專利名稱：Led光源裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光源裝置，尤其涉及一種可自身提供電能的LED光源裝置。
背景技術(shù)：
隨著節(jié)能的倡導(dǎo)，越來越多綠色能源被開發(fā)利用。LED作為最理想的發(fā)光件越來越多地 被應(yīng)用在路燈、地?zé)?、機(jī)場照明燈等照明裝置上。目前，發(fā)光二極管(Light Emitting Diode, LED)因具光質(zhì)佳(也即LED光源射出的光譜)及發(fā)光效率高等特性得到廣泛的應(yīng)用，具 體可參閱Michael S. Shur等人在文獻(xiàn)Proceedings of the IEEE， Vol. 93， No. 10 (2005 年IO月)中發(fā)表的"Solid-State Lighting: Toward Superior Illumination" ^^文。
現(xiàn)有的LED光源裝置中， 一般采用燃燒大量煤炭和石油來發(fā)電，從而提供電能。然而， 這樣卻造成了環(huán)境污染和不可再生的礦物能源資源的減少，嚴(yán)重地影響了人類社會的可持續(xù) 發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，有必要提供一種可自身提供電能的LED光源裝置。
一種LED光源裝置，其包括 一個LED發(fā)光元件，該LED發(fā)光元件用于發(fā)光。所述LED光源 裝置還進(jìn)一步包括 一個太陽能電池單元及一可充電電池單元。所述太陽能電池單元用于產(chǎn) 生電能。所述可充電電池單元用于存儲所述太陽能電池單元產(chǎn)生的電能，并將該存儲的電能 提供給所述LED發(fā)光元件使其發(fā)光。
相對于現(xiàn)有技術(shù)，所述LED光源裝置進(jìn)一步包括一可產(chǎn)生電能的太陽能電池單元及一可 存儲所述太陽能電池單元產(chǎn)生的電能的可充電電池單元。因此，所述LED發(fā)光元件發(fā)光時， 可直接通過所述可充電電池單元存儲的電能使其發(fā)光，從而無需再接收外部電能。


圖l是本發(fā)明實施方式LED光源裝置的結(jié)構(gòu)示意圖2是圖1中LED光源裝置的太陽能電池單元的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
請一并參閱圖1與圖2，為本發(fā)明實施方式的LED光源裝置10，其包括一個太陽能電池單 元100、 一個可充電電池單元(Rechargeable Battery) 110及一個LED發(fā)光元件120。
4所述太陽能電池單元100包括一個基板17，所述基板17具有一個承載面172，所述基板 17的承載面172上依次形成有:背電極(Back Metal Contact Layer) 16， P型半導(dǎo)體層15， P-N結(jié)層14， N型半導(dǎo)體層13，透明導(dǎo)電層(Transparent Conductive Oxide) 12，及前電極 (Front Metal Contact Layer) 11。
所述基板17是可撓曲的材料做成，該基板17的厚度大約在10um至100um之間。本實施 方式中，所述基板17是可撓曲的鋁鎂合金箔(A1-Mg alloy foil)。所述基板17的材料還可以 是鋁不銹鋼片(stainless steel sheet),或聚合物薄板(polymer sheet)等可撓曲的材料。 實際應(yīng)用中，所述基板17也可由單晶硅、多晶硅或玻璃材料做成，并不限于本實式方式。
所述背電極16的材料可以是銀(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。所述背電 極l 6的側(cè)邊設(shè)有一 電連接端161。
所述P型半導(dǎo)體層15的材料可以是P型非晶硅(P type amorphous silicon,簡稱 P-a-Si)材料，特別是P型含氫非晶硅(P type amorphous siliconwith hydrogen,簡稱 P-a-Si:H)材料。當(dāng)然，該P(yáng)型半導(dǎo)體層的材料也可以是III-V族化合物或II-VI族化合物， 特別是摻雜鋁(Al)、鉀(Ga)、銦(In)的半導(dǎo)體材料，如氮化鋁鉀(AlGaN)或鋁砷化 鎵(AlGaAs)。
優(yōu)選地，所述P型半導(dǎo)體層15的材料為P型非晶硅材料。非晶硅材料對光的吸收性比結(jié)晶 硅材料強(qiáng)約500倍，所以在對光子吸收量要求相同的情況下，非晶硅材料制成的P型半導(dǎo)體層 的厚度遠(yuǎn)小于結(jié)晶硅材料制成的P型半導(dǎo)體層的厚度。且非晶硅材料對基板材質(zhì)的要求更低 。所以采用非晶硅材料不僅可以節(jié)省大量的材料，也使得制作大面積的太陽能電池單元成為 可能(結(jié)晶硅太陽能電池單元的面積受限于硅晶圓的尺寸)。
所述P-N結(jié)層14的材料可以是結(jié)合性較好的III-V族化合物或I-III-VI族化合物，如碲化 鎘(CdTe)、銅銦硒(CuInSe2)等材料。也可以是銅銦鎵硒(Culm—xGaSe2， CIGS)。該 P-N結(jié)層14用于將光子轉(zhuǎn)換成電子-孔穴對并形成勢壘電場。
N型半導(dǎo)體層13的材料可以是N型非晶硅(N Type Amorphous Silicon,簡稱N-a-Si)材 料，特別是N型含氫非晶硅(N Type Amorphous Silicon With Hydrogen,簡稱N-a-Si:H) 材料。當(dāng)然，該N型半導(dǎo)體層13的材料也可以是III-V族化合物或II-VI族化合物，特別是摻 雜氮(N)、磷(P)、砷(As)的半導(dǎo)體材料，如氮化鉀(GaN)或磷化銦鎵(InGaP)。
透明導(dǎo)電層12的材料可以是，例如，銦錫氧化層(Indium Tin 0xide， IT0)，氧化鋅 (Zn0)等。前電極ll的材料可以是銀(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。所述太陽能電池 單元100通過其前電極11和背電極16上的電連接端161分別連接至可充電電池單元 (Rechargeable Battery) 110的正負(fù)極上可X寸其充電。
所述可充電電池單元110可以選擇鋰離子/鋰聚合物電池，可適應(yīng)于薄型化設(shè)計。其用于 為所述LED發(fā)光元件120提供電能。
本實施方式中，所述LED發(fā)光元件120為多個LED組成的LED陣列，在實際制造的過程中， 可根據(jù)實際對照明亮度和照明范圍的需要設(shè)置LED發(fā)光元件120的數(shù)量。而且，太陽能電池單 元100的面積也可以根據(jù)其光電轉(zhuǎn)換效率和實際所需要的電能來確定。
所述LED光源裝置10進(jìn)一步包括一充放電控制器(Charge/Discharge Controller) 130。 所述充放電控制器(Charge/Discharge Controller) 130為一個模塊化的芯片，其包括一個第 一DC/DC轉(zhuǎn)換器(DC/DC Converter) 132、 一個第二DC/DC轉(zhuǎn)換器134、 一個PWM控制器(Pulse Width Modulation Controller,即脈寬調(diào)制控制器)136。
具體的，所述太陽能電池單元100與可充電電池單元110之間通過所述第一DC/DC轉(zhuǎn)換器 (DC/DC Converter) 132電連接，所述可充電電池單元110與所述LED發(fā)光元件120之間通過所 述第二DC/DC轉(zhuǎn)換器134電連接。
所述PWM控制器136分別與所述可充電電池單元110、第一DC/DC轉(zhuǎn)換器132、 LED發(fā)光元件 120以及第二DC/DC轉(zhuǎn)換器134電連接，其工作方法為
在充電模式下，所述P麗控制器136由所述可充電電池單元l 10獲得一個電壓反饋信號VF 和一個電流反饋信號IF，從而提供給所述第一DC/DC轉(zhuǎn)換器132—個第一PWM輸出信號(圖2中 I表示第一P麗輸出信號)以精準(zhǔn)控制對所述可充電電池單元110充電。
在放電模式下，所述PWM控制器136由所述LED發(fā)光元件120獲得一個亮度反饋信號LF，從 而提供給所述第二DC/DC轉(zhuǎn)換器134—個第二PWM輸出信號(圖2中II表示第一PWM輸出信號)以 精準(zhǔn)控制所述LED發(fā)光元件120的亮度?？梢岳斫獾氖牵龅诙WM輸出信號設(shè)定一定的占 空比，進(jìn)而可以控制所述LED發(fā)光元件120點(diǎn)亮和未點(diǎn)亮?xí)r間比，從而控制所述LED發(fā)光元件 120的亮度。
所述LED光源裝置進(jìn)一步包括一可產(chǎn)生電能的太陽能電池單元及一可存儲所述太陽能電 池單元產(chǎn)生的電能的可充電電池單元。因此，所述LED發(fā)光元件發(fā)光時，可直接通過所述可 充電電池單元存儲的電能使其發(fā)光，從而無需再接收外部電能。
另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可在本發(fā)明精神內(nèi)做其它變化，當(dāng)然，這些依據(jù)本發(fā)明精神所
6做的變化，都應(yīng)包含在本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種LED光源裝置，其包括一個LED發(fā)光元件，該LED發(fā)光元件用于發(fā)光，其特征在于所述LED光源裝置還進(jìn)一步包括一個太陽能電池單元及一可充電電池單元，所述太陽能電池單元用于產(chǎn)生電能，所述可充電電池單元用于存儲所述太陽能電池單元產(chǎn)生的電能，并將該存儲的電能提供給所述LED發(fā)光元件使其發(fā)光。
2 如權(quán)利要求1所述的LED光源裝置，其特征在于所述LED光源裝 置進(jìn)一步包括一充放電控制器，所述充放電控制在充電模式下用于精準(zhǔn)控制所述可充電電池 單元充電，在放電模式下用于控制所述LED發(fā)光元件的亮度。
3 如權(quán)利要求2所述的LED光源裝置，其特征在于所述充放電控制 器包括一個第一DC/DC轉(zhuǎn)換器、 一個第二DC/DC轉(zhuǎn)換器、 一個脈寬調(diào)制控制器，所述太陽能電 池單元與可充電電池單元之間通過所述第一DC/DC轉(zhuǎn)換器電連接，所述可充電電池單元與所 述LED發(fā)光元件之間通過所述第二DC/DC轉(zhuǎn)換器電連接。
4 如權(quán)利要求1所述的LED光源裝置，其特征在于所述太陽能電池 單元包括一個基板、 一層背電極、 一層P型半導(dǎo)體層、 一層P-N結(jié)層、 一層N型半導(dǎo)體層、一 層透明導(dǎo)電層、及一層前電極，所述基板包括一個承載面，所述背電極形成該基板的承載面 上，所述P型半導(dǎo)體層形成在該背電極上，所述P-N結(jié)層形成在該P(yáng)型半導(dǎo)體層上所述N型半導(dǎo) 體層形成在該P(yáng)-N結(jié)層上，所述透明導(dǎo)電層形成在該N型半導(dǎo)體層上。
5 如權(quán)利要求4所述的LED光源裝置，其特征在于所述基板由可撓 曲的材料做成。
6 如權(quán)利要求5所述的LED光源裝置，其特征在于所述基板的材料 為鋁鎂合金箔、不銹鋼片，或聚合物薄板。
7 如權(quán)利要求4所述的LED光源裝置，其特征在于所述背電極的材 料是銀、銅、鉬、鋁、銅鋁合金、銀銅合金或者銅鉬合金。
8 如權(quán)利要求4所述的LED光源裝置，其特征在于所述P型半導(dǎo)體 層的材料是P型非晶硅、氮化鋁鎵或者砷化鋁鎵。
9.如權(quán)利要求4所述的LED光源裝置，其特征在于所述P-N結(jié)層的 材料是銅銦鎵硒、碲化鎘或者銅銦硒。
10.如權(quán)利要求4所述的LED光源裝置，其特征在于所述N型半導(dǎo)體 層的材料是N型非晶硅、氮化鉀或者磷化銦鎵。
11.如權(quán)利要求4所述的LED光源裝置，其特征在于所述透明導(dǎo)電 層的材料是銦錫氧化層或者氧化鋅。
全文摘要
一種LED光源裝置，其包括一個LED發(fā)光元件，該LED發(fā)光元件用于發(fā)光。所述LED光源裝置還進(jìn)一步包括一個太陽能電池單元及一可充電電池單元。所述太陽能電池單元用于產(chǎn)生電能。所述可充電電池單元用于存儲所述太陽能電池單元產(chǎn)生的電能，并將該存儲的電能提供給所述LED發(fā)光元件使其發(fā)光。本發(fā)明LED光源裝置的太陽能電池單元可自身產(chǎn)生電能，并通過可充電電池單元給所述LED發(fā)光元件提供電能，這樣LED發(fā)光元件發(fā)光時，無需在外部接收電能。
文檔編號H02J7/00GK101561104SQ200810301150
公開日2009年10月21日 申請日期2008年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月16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