AT516334B1 - Anzeigeeinheit mit photovoltaischer Stromerzeugung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anzeigeeinheit, umfassend ein flächiges Substrat (1) auf dem sich die als Anzeigesymbole (2) befindlichen Ziffern, Buchstaben, Piktogramme und weitere Gestaltungsmerkmale aus photovoltaischen Materialien (Solarzellen) zur autonomen Stromversorgung zusammensetzen, wobei die von den photovoltaischen Materialien frei gelassenen Flächen aus diffus reflektierenden Beschichtungen (3) oder Oberflächen und/oder Fluoreszenzmaterialien gebildet werden.

Description

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft eine Anzeigeeinheit, umfassend ein flächiges Substrat auf dem sich die als Anzeigesymbole befindlichen Ziffern, Buchstaben, Piktogramme und weitere Gestaltungsmerkmale aus photovoltaischen Materialien (Solarzellen) zur autonomen Stromversorgung zusammensetzen.

[0002] Anzeigeeinheiten sind Vorrichtungen zur Kennzeichnung von Häusern (Hausnummern), Straßen, Kraftfahrzeugen, Firmen, Institutionen etc. Sie werden auch als Verkehrs-, Gebots-, Warn- und Verbotsschilder, Werbeträger und Informationstafeln oder als diverse Kennzeichnungen eingesetzt.

[0003] Anzeigeeinheiten bestehen im Allgemeinen aus einem Gehäuse, das sich aus einer Rückwand, Seitenwänden und aus einer Frontscheibe, Fronttafel bzw. diversen Kennzeichnungspaneelen zusammensetzt. Die Frontscheiben, Fronttafeln bzw. weitere Kennzeichnungspaneele, auf die die zur Anzeige erforderlichen Kennzeichnungssymbole, wie z.B. Ziffern, Buchstaben, Piktogramme und andere Gestaltungsmerkmale aufgebracht sind, dienen dabei als Informationsträger. Zur photovoltaischen Beleuchtung der Anzeigeeinheiten sind im Gehäuse entsprechende Lampen, Leuchtdioden, Akkumulatoren (Akkupacks) zur Speicherung des Solarstromes und elektronische Bauelemente zu seiner Steuerung und Schaltung untergebracht. Zum photovoltaischen Betrieb der Anzeigeeinheiten ist in ihr Gehäuse - meist oberhalb der Anzeige bzw. in seiner Nähe - ein Solarmodul installiert, das die Anzeigeeinheit mit Solarstrom versorgt.

[0004] Vielfach angewendete Anzeigeeinheiten mit photovoltaischer Energieversorgung sind beleuchtete Hausnummern, die ihre elektrische Energie aus einem Solarmodul beziehen, das entweder dachförmig als selbständige Einheit über der Hausnummer angeordnet ist oder oberhalb der Hausnummer-Ziffer in die Anzeigeeinheit integriert ist (DE 3715943 AI, DE 3825436 AI, DE 102004044181 AI, DE 000009406807 Ul, www.solar-innovation.de). Ein beleuchtetes Kennzeichen für Hausnummern und Hinweisschilder mit Solarmodul beschreibt ebenfalls DE 19523451 AI. Das Solarmodul bildet dabei die Rückwand der Anzeigeeinheit. Beleuchtete Briefkästen- mit einem Solarpaneel ausgerüstet- werden von DE 202007001850 Ul und US 6799716 beansprucht. Solarbetriebene Beleuchtungssysteme für Hinweisschilder, Werbe- und Informationsaufsteller und weitere Anzeigevorrichtungen werden von US 5435087, DE 202004003861 Ul und DE 202004009885 Ul behandelt. Zur Realisierung von einfachen beleuchteten Hausnummern werden auch Ziffern auf eine Mattscheibe aufgeklebt und oberhalb der Scheibe ein Solarmodul und Akkupack in einem Gehäuse angeordnet. Zur Beleuchtung der Hausnummer befindet sich oberhalb der Ziffer im Gehäuse eine Leuchtdiode (www.lampenleuchten.de/Aussenleuchten/Solarleuchten).

[0005] Der wesentliche Nachteil der beschriebenen Erfindungen besteht darin, dass zu ihrem photovoltaischen bzw. autonomen Betrieb extra ein Solarmodul benötigt wird, der viel Platz wegnimmt und nicht in allen Anwendungsfällen für die Anzeigeeinheiten vorhanden ist. Das zum autonomen Betrieb der Anzeigeeinheiten notwendige Solarmodul bzw. Solarpaneel nimmt Fläche weg, die anderweitig gebraucht wird. Falls die Rückwand der Anzeigeeinheit durch einen Solarmodul gestaltet wird, ist ihre Anwendbarkeit stark eingeschränkt, da sie z. B. als Hausnummer an einer Hauswand keine Strahlung zur Energiewandlung empfangen kann oder da die Rückwand selbst eine Kennzeichnung trägt.

[0006] Weiterhin werden großflächige variable Displays beschrieben, bei denen die Bildpunkte durch Solarzellen mit unterschiedlichen Neigungswinkeln zum Betrachter dargestellt wer-den(C.Sommerer, L.Mignnoneau, M.Shamiyeh, Solar Display, A self-sustained communication display, 2008, University of Arts and Industrial Design Linz). Die zur grafischen Darstellung erforderliche definierte Einstellung der Neigungswinkel der Solarzellen wird durch Stellmotoren und entsprechende Elektronik realisiert. Die Nachteile der beschriebenen Erfindung bestehen zunächst in einer komplizierten und raumerfüllenden Stellmotoren-Technik; sie ist nur für einen Einsatz bei großflächigen Displays geeignet, da nur in diesem Fall der benötigte Platz für die

Display-Bestandteile vorhanden ist. Ein ausreichender Kontrast der Displays ist nur an sonnigen Tagen und bei direkter Sonneneinstrahlung gegeben. Bei bewölktem Himmel, im Schatten und an trüben Tagen funktionieren diese Displays nicht gut. Sie sind auch nicht für eine Anwendung im Dunkeln geeignet und ihre Darstellungen bestehen nur aus Graustufen und sind nicht farbig. US 20070089784A1 befasst sich mit Displays, die ebenfalls mit Solarzellen angetrieben werden. Die dabei verwendeten Farbstoff-Solarzellen sind als extra Paket elektrisch miteinander verbunden und benötigen auch einen extra Raum. Als Farbstoffzellen mit einem relativ niedrigem Wirkungsgrad ist ihre Anwendung hinsichtlich ihrer elektrischen Leistungsfähigkeit stark eingeschränkt.

[0007] Die WO 2010/003 124 A betrifft eine Anordnung zur Erzeugung von Energie aus Solarzellen, die gegebenenfalls eine Beschriftung aufweisen kann. Diese Beschriftung ist auf das eigentliche Solarpaneel aufgetragen. Dabei muss stets ein Kompromiss zwischen dem aufgrund der aufgetragenen Beschichtung verringerten Wirkungsgrad der Solarzellen und der Sichtbarkeit der Beschriftung eingegangen werden.

[0008] Aus der US 6,046,401 A ist eine Solarzelle bekannt, die Öffnungen aufweist, durch die LEDs hindurchgeführt werden können, um bestimmte Anzeigen zu ermöglichen. Hinweisschilder oder dergleichen können auf diese Weise nicht oder nur mit großem Aufwand dargestellt werden. Überdies Ist die Herstellung von Bohrungen In Solarzellen schwierig und kann die Funktionsfähigkeit beeinträchtigen.

[0009] Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung neue Anzeigeeinheiten mit photovol-taischer Stromerzeugung zu schaffen, die gegenüber dem Stand der Technik technische Vorteile und Vorzüge aufweisen, kostengünstig zu Installieren und zu betreiben sind sowie die Nachteile des Standes der Technik beseitigen.

[0010] Erfindungsgemäß werden die von den photovoltaischen Materialien frei gelassenen Flächen aus diffus reflektierenden Beschichtungen oder Oberflächen und/oder Fluoreszenzmaterialien gebildet.

[0011] Das Wesen der Erfindung besteht darin, dass die Solarzellen selbst eine Form aufweisen, die ein bestimmtes Zeichen - positiv oder negativ - darstellt. Der nicht durch die Solarzelle gebildete Teil des Substrats ist mit einer reflektierenden oder Flures zierende Beschichtung versehen. Bei der erfindungsgemäßen Lösung brauchen keine Nachteile im Hinblick auf Wirkungsgrad oder dergleichen in Kauf genommen werden.

[0012] Die vorliegende Erfindung stellt neue Anzeigeeinheiten mit photovoltaischer Stromerzeugung bereit, in denen sich die auf ihre Informationsträger aufgebrachten Anzeigesymbolik und Anzeigemerkmale, - wie z.B. Ziffern, Buchstaben, Piktogramme - aus photovoltaischen Materialien (Solarzellen) zusammensetzen und aus optisch funktionalen Schichten bestehen, die zu einer Strahlungsverstärkung an den Solarzellen führen. Ein separates Solarmodul Ist bei den erfindungsgemäßen Anzeigeeinheiten nicht mehr nötig.

[0013] Zur Realisierung der erfindungsgemäßen Anzeigeeinheiten verwendet man für ihre Informationsträger zunächst optisch transparente Substrate aus Glas oder Kunststoff und bringt Solarzellensegmente In Form von Ziffern, Buchstaben und Piktogrammen auf eine der Oberflächen der optischen Substrate auf. Die Solarzellensegmente bestehen dabei aus mit Laserstrahlung zugeschnittenen photovoltaischen -Wafern- vorzugsweise aus Silizium - oder mit Dünnschichttechnik aufgetragenen anorganischen oder organischen Dünnschicht-Solarzellen. Dabei sind als Wafer alle gängigen photovoltaischen Halbleitermaterialien und Dünnschichtzellen aus amorphem und mikrokristallinem Silizium, Cadmium-Tellurid, Kupfer-Indium-Sulfid (CIS-Zellen) und aus Mischverbindungen der Elemente Kupfer, Selen, Schwefel, Indium und Gallium anwendbar, wobei die Dünnschichtzellen auch als Folien vorliegen können. Nach der elektrischen Verschaltung der Solarzellensegmente werden die von den photovoltaischen Materialien frei gelassenen Flächen auf dem optischen Substrat mit optisch funktionalen Schichten, die sich aus weißen diffus reflektierenden Materialien auf Basis von Mattlacken und aus Fluoreszenzfarben zusammensetzen oder sich durch diffus reflektierende strukturierte Oberflächen darstellen. versehen. Die optisch funktionalen Schichten stellen zum einen Anzeigemerkmale dar und sorgen gemeinsam mit den Solarzellensegmenten für den optischen Kontrast auf dem Informationsträger. Zum anderen leiten sie die auf ihre Flächenbereiche einfallende Strahlung zu den Solarzellensegmenten und führen dort zu einer Stromverstärkung. Auf die den Solarzellensegmenten gegenüberliegende Oberfläche des optischen Substrates auftreffende künstliche und Solarstrahlung durchdringt zum einen das optische Substrat und gelangt direkt zur Stromerzeugung auf die photovoltaisch aktiven Flächen der segmentartigen angeordneten Solarzellen. Zum anderen trifft die Strahlung nach Durchdringung des optischen Substrates auf die diffus reflektierenden oder Fluoreszenzschichten, wird diffus reflektiert, im Fall der Fluoreszenzschichten in längerwellige isotrope Strahlung gewandelt und infolge von Totalreflexion innerhalb des optischen Substrates zu den benachbarten Solarzellen geleitet, wo sie zu einer erheblichen Strahlungsverstärkung führen. D.h. mit der erfindungsgemäßen Kombination von segmentartig aufgebrachten Solarzellen und optisch funktionalen Schichten auf dem optischen Substrat trägt auftreffende Strahlung, die nicht direkt auf die Solarzellensegmente trifft, in erheblichem Maße zur Stromerzeugung bei und erhöht die Effizienz der aufgebrachten Solarzellensegmente wesentlich. Die kombinierte Aufbringung von Solarzellensegmenten und optisch funktionalen Schichten hat zur Foige, dass die erfindungsgemäßen Anzeigeeinheiten hinsichtlich ihrer Stromerzeugung sehr effizient sind.

[0014] Zur Realisierung einer erfindungsgemäßen Anzeigeeinheit als Warnzeichen zur Warnung vor Kernstrahlung verwendet man gemäß Fig. 1 als Informationsträger ein als gleichseitiges Dreieck mit den Kanteniängen von ca. 35 cm und der Dicke von 4 mm gestaltetes optisch transparentes Substrat 1 aus Glas oder Kunststoff und bringt unter Venwendung eines optischen Kiebers auf die Oberfiäche des optischen Substrates als Piktogramm zur Warnung vor Kernstrahlung segmentartig Solarzellen 2 mit elektrischem Rückkontakt aus monokristallinem Silizium auf. Nach der eiektrischen Verschaltung der Solarzellensegmente 2 werden die von den Solarzellenmaterialien frei gelassenen Flächen auf dem optischen Substrat mit einer gelben Fluoreszenzschicht 3 auf Basis eines gelben Perylen-Fluoreszenzfarbstoffes - aufgelöst in einem Akrylatpolymer - beschichtet. Die gelbe Fluoreszenzschicht 3 stellt einerseits ein Anzeige- und Gestaltungsmerkmal des Warnschildes dar. Andererseits erzeugt sie isotrope Strah-iung, die über das Giassubstrat zu den Solarzellensegmenten geleitet wird und dort eine Strahlungsverstärkung hervorruft. Als Fluoreszenzmaterialien werden je nach gewünschter Farbgebung in der Anzeigesymbolik rote, grüne, gelbe, blaue oder auch orangene organische Fluoreszenzfarbstoffe aus der Gruppe der Xanthene, Rhodamine, Oxazine, Perylene, Pyrromethene, und Naphthalimide oder auch Leuchtstoffe (Phosphore) oder fluoreszierende Quantenpunkte verwendet. Das mit den Solarzellensegmenten bestückte und mit der gelben Fluoreszenzschicht beschichtete und als Informationsträger dienende optische Substrat bildet die Frontseite und bei Bedarf auch noch die Rückseite eines Gehäuses für das Warnschild, wobei die mit den Solarzellen und der Fluoreszenzschicht versehenen Oberflächen in das Innere des Gehäuses zeigen. Durch diese Anordnung trifft die auf das optische Substrat von außen einfallende Strahlung nach Durchdringung des optischen Substrates direkt auf die Solarzellensegmente oder auf die Fluoreszenzschicht.

[0015] Wenn es aus Konstruktionsgründen für die Anzeigeeinheit günstiger ist, können bei speziellen Anwendungen die Solarzellen auch nach außen gerichtet sein.

[0016] Die Solarzellensegmente werden mit dem im Gehäuse befindlichen Akkumulator zur Stromspeicherung elektrisch verbunden. Sie erzeugen bei direkter Sonneneinstrahlung eine elektrische Leitung von bis zu 8 Watt. Zur Beleuchtung der Warnvorrichtung sind hinter, oberhalb oder seitlich der Anzeigesymbolik Leuchtdioden angeordnet, die bei Bedarf über den Akkumulator versorgt werden. Die Beleuchtungsfunktion der erfindungsgemäßen Anzeigeeinheit funktioniert im Falle einer Hinterieuchtungsanordnung (Leuchtdioden sind hinter dem optischen Substrat angeordnet) nur dann optimal, wenn die als optisch funktionale Schicht auf das optische Substrat aufgetragene Fiuoreszenzschicht partiell transparent ist mit einer optischen Transmission im sichtbaren Spektralbereich von 40 bis 70% - vorzugsweise 55 %. Nur dann kann die von den hinter dem Substrat angeordneten Leuchtdioden ausgehende Strahlung die mit der Fluoreszenzschicht bedeckten Flächenbereiche des optischen Substrates durchdringen und zur Erkennung der Anzeigesymbolik nach außen treten. Dabei heben sich die mit den Solarzellensegmenten bedeckten - für die Leuchtdioden-Strahlung undurchlässigen Flächenbereiche - des optischen Substrates mit starkem Kontrast von den partiell transparenten Fluoreszenzschichten ab und bewirken die Erkennung der Anzeigesymbolik. Falls die Leuchtdioden oberhalb oder seitlich vor dem die Anzeigesymbolik tragenden optischen Substrates angeordnet sind, sind Transmissionswerte zwischen 1% und 20%- vorzugsweise 5%- für die funktionalen Schichten günstig.

[0017] Dünnschichtsolarzellen auf Basis von amorphen und mikrokristallinen Silizium oder Cadmium-Tellurid sind hinsichtlich ihrer Herstellungstechnologien gut geeignet, die erfindungsgemäßen Anzeigeeinheiten zu realisieren. Die für den Informationsträger der Anzeigeeinheit erforderlichen Ziffern, Buchstaben oder Piktogramme werden durch Anwendung von einer plasmagestützten Abscheidung (Niederdruck-Beschichtungsverfahren) oder von Vakuumverfahren mit Hilfe von Masken strukturiert auf die optischen Substrate - die auch als Kunststoff-Folie vorliegen können - aufgebracht, die mit elektrisch leitenden und optisch transparenten Oxidschichten als elektrische Kontakte versehen sind. Mit denselben Masken kann auch eine elektrisch leitende Schicht als Rückkontakt auf die strukturierten Solarzellen aufgebracht werden. Durch die angewendeten Strukturierungs- und Dünnschichttechniken können auch komplizierte photovoltaisch aktive Anzeigesymboliken in Form von Solarzellen auf die optischen Substrate als Informationsträger aufgebracht und eine elektrische Kontaktierung realisiert werden.

[0018] Es ist auch möglich und günstig, mit Hilfe von Masken zunächst auf die optischen Substrate Graphiken, Folgen von Buchstaben und Ziffern sowie Piktogramme unter Verwendung von weißen diffus reflektierenden oder farbigen Beschichtungen Informationen aufzubringen, die Masken zu entfernen und dann die Solarzellen auf die optischen Substrate aufzusiegeln. Auf diese Weise entsteht z.B. eine Anzeigeeinheit mit weißem Schriftzug und blauem Hintergrund in Form von Solarzellen-Materialien. In ähnlicher Technologie werden auch die genannten Strukturen direkt auf die Solarzellen aufgebracht.

[0019] Bei der Verwendung von organischen Solarzellen eignen sich Gieß-, Druck- und Sprühtechniken in Verbindung mit mikroelektronischen Technologien zur Herstellung der photovol-taischen Anzeigesymbolik auf den als Informationsträger dienenden optischen Substraten. Auf diese Weise lassen sich z. B. autonom zu beleuchtende Fahrpläne, zu beleuchtende Namensschilder und andere Hinweistafeln mit photovoltaisch aktiven Ziffern, Buchstaben, und Pikto-grammen hersteilen, die elektrischen Strom erzeugen und mit elektrischen Akkumulatoren und Leuchtdioden - vorzugsweise flächenhaften organischen Leuchtdioden - ausgerüstet die Beleuchtungsfunktion erfüllen.

[0020] Gemäß Fig. 2 werden zur Realisierung von solar beleuchteten Hausnummern (Fig. 2 A) und Kraftfahrzeug-Kennzeichen (Fig. 2B) zunächst Dünnschichtsolarzellen 2 zur Gestaltung der Ziffern und Buchstaben mit einem Dünnschichtverfahren unter Verwendung von Masken auf die elektrisch leitfähige und transparente Oberfläche der beiden optischen Substrate 1 aufgebracht. Als optisch funktionale Schicht wird eine diffus reflektierende opalartige oder Weißlackbeschichtung 3 auf Basis der lichtstreuenden Pigmente Bariumsulfat und/oder Titandioxid verwendet mit einer optischen Transmission von 55%, die zu einer Strahlungsverstärkung an den strukturierten Solarzellen führt. Bei einer assymetrischen Anzeigesymbolik müssen die als Ziffern und Buchstaben zu gestaitenden Dünnschichtsolarzellen gemäß Fig. 2 seitenverkehrt auf die optischen Substrate aufgebracht werden, da sie nach der Montage der Substrate als Frontscheiben eines Gehäuses in sein Inneres zeigen und nur dann von außen betrachtet in ihrer für den Betrachter richtigen Darstellung zu erkennen sind. In entsprechenden Gehäusen für die Hausnummern und Kraftfahrzeugkennzeichen sind die zur Beleuchtung notwendigen Akkumulatoren, Leuchtdioden und elektronischen Bauelemente untergebracht. Die erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugkennzeichen erzeugen elektrischen Strom für ihre eigene Beleuchtung, der auch für in der Nähe des Kennzeichens angeordnete Sensoren genutzt werden kann oder in das Bordnetz eingespeist wird. Auf diese Weise stellen die erfindungsgemäßen Anzeigeeinheiten elektrischen Strom auch zum Betrieb von Sensoren, mechanischen und akustischen Signalanlagen (Klin- gein) oder auch elektronischen Bauelementen, Alarmanlagen etc. zur Verfügung. Ebenso können auch die Anzeigesymbole und Zeiger von Uhren aus photovoltaisch aktiven Materialien gestaltet werden und Strom für ihren autonomen Betrieb erzeugen. Weiterhin lassen sich mit der Erfindung autonome photovoltaisch aktive Anzeigeeinheiten als Logo's, Symbole, Warenzeichen, Informations- und Werbeträger für Verkehrszeichen, Hinweis-,Verbots- und Warenzeichen sowie für Firmenschilder, für Kraftfahrzeug - und andere Produktsymbole, für Schlüsselanhänger mit Beleuchtungsfunktion, für Bekleidungsprodukte, wie z.B. Warnwesten mit Leuchtfunktion, für Schulranzen, Rucksäcke, für Taschen aller Art, für Straßenbelege, für Handys und mobile Computertechnik, und als Sticker und Aufkleber realisieren. Die Erfindung ist auch anwendbar, wenn die photovoltaisch aktiven Anzeigesymbole auf nicht transparente Substrate aus Metall, Kunststoff, Holz oder auch auf einer optischen Streuscheibe aufgebracht sind und elektrischen Strom erzeugen.

[0021] Die erfindungsgemäßen Anzeigeeinheiten weisen eine Reihe von Vorteilen und technischen Vorzügen auf. Zu ihrem autonomen Betrieb wird kein externes Solarmodul benötigt, das Platz wegnimmt und die Anbringung der Anzeigeeinheit hinsichtlich ihres Platzbedarfes beschränkt und behindert. Die für die photovoltaische Stromerzeugung verwendeten Solarzellensegmente und strukturierten Dünnschichtsolarzellen sind integraler Bestandteil der Anzeigeeinheit und stellen elektrischen Strom vor Ort bereit. Außerdem werden mit der Erfindung zusätzliche Flächen für die solare Energieerzeugung geschaffen, die sonst nicht genutzt werden. Mit der Erfindung wird das Potential der photovoltaischen Anwendungen wesentlich erweitert, indem neue bisher nicht realisierbare Anwendungsmöglichkeiten, wie z.B. autonom beleuchtete Fahrpläne und Informationstafeln oder beheizbare Anzeigeeinheiten, die nicht beschlagen und einfrieren können, geschaffen werden. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht in der Strahlungsverstärkung an den Solarzellensegmenten und strukturierten Dünnschichtsolarzellen, die zu einer wesentlichen Effizienzerhöhung an den Solarzellen führt und ein sehr günstiges Schwachlichtverhalten aufweist. Insbesondere bei der Anwendung der erfindungsgemäßen Anzeigeeinheiten im Schatten, unter bewölktem Himmel und unter Kunstlicht führt die Erfindung zu einer elektrischen Leistungssteigerung der verwendeten Solarzellen von bis zu 50%. Dieser positive Effekt tritt auch dann auf, wenn die Solarzellen durch Staub und andere Partikel partiell verschmutzt sind, wenn sich Wassertropfen- gefroren oder flüssig- oder Tauwasser auf den Solarzellen bilden. AUSFÜHRUNGSBEISPIEL 1 [0022] Zur Anfertigung einer autonom beleuchteten Hausnummer werden auf ein optisch transparentes und einseitig mit einer elektrisch leitfähigen Oxidschicht versehenes Substrat aus Glas oder Kunststoff mit den Abmessungen 20cm mal 20cm und der Dicke von 2,5 mm mit Hilfe eines Dünnschichtverfahrens und einer Maske Dünnschichtsolarzellen auf Basis von amorphem und mikrokristallinem Silizium strukturiert als Ziffern für die Hausnummer aufgetragen. Bei assymmetrischen Ziffern, wie z.B. der 66, erfolgt ihre Aufbringung auf das optische Substrat seitenverkehrt, damit sie aus Blickrichtung von außen auf die Hausnummer als echte Darstellung zu erkennen sind. Nach der elektrischen Verschaltung der strukturierten Dünnschichtsolarzellen wird anschließend dieselbe Oberfläche des Substrates mit einer diffus reflektierenden Weißlack-Schicht, die Titandioxid- und/oder Bariumsulfat-Additive als Streumittel enthält, beschichtet. Die diffus reflektierende Lackschicht leitet die von außen auf das Substrat einfallende Strahlung zu den strukturierten Solarzellen und ruft dort eine Strahlungs- bzw. Stromverstärkung hervor. Das mit den strukturierten Solarzellen und der diffus reflektierenden Schicht versehene optische Substrat wird als Frontscheibe In das Gehäuse der Hausnummer, in dem Leuchtdioden, ein Akkumulator und elektronische Bauelemente untergebracht, sind, eingesetzt. Damit die von den an der Rückwand des Gehäuses angebrachten Leuchtdioden ausgehende Strahlung durch die kontrastbildenden und lichtverteilenden diffus reflektierenden Schicht in den Außenraum dringen kann, wird die diffus reflektierende Schicht durch die Wahl der Konzentration ihrer Additive und ihrer Dicke partiell optisch durchlässig gestaltet mit einer Transmission von 60%. Bei einer mit zweistelligen Ziffern ausgerüsteten Hausnummer erzeugen die Solarzellensegmente eine Leistung von ca.1,5 Watt bei direkter Sonneneinstrahlung. AUSFÜHRUNGSBEISPIEL 2 [0023] Zur Anfertigung einer autonom beieuchteten Informationstafel zur Anzeige von Firmen, institutionen, Ärztehäuser eto. geht man von einem optisoh transparenten und mit einer elektrisch leitenden Schicht versehenen Substrat aus, das beispielsweise die Abmessungen 60 cm mal 80 cm und eine Dicke von 3 mm hat. Die schwarze Informationsschrift, Ziffern und andere Gestaltungsmerkmale werden durch Cadmium-Tellurid - Dünnschichtsolarzellen auf dem Substrat erzeugt, indem sie durch ein Vakuumverfahren strukturiert aufgebracht und mit strukturierten Rückelektroden versehen werden. Der weiße Untergrund der informationstafei wird durch eine ebenfalls auf das optische Substrat aufgebrachte weiße diffus refiektierende Mattlackschicht als funktionale Schicht, die außerdem zu einer Strahlungsverstärkung an den strukturierten Dünnschichtsolarzellen führt oder durch eine Oberfiächenstrukturierung der Oberfläche des Substrates realisiert. Das mit den Dünnschichtsolarzellen und der funktionalen Schicht versehene optische Substrat wird ais Fronttafel mit einem Gehäuse für die Anzeigeeinheit vereinigt, in dem die weiteren Bauelemente zum autonomen Beleuchtungsbetrieb der Anzeigeeinheit untergebracht sind.

Claims (10)

1. Patentansprüche

   1. Anzeigeeinheit, umfassend ein flächiges Substrat (1) auf dem sich die als Anzeigesymbole (2) befindlichen Ziffern, Buchstaben, Piktogramme und weitere Gestaltungsmerkmale aus photovoltaischen Materialien (Solarzellen) zur autonomen Stromversorgung zusammensetzen, wobei die von den photovoltaischen Materialien frei gelassenen Flächen aus diffus reflektierenden Beschichtungen (3) oder Oberflächen und/oder Fluoreszenzmaterialien gebildet werden.
2. 2. Anzeigeeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Solarzellen aus Wafern aus Silizium, Gallium-Arsenid und -Indiumphosphid-Verbindungen, Germanium, Selen, Gallium-Indium-Phosphld, Gallium-Indium-Arsenid und - Nitrid und weiteren Mischverbindungen aus diesen Elementen sowie aus Dünnschichtzellen aus amorphen und mikrokristallinem Silizium, Cadmium-Tellurid, Cadmium-Sulfid, Kupfer-Indium-Gallium-Disele-nid, Kupfer-Indium-Sulfid, Kupfer-Indium-Gallium-Schwefel-Selen und weiteren Mischverbindungen aus diesen Elementen sowie aus organischen Materialien bestehen und die Dünnschichtzellen auch als Folien vorliegen.
3. 3. Anzeigeeinheit nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die diffus reflektierenden Beschichtungen (3) aus Lacken bestehen, die Titandioxid und/oder Bariumsulfat und weitere Licht streuende Pigmente als Additive enthalten oder aus opalartigen Materialien bestehen und die diffus reflektierenden Oberflächen strukturiert vorliegen.
4. 4. Anzeigeeinheit nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluoreszenzmaterialien ausgewählt sind aus der Gruppe der organischen Fluoreszenzfarbstoffe, Leuchtstoffe und Ouantenpunkte oder ausgewählt sind aus der Gruppe der Xanthene, Rhodamine, Oxazine, Perylene Pyrromethene und Naphthalimide bzw. aus der Gruppe der Seltenerdmetallen, dotierten Phosphaten, Silikaten, Germanaten, Granaten, Vanadaten, Wolramnaten, Molybdaten, Aluminaten, Gallaten, Nitriden und Boraten.
5. 5. Anzeigeeinheit nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat (1) aus Glas oder Licht leitendem Kunststoff aus kompaktem Material oder Folie oder aus Metall, Holz oder einem optisch nicht transparenten Kunststoff besteht.
6. 6. Anzeigeeinheit nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die diffus reflektierenden und Fluoreszenzmaterialien auf sie auftreffende Strahlung zu den die Anzeigesymbolik bildenden Solarzellensegmenten leiten und dort zu einer Strahlungskonzentration und Stromverstärkung führen.
7. 7. Anzeigeeinheit nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Transmission der diffusen und Fluoreszenzbeschichtungen im Bereich von 40 bis 70 %- vorzugsweise 55% - oder im Bereich von 1 % bis 20 %- vorzugsweise 5 %- liegt.
8. 8. Anzeigeeinheit nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die auf dem flächigen Substrat (1) in Form von photovoltaischen Materialien aufgebrachten Anzeigesymbole (2) nach Auftreffen von künstlicher und Solarstrahlung elektrischen Strom erzeugen, der zur Speicherung einem Akku-Pack zugeleitet und zu Beleuchtungszwecken, zur Beheizung und/oder zum autonomen Betrieb von Sensoren, mechanischen, akustischen, und/oder elektronischen Bauteilen und Bauelementen verwendet wird.
9. 9. Anzeigeeinheit nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der optische Kontrast der Anzeigesymbole (2) und Gestaltungsmerkmale durch Solarzellen, diffus reflektierende Schichten (3) und Oberflächen sowie durch farbige fluoreszierende Materialien erzeugt wird.
10. 10. Anzeigeeinheiten nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass sie als autonome und photovoltaisch aktive Logo's, Symbole, Warenzeichen, Informations- und Werbeträger für Verkehrszeichen, Hinweis-, Verbots- und Warnzeichen, Firmenschilder, für Kraftfahrzeug - und andere Produktsymbole, für Schlüsselanhänger mit Beleuchtungsfunktion, für Bekleidungsprodukte z.B. Warnwesten, für Schulranzen und Rucksäcke, für Taschen, für Uhren-Ziffernblätter, für Straßenbelege, für Handy's und mobile Computer - sowie weitere Kommunikationstechnik, für Informationstafeln und Fahrpläne, für Hausnummer und Namensschilder sowie Kraftfahrzeugkennzeichen und Werbetechnik und als Sticker und Aufkleber aller Art angewendet werden.