.4V就是TMPD的還原峰。操作的最低著色電位在約0.6V就有著色的效果，可以搭配圖10的UV-Vis吸收觀察。由圖10中可以看到，反應的電位大于0.4V的時就有些微的著色，大于0.6V就有明顯的著色現(xiàn)象，兩個特征吸收峰是由TMPD與HV共同貢獻的。操作大于0.8V時，顏色的吸收就沒有呈現(xiàn)線性的增加，所以操作在0.8V之下是比較適合的操作電位。在電流響應的部分，控制在00.6V的操作電位之下，反應的時間可以在一秒之內(nèi)完成，如圖11所示。實驗二將清洗好的玻璃進行第一層透明導電膜的沉積，完成后送入激光劃線工藝中，在工藝中依所需要的輸出電壓、電流或功率決定所需要電池(cell)間寬度，再以266nm、355nm或1064nm其中一種脈沖激光，將玻璃上的透明導電膜剝除。激光剝除完成后送入清洗機中將劃線區(qū)殘留的顆粒清洗干凈，以得到正極層。之后，進行等離子體輔助化學氣相沉積(Plasma-EnhancedChemicalVaporDeposition,PECVD)，制作硅薄膜。完成后再送入真空濺鍍機內(nèi)沉積數(shù)十納米的透明導電膜，以增加器件效率。接著送入激光劃線工藝中，與第一條線相距約數(shù)十微米，以532nm脈沖激光將硅薄膜層剝除。然后送入濺鍍機內(nèi)沉積背金屬電極(如銀)，此電極也可以增加光源反射，增加器件的光吸收效率。最后送入激光劃線工藝中，與第二條線相距約數(shù)十微米，以532nm脈沖激光將硅薄膜上的透明導電薄膜及背金屬電極剝除后，以得到負極層。最后，進入清洗過程，將劃線區(qū)域殘留顆粒清洗干凈，完成硅薄膜太陽能電池模塊制作。實驗三由于電變色溶液的氧化/還原電位不高，以及變色所需的電荷密度不高，因此當硅薄膜太陽電池的效能足以發(fā)生電變色時，可去掉背金屬電極，單獨由透明導電氧化物(TC0)構(gòu)成負極層。圖12為面積為0.5cmX0.5cm的透光型硅薄膜太陽電池的IVcurve,由實驗得知降低a-Si本征層的厚度對Voc值影響不大，但對Jsc就有顯著的影響，電流密度降低了接近三成，表一詳細說明降低a-Si本征層的厚度對硅薄膜太陽電池電性的影響。由于本實驗所使用的有機小分子的還原電流低于透光型硅薄膜太陽電池的Jsc，因此可應用透光型硅薄膜太陽電池驅(qū)動有機小分子電變色材料。表一<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>實驗四先準備由一塊7.5cmX7.5cm透明玻璃基材，并以耐溶劑膠帶貼在其邊緣處作為間隔物(spacer)。另外將正極變色材料TMPD，依照其分子量分別配制0.1M溶于碳酸丙烯酯(propylenecarbonate)溶劑內(nèi)，再添加LiC1040.1M，并攪拌配成均勻透明無色的電變色溶液。將以上電變色溶液涂布于上述透明玻璃基材，再將面積為7.5cmX7.5cm的硅薄膜太陽電池模塊覆蓋在透明玻璃基材上，組成光敏性電變色裝置。而硅薄膜太陽電池模塊的開路電壓Voc為7.23V，電流密度Jsc為67.88mA,FF為47.ll%,Pmax為0.23W以及效率為4.47%。當太陽光照射光敏性電變色裝置時，在1分鐘時間內(nèi)，電變色溶液在正、負極的正下方開始產(chǎn)生氧化還原應變色，由透明無色逐漸變成淺藍色，再變成深藍色。實驗五先準備由一塊7.5cmX7.5cm透明玻璃基材，并以耐溶劑膠帶貼在其邊緣處作為間隔物。將HV、TMPD依照其分子量分別配制0.1M溶于碳酸丙烯酯(propylenecarbonate)溶劑內(nèi)，并添加0.1M的鹽類電解質(zhì)，再攪拌配成均勻透明無色的電變色溶液。將以上電變色溶液涂布于上述透明玻璃基材，再將面積為7.5cmX7.5cm的透光型硅薄膜太陽電池模塊覆蓋在透明玻璃基材上，組成光敏性電變色裝置。透光型硅薄膜太陽電池模塊的負極層間距拉大，開路電壓Voc為6.81V，電流密度Jsc為23.76mA,Pmax為0.07W。當太陽光照射光敏性電變色裝置時，在1分鐘時間內(nèi)，電變色溶液在模塊正極的正下方開始產(chǎn)生變色，由透明無色逐漸變成淺藍色，再變成深藍色。實驗六將開路電壓Voc為6.68V,電流密度Jsc為59.19mA,FF為42.88，Pmax為0.169W以及效率為3.27%的7.5cmX7.5cm硅薄膜太陽電池模塊以ribbon導線進行焊接使太陽電池產(chǎn)生的電源可導出。準備一塊7cmX7cm透明玻璃基材，并以耐溶劑膠帶貼在其邊緣處作為間隔物。另外將正極變色材料TMPD依照其分子量分別配制0.1M溶于碳酸丙烯酯(propylenecarbonate)溶劑內(nèi)，再添加LiC1040.1M，并攪拌配成均勻透明無色的電變色溶液。將以上電變色溶液涂布于上述透明玻璃基材，再將面積為7cmX7cm的硅薄膜太陽電池模塊覆蓋在透明玻璃基材上，組成光敏性電變色裝置。當太陽光照射光敏性電變色裝置時，在1分鐘的時間內(nèi)，電變色溶液在模塊正極的正下方開始產(chǎn)生變色，由透明無色逐漸變成淺藍色，再變成深藍色。將條狀(ribbon)導線的正、負端接在一起，此時電變色材料開始退色，最后恢復到透明色。上述實驗證明，由于金屬材料的阻抗比電變色容液低，因此在短路狀態(tài)下，照光后硅薄膜太陽電池模塊所產(chǎn)生的電子空穴對，可直接提供電變色元系統(tǒng)變色；但如果硅薄膜太陽電池模塊的正、負電極接通，模塊所產(chǎn)生的電流只用來發(fā)電，并不會有變色產(chǎn)生，如圖13所示。若要控制本發(fā)明的光敏性電變色裝置，可選擇以下方式1.利用直流/交流轉(zhuǎn)換裝置(DC/ACInverter)1400，將薄膜太陽電池產(chǎn)生的電流轉(zhuǎn)換為交流電之后可作為市電1402供應一般電器使用，如圖14所示。2.將薄膜太陽電池產(chǎn)生的電流接到直流電荷儲存裝置1500(之后可作為蓄電池供應一般直流電器使用)，如圖15所示。3.運用薄膜晶體管(TFT)等工藝，在薄膜太陽電池正負極兩端都制作薄膜晶體管1600當作開關(guān)，來單獨控制薄膜太陽電池與外接電路的開關(guān)(On/Off)，如此可達成主動式控制電變色裝置如圖16所示。綜上所述，本發(fā)明的光敏性電變色裝置是利用整體式串聯(lián)薄膜太陽電池模塊，使薄膜太陽電池模塊的正、負極層同時扮演光敏性電變色裝置的正電極及負電極。由于本發(fā)明的結(jié)構(gòu)可與目前的薄膜太陽電池模塊的工藝相匹配，所以利于量產(chǎn)。而且，通過薄膜太陽電池之間正、負極層的串聯(lián)，就不需要在光敏性電變色裝置中另外加設(shè)電路配線，因此大幅降低制造成本與時間。由于本發(fā)明的光敏性電變色裝置中的電極并非如傳統(tǒng)電變色裝置的電源由電極邊緣供應，而可依所需平均散布于整面的薄膜太陽電池基材上，因此可形成均勻的電場，讓電變色溶液在不同區(qū)域有相同的變色程度，避免虹膜效應的發(fā)生。雖然本發(fā)明已以實施例披露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何所屬
技術(shù)領(lǐng)域：
中普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當可作些許的更動與潤飾，故本發(fā)明的保護范圍當視所附的權(quán)利要求所界定為準。權(quán)利要求一種光敏性電變色裝置，包括透明非導電基材；薄膜太陽電池模塊，其為整體式串聯(lián)模塊，該薄膜太陽電池模塊包括透明基板；以及多個薄膜太陽電池，位于該透明基板上，且該多個薄膜太陽電池彼此串聯(lián)在一起；以及電變色溶液，位于該透明非導電基材與該薄膜太陽電池模塊之間。2.如權(quán)利要求1所述的光敏性電變色裝置，其中該多個薄膜太陽電池包括多個正極層，位于該透明基板表面；多個負極層，位于該多個正極層上；以及多個半導體薄膜，位于該多個負極層與該多個正極層之間。3.如權(quán)利要求2所述的光敏性電變色裝置，其中該多個薄膜太陽電池之一的正極層與另一個的負極層電性相連。4.如權(quán)利要求2所述的光敏性電變色裝置，還包括鈍化層，設(shè)置于該多個薄膜太陽電池中的每一半導體薄膜的側(cè)壁。5.如權(quán)利要求2所述的光敏性電變色裝置，其中該多個正極層自該多個負極層之間露出，且該電變色溶液的變色深淺程度能通過控制該多個負極層的間距來調(diào)整。6.如權(quán)利要求2所述的光敏性電變色裝置，其中該多個正極層的材料包括透明導電氧化物。7.如權(quán)利要求2所述的光敏性電變色裝置，其中該多個負極層的材料包括透明導電氧化物及金屬。8.如權(quán)利要求1所述的光敏性電變色裝置，其中該電變色溶液的成分包括氧化/還原型有機小分子電變色材料以及溶劑。9.如權(quán)利要求8所述的光敏性電變色裝置，其中該氧化/還原型有機小分子電變色材料是選自包括負極變色材料以及正極變色材料所組成的材料組的一種材料。10.如權(quán)利要求1所述的光敏性電變色裝置，其中該電變色溶液的氧化/還原電位小于3V。11.如權(quán)利要求1所述的光敏性電變色裝置，其中該薄膜太陽電池模塊包括硅薄膜太陽電池模塊、CIGS薄膜太陽電池模塊或CdTe薄膜太陽電池模塊。12.如權(quán)利要求1所述的光敏性電變色裝置，其中該透明非導電基材包括玻璃、塑料或可撓性基材。13.如權(quán)利要求1所述的光敏性電變色裝置，其中該薄膜太陽電池模塊的該透明基板包括玻璃、塑料或可撓性基材。14.如權(quán)利要求1所述的光敏性電變色裝置，還包括直流/交流轉(zhuǎn)換裝置，由此將該多個薄膜太陽電池提供的電流轉(zhuǎn)換為市電。15.如權(quán)利要求1所述的光敏性電變色裝置，還包括直流電荷儲存裝置，由此儲存該多個薄膜太陽電池產(chǎn)生的電流。16.如權(quán)利要求1所述的光敏性電變色裝置，還包括薄膜晶體管，分別連接到薄膜太陽電池模塊的正負極兩端，以便單獨控制薄膜太陽電池模塊與外接電路的開關(guān)。全文摘要本發(fā)明公開了一種光敏性電變色裝置，其包括透明非導電基材、薄膜太陽電池模塊以及電變色溶液。薄膜太陽電池模塊為整體式(monolithic)串聯(lián)(series-connected)模塊，包括透明基板及位于透明基板上的多個薄膜太陽電池，且薄膜太陽電池模塊內(nèi)的每一薄膜太陽電池彼此串聯(lián)在一起。上述電變色溶液則位于透明非導電基材與薄膜太陽電池模塊之間。當受到陽光照射，薄膜太陽電池模塊直接提供電流，造成電變色溶液產(chǎn)生氧化/還原反應并變色。另外，由于本發(fā)明的光敏性電變色裝置可與目前的薄膜太陽電池模塊的工藝相匹配，因此有利于量產(chǎn)。而且，通過薄膜太陽電池之間正、負極層的串聯(lián)，就不需要在光敏性電變色裝置中另外加設(shè)電路配線，能大幅降低制造成本與時間。文檔編號H01L31/042GK101833213SQ20091012653公開日2010年9月15日申請日期2009年3月12日優(yōu)先權(quán)日2009年3月12日發(fā)明者陳俊亨,黃莉媚申請人:財團法人工業(yè)技術(shù)研究院