DE102008008973A1

DE102008008973A1 - Photovoltaisches Element

Info

Publication number: DE102008008973A1
Application number: DE102008008973A
Authority: DE
Inventors: André KREUTZER
Original assignee: PRELONIC TECHNOLOGIES OG
Current assignee: PRELONIC TECHNOLOGIES OG
Priority date: 2008-02-09
Filing date: 2008-02-09
Publication date: 2009-08-13

Abstract

Die Erfindung betrifft photovoltaische Elemente mit mindestens zwei Elektroden und wenigstens einer flexiblen Solarzelle. Die photovoltaischen Elemente mit mindestens zwei Elektroden und wenigstens einer flexiblen Solarzelle zeichnen sich insbesondere durch ihren einfachen und flachen Aufbau aus. Dazu sind die Elektroden auf eine flexiblem und wenigstens bereichsweise für Licht transparenten Körper als Träger aufgebracht. Auf mindestens einer Elektrode befindet sich wenigstens bereichsweise mindestens eine Schicht auf einem photovoltaisch aktiven Material und wenigstens eine der Elektroden ist transparent für Licht. Der Träger ist so geklappt, gefaltet, gefalzt, umbebogen oder umgeschlagen, dass sich zwischen dem Träger wenigstens ein Bereich der ersten Elektrode, die Schicht aus dem photovoltaisch aktivem Material und mindestens ein Bereich der zweiten Elektrode befinden.

Description

Die Erfindung betrifft photovoltaische Elemente mit mindestens zwei Elektroden und wenigstens einer flexiblen Solarzelle.
Bekannte Solarzellen werden aus Silizium oder polykristallinen Materialien hergestellt. Darüber hinaus sind auch polymere Solarzellen auf flexiblen Substraten im Sinne von Farbstoffsolarzellen oder organischen Polymeren bekannt. Diese Zellen bringen viele Vorteile im Herstellungsprozess, da schnelle und hocheffektive Rolle-zu-Rolle Verfahren genutzt werden können und kostenintensive Batchprozesse entfallen. Dieser Vorteil kompensiert den teilweise deutlich geringeren Wirkungsgrad der Systeme als auch die schlechteren Alterungseigenschaften. Bezüglich der Herstellungsverfahren gibt es zwei wesentliche Ansätze. Beim „Bottom up"- Ansatz, auch inverser Aufbau genannt, werden alle Schichtfolgen auf die Grundelektrode aufgebracht und erst am Ende der transparente lichtquellenzugewandte Teil aufgebracht. Beim „klassischen" Aufbau wird auf eine leitfähige transparente Elektrode die Folgeschichten aufgebracht und am Ende des Stapels die Grundelektrode aufgetragen und das System gegebenenfalls mit einer weiteren Schicht abgedeckt. Zur Erzielung eines in sich geschlossenen Systems müssen diese abgedeckt werden, wobei ein zusätzlicher Verfahrensschritt erfolgen muss.
Der im Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einfach aufgebaute und flache photovoltaische Elemente zu schaffen und ökonomisch günstig bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird mit den im Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmalen gelöst.
Die photovoltaischen Elemente mit mindestens zwei Elektroden und wenigstens einer flexiblen Solarzelle zeichnen sich insbesondere durch ihren einfachen und flachen Aufbau aus. Dazu sind die Elektroden auf einem flexiblen und wenigstens bereichsweise für Licht transparenten Körper als Träger aufgebracht. Auf mindestens einer Elektrode befindet sich wenigstens bereichsweise mindestens eine Schicht aus einem photovoltaisch aktiven Material und wenigstens eine der Elektroden ist transparent für Licht. Der Träger ist so geklappt, gefaltet, gefalzt, umgebogen oder umgeschlagen, dass sich zwischen dem Träger wenigstens ein Bereich der ersten Elektrode, die Schicht aus dem photovoltaisch aktivem Material und mindestens ein Bereich der zweiten Elektrode befinden.
Das photovoltaische Material ist beispielsweise solches wie es für Farbstoff-Solarzelle oder kunststoffbasierte Zellen angewandt wird. Die Zellen sind dabei so angeordnet, dass das Licht über den bereichsweise für Licht transparenten Träger und der für Licht transparenten Elektrode auf das photovoltaische Material gelangen kann.
Die Gegenelektrode und die anderen Bereiche des Trägers müssen für Licht nicht transparent sein.
Auf dem Träger sind weiterhin Leiterbahnen und Kontakte aufgebracht, die mit den Elektroden elektrisch leitend verbunden sind, so dass die durch den Lichteinfall äquivalent erzeugte elektrische Energie zu einem angeschlossenen Verbraucher und/oder Energiespeicher abgeleitet werden kann.
Über die Kontakte können auch mehrere photovoltaische Elemente miteinander zusammengeschaltet werden, so dass eine erhöhte elektrische Energie abnehmbar ist.
Zur Realisierung eines photovoltaischen Elementes wird vorteilhafterweise der Träger geklappt, gefaltet, gefalzt, umgebogen oder umgeschlagen, so dass eine einfache und ökonomische Herstellung gegeben ist. Der Träger kann dazu auch langgestreckter bahnenförmiger Körper sein, wobei durch Klappen, Falten, Falzen, Umbiegen oder Umschlagen eine lange Bahn mit einer Vielzahl nacheinander angeordneter photovoltaischer Elemente realisierbar ist. Durch eine nachfolgende Vereinzelung können die photovoltaischen Elemente separiert werden.
Die Kanten oder die Endenbereiche des Trägers können weiterhin mit einer zusätzlichen Barriereschicht versehen sein, so dass die Elektroden und das photovoltaisch aktive Material von dieser Barriereschicht umgeben ist. Dadurch können die geklappten, gefalteten, gefalzten, umgebogenen oder umgeschlagenen photovoltaischen Elemente leicht miteinander verbunden und damit abgeschlossen werden. Die Barriereschicht ist dabei gleichzeitig beispielsweise eine Passivierung.
Damit können vorteilhafterweise flexible und flache photovoltaische Elemente bereitgestellt werden, die in den vielfältigsten Anwendungen zur elektrischen Energiegewinnung eingesetzt werden können.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Patentansprüchen 2 bis 15 angegeben.
Die Schicht aus dem photovoltaisch aktivem Material ist nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 2 durch wenigstens einen mit Kleber, Lot oder anderem Verbindungsmittel versehenen Rahmen und/oder Steg begrenzt, so dass ein photovoltaisches Element oder mehrere photovoltaische Elemente realisiert sind, wobei der Rahmen und/oder der Steg ein separates Teil oder ein Bestandteil wenigstens einer der Elektroden ist.
Die Elektroden sind nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 3 beabstandet zueinander auf dem Träger angeordnet. Weiterhin befindet sich zwischen den Elektroden die Kante zum Klappen, Falten, Falzen, Umbiegen oder Umschlagen. Wenigstens eine der Elektroden als erste Elektrode ist mit einer Leiterbahn so verbunden, dass die Leiterbahn und die andere Elektrode als zweite Elektrode auf einem Endenbereich des Trägers enden und der Endbereich der Leiterbahn sowie ein Bereich der zweiten Elektrode elektrische Kontakte sind. Der Träger ist dabei so geklappt, gefaltet, gefalzt, umgebogen oder umgeschlagen, dass sich zwischen dem Träger wenigstens ein Bereich der zweiten Elektrode, die Schicht aus dem photovoltaisch aktivem Material und die erste Elektrode befinden und die Kontakte vom geklappten, gefalteten, gefalzten, umgebogenen oder umgeschlagenen Träger nicht bedeckt sind. Dadurch ist eine leichte elektrische Kontaktierung des photovoltaischen Elementes möglich. Dabei kann die zweite Elektrode gleichfalls mit einer Leiterbahn verbunden sein. Die Endenbereiche der Leiterbahnen sind dabei vorteilhafterweise gleichzeitig Anschlusselemente zur elektrischen Kontaktierung des photovoltaischen Elementes.
Nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 4 sind die Elektroden beabstandet zueinander auf dem Träger angeordnet, wobei sich zwischen den Elektroden die Kante zum Klappen, Falten, Falzen, Umbiegen oder Umschlagen befindet. Weiterhin sind die Elektroden jeweils mit mindestens einer Leiterbahn so verbunden, dass die Leiterbahnen auf einem Endenbereich des Trägers als elektrische Kontakte enden. Darüber hinaus ist der Träger so geklappt, gefaltet, gefalzt, umgebogen oder umgeschlagen, dass sich zwischen dem Träger die Elektroden und die Schicht aus dem photovoltaisch aktivem Material befinden und die Kontakte vom geklappten, gefalteten, gefalzten, umgebogenen oder umgeschlagenen Träger nicht bedeckt sind. Durch die nach außen geführten Anschlüsse ist eine einfache elektrische Kontaktierung des photovoltaischen Elementes gegeben.
Nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 5 sind wenigstens zwei Gruppen bestehend aus jeweils zwei Elektroden auf einem flexiblen und wenigstens bereichsweise für Licht transparenten Körper als Träger aufgebracht. Mindestens auf einer Elektrode einer ersten Gruppe befindet sich wenigstens bereichsweise mindestens eine Schicht aus dem photovoltaisch aktiven Material als Solarzelle. Weiterhin ist wenigstens eine der Elektroden der ersten Gruppe transparent für Licht.
Auf wenigstens einer Elektrode der zweiten Gruppe ist ein plattenförmiger Körper mit ionen- und elektronenpermeablen Eigenschaften als Separator mit einem Elektrolyt angeordnet.
Der Träger ist ein wenigstens einmal geklappter, gefalteter, gefalzter, umgebogener oder umgeschlagener Träger, so dass sich zwischen dem Träger wenigstens ein Bereich der ersten Elektrode, die Schicht aus dem photovoltaisch aktivem Material und mindestens ein Bereich der zweiten Elektrode der ersten Gruppe als Solarelement und wenigstens ein Bereich der ersten Elektrode, der Separator mit dem Elektrolyt und mindestens ein Bereich der zweiten Elektrode der zweiten Gruppe als Sekundärelement befinden.
Der Träger kann dazu entweder einmal oder zweimal gegeneinander geklappt sein.
Eine Elektrode der ersten Gruppe und eine Elektrode der zweiten Gruppe sind mit Leiterbahnen oder über eine Leiterbahn miteinander oder mit wenigstens einem elektronischen Bauelement auf dem Träger verbunden. Die andere Elektrode der ersten Gruppe und die andere Elektrode der zweiten Gruppe sind über Leiterbahnen entweder jeweils mit einem Anschlusskontakt oder mit wenigstens einem elektronischen Bauelement auf dem Träger zusammengeschaltet sind.
Dadurch ist ein kompaktes photovoltaisches Element realisiert, in dem gleichzeitig ein Sekundärelement integriert ist. Durch Lichteinfall auf das photovoltaisch aktive Material kann das Sekundärelement geladen werden. Das kann beispielsweise über eine integrierte Stromquelle erfolgen, so dass das Sekundärelement ständig geladen werden kann. Im einfachsten Fall kann die Stromquelle ein elektrisches Bauelement, beispielsweise Widerstand oder Diode, auf dem Träger sein.
Die Verbindungen der einzelnen Elemente erfolgt dabei beispielsweise mittels aufgebrachter Leiterbahnen, die gleichzeitig auch als Kontakt- und Befestigungselemente dienen können.
Die Elektroden der zweiten Gruppe sind nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 6 mit einem Abstand zueinander so angeordnet, dass der mit Durchbrüchen versehene Bereich zwischen diesen Elektroden gleichzeitig ein Separator oder ein Bestandteil eines Separators ist. Weiterhin befinden sich die Elektroden der zweiten Gruppe auf den sich gegenüberliegenden Seiten des flexiblen Körpers. Darüber hinaus sind der Bereich mit der ersten Elektrode und der Bereich mit der zweiten Elektrode der zweiten Gruppe jeweils in Richtung des zwischen diesen Elektroden angeordneten Bereiches als Separator mit dem Elektrolyt geklappt, gefaltet, gefalzt, umgebogen oder umgeschlagen, so dass die Elektroden der zweiten Gruppe in Richtung des Separators weisen.
Dabei ist vorteilhafterweise ein Bereich des Trägers gleichzeitig der Separator für das Sekundärelement. Gegebenfalls kann auf diesen Bereich eine weitere Schicht aufgebracht werden, welche zusätzliche Separationseigenschaften hat. Durch Klappen, Falten, Falzen, Umbiegen oder Umschlagen ist das kompakte photovoltaische Element mit dem Sekundärelement einfach realisiert.
Im geklappten, gefalteten, gefalzten, umgebogenen oder umgeschlagenen Zustand überragt nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 7 der Bereich mit der zweiten Elektrode der zweiten Gruppe den Bereich mit dem Separator mit dem Elektrolyten, so dass ein Bereich dieser Elektrode nicht bedeckt ist. Damit ist eine einfache Kontaktierung der Kombination aus dem photovoltaischen Element und dem Sekundärelement gegeben.
Das Solarelement und das Sekundärelement sind nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 8 aufeinander geklappt, gefaltet, gefalzt, umgebogen oder umgeschlagen. Dadurch ist eine Kombination aus diesen Elementen mit einer minimalen Grundfläche vorhanden.
Nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 9 sind wenigstens zwei Gruppen bestehend aus jeweils zwei Elektroden auf einem flexiblen und wenigstens bereichsweise für Licht transparenten Körper als Träger aufgebracht. Mindestens auf einer Elektrode einer ersten Gruppe befindet sich wenigstens bereichsweise mindestens eine Schicht aus dem photovoltaisch aktiven Material als Solarzelle, wobei weiterhin wenigstens eine der Elektroden der ersten Gruppe transparent für Licht ist.
Auf wenigstens einer Elektrode der zweiten Gruppe ist eine Schicht eines Dielektrikums angeordnet.
Der Träger ist ein wenigstens einmal geklappter, gefalteter, gefalzter, umgebogener oder umgeschlagener Träger, so dass sich zwischen dem Träger wenigstens ein Bereich der ersten Elektrode, die Schicht aus dem photovoltaisch aktivem Material und mindestens ein Bereich der zweiten Elektrode der ersten Gruppe als Solarelement und wenigstens ein Bereich der ersten Elektrode, das Dielektrikum und mindestens ein Bereich der zweiten Elektrode der zweiten Gruppe als Kondensator befinden.
Weiterhin sind jeweils eine Elektrode der ersten Gruppe und der zweiten Gruppe über Leiterbahnen mit Anschlusskontakten oder eine Leiterbahn auf dem Träger elektrisch leitend miteinander verbunden. Darüber hinaus sind jeweils die anderen Elektroden der ersten und der zweiten Gruppe jeweils mit einem Anschlusskontakt auf dem Träger zusammengeschaltet. Dadurch ist vorteilhafterweise ein photovoltaisches Element mit einem Kondensator als eine kompakte Einheit realisiert. Durch das Solarelement kann dabei vorteilhafterweise der Kondensator als elektrischer Speicher mit elektrischer Energie versorgt werden. Dadurch können auch kurzzeitig sehr hohe elektrische Energien für Verbraucher zur Verfügung gestellt werden. Gegebenenfalls können auch Bauelemente angeordnet oder aufgebracht sein, so dass eine optimale Funktionsweise des Solarelements und Kondensators gegeben ist.
Im geklappten, gefalteten, gefalzten, umgebogenen oder umgeschlagenen Zustand sind nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 10 Bereiche der benachbarten Elektroden der ersten und der zweiten Gruppe nicht überdeckt, so dass diese von außen einfach zugänglich sind. Dadurch ist eine einfache Kontaktierung dieses photovoltaischen Elementes gegeben.
Das Solarelement und der Kondensator sind nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 11 aufeinander geklappt, gefaltet, gefalzt, umgebogen oder umgeschlagen. Dadurch ergibt sich eine minimale Grundfläche für das photovoltaische Element.
Nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 12 sind wenigstens drei Gruppen bestehend aus jeweils zwei Elektroden auf einem flexiblen und wenigstens bereichsweise für Licht transparenten Körper als Träger aufgebracht.
Mindestens auf einer Elektrode einer ersten Gruppe befindet sich wenigstens bereichsweise mindestens eine Schicht aus photovoltaisch aktivem Material als Solarzelle und wenigstens eine der Elektroden der ersten Gruppe ist transparent für Licht.
Auf wenigstens einer Elektrode der zweiten Gruppe ist eine Schicht eines Dielektrikums angeordnet.
Auf wenigstens einer Elektrode der dritten Gruppe ist ein plattenförmiger Körper mit ionen- und elektronenpermeablen Eigenschaften als Separator angeordnet.
Der Träger ist ein wenigstens einmal geklappter, gefalteter, gefalzter, umgebogener oder umgeschlagener Träger, so dass sich zwischen dem Träger wenigstens ein Bereich der ersten Elektrode, die Schicht aus dem photovoltaisch aktivem Material und mindestens ein Bereich der zweiten Elektrode der ersten Gruppe als Solarelement, wenigstens ein Bereich der ersten Elektrode, das Dielektrikum und mindestens ein Bereich der zweiten Elektrode der zweiten Gruppe als Kondensator und wenigstens ein Bereich der ersten Elektrode, der Separator mit dem Elektrolyt und mindestens ein Bereich der zweiten Elektrode der dritten Gruppe als Sekundärelement befinden.
Dadurch ist ein kompaktes photovoltaisches Element mit integriertem Sekundärelement und Kondensator vorhanden.
Die Elektroden der dritten Gruppe sind nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 13 mit einem Abstand zueinander so angeordnet, dass ein mit Durchbrüchen versehener Bereich zwischen diesen Elektroden gleichzeitig ein Separator oder ein Bestandteil eines Separators ist. Weiterhin befinden sich die Elektroden der dritten Gruppe auf den sich gegenüberliegenden Seiten des flexiblen Körpers. Darüber hinaus sind der Bereich mit der ersten Elektrode und der Bereich mit der zweiten Elektrode der dritten Gruppe jeweils in Richtung des zwischen diesen Elektroden angeordneten Bereiches als Separator mit einem Elektrolyt geklappt, gefaltet, gefalzt, umgebogen oder umgeschlagen, so dass die Elektroden der dritten Gruppe in Richtung des Separators weisen. Damit ist vorteilhafterweise ein Bereich des Trägers gleichzeitig ein Separator.
Gegebenenfalls kann auf diesen Bereich eine weitere Schicht aufgebracht sein, welche zusätzliche Separationseigenschaften aufweist.
Auf dem Träger ist nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 14 mindestens eine Leiterbahn, wenigstens ein elektrisches Bauelement, mindestens eine elektrische Baugruppe oder wenigstens eine Kombination daraus angeordnet. Damit ist eine kompakte Baueinheit als photovoltaisches Element realisierbar.
Der Körper besitzt nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 15 wenigstens eine Sollbruchstelle und/oder Perforation für das Klappen, Falten, Falzen, Umbiegen oder Umschlagen. Dadurch wird dieser Vorgang vereinfacht.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen jeweils prinzipiell dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben.
Es zeigen:
1 ein photovoltaisches Element und
2a bis 2f ein photovoltaisches Element mit einem Solarelement und einem weiteren Element entweder als Sekundärelement oder Kondensator.
1. Ausführungsbeispiel
Ein photovoltaisches Element besteht in einem ersten Ausführungsbeispiel im Wesentlichen aus einem Träger 1, zwei Elektroden 2a, 2b und einer flexiblen Solarzelle.
Die 1 zeigt ein photovoltaisches Element in einer prinzipiellen Darstellung.
Die Elektroden 2a, 2b sind auf einem flexiblen und wenigstens bereichsweise für Licht transparenten Körper als Träger 1 aufgebracht. Auf einer Elektrode 2a befindet sich wenigstens bereichsweise eine Schicht 4 aus einem photovoltaisch aktiven Material. Die Elektrode 2a ist dabei transparent für Licht.
Auf dem Träger 1 und der zweiten Elektrode 2b befindet sich eine Passivierungsschicht 3. Die Passivierungsschicht 3 umschließt die zweite Elektrode 2b drei- oder vierseitig. Weiterhin kann diese auf der zweiten Elektrode 2b so aufgebracht sein, dass ein Bereich für die Schicht 4 aus dem photovoltaisch aktiven Material und ein nach außen weisender freier Bereich vorhanden sind.
Der Träger 1 ist ein geklappter, gefalteter, gefalzter, umgebogener oder umgeschlagener Träger 1, so dass sich zwischen dem Träger 1 die Elektroden 2a, 2b, die Schicht 4 aus dem photovoltaisch aktiven Material und die Passivierungsschicht 3 befinden. Die Elektroden 2a, 2b, die Schicht 4 aus dem photovoltaisch aktiven Material und die Passivierungsschicht 3 sind dabei so angeordnet, dass jeweils ein Bereich der Elektroden 2a, 2b frei zugänglich sind.
2. Ausführungsbeispiel
Ein photovoltaisches Element besteht in einem zweiten Ausführungsbeispiel im Wesentlichen aus einem Träger 1, zwei Elektroden 2a, 2b einer ersten Gruppe, einer flexiblen Solarzelle, zwei Elektroden 8a, 8b einer zweiten Gruppe und einem Separator mit einem Elektrolyt oder einem Dielektrikum.
Die 2 zeigt ein photovoltaisches Element mit einem Solarelement und einem weiteren Element entweder als Sekundärelement oder Kondensator in einer prinzipiellen Darstellung.
Auf dem Träger 1 sind die Elektroden 2a, 2b als erste Gruppe von Elektroden und eine Barriereschicht 6 aufgebracht. Der Träger 1 ist ein flexibler und wenigstens bereichsweise für Licht transparenter Körper. Auf der Barriereschicht 6 sind Leiterbahnen 7 als Stromleiter und Anschlüsse 10 und darauf die Elektroden 8a, 8b als zweite Gruppe von Elektroden aufgebracht. Die Anschlüsse 10 als Leiterbahnen 7 und/oder Bereichen von Elektroden 2, 8 können auch als nach außen lappende Anschlüsse 5 ausgebildet sein.
Auf einer Elektrode 2a der ersten Gruppe befindet sich eine Schicht 4 aus dem photovoltaisch aktiven Material als Solarzelle. Die andere Elektrode 2b der ersten Gruppe ist für Licht transparent.
Die Schicht 4 und die Elektroden 8 sind von einer Barriereschicht 3, 9 umgeben. Diese Barriereschichten 3, 9 können vorteilhafterweise aus dem gleichen Material bestehen.
Auf den Elektroden 8a, 8b der zweiten Gruppe sind ein Elektrolyt 11 aufgebracht. Weiterhin befindet sich auf dem Elektrolyt 11 der Elektrode 8a ein plattenförmiger Körper 12 mit ionen- und elektronenpermeablen Eigenschaften als Separator oder als Dielektrikum. Bei der ersten Variante ist ein Sekundärelement und bei der zweiten Variante ein Kondensator realisiert. Der Träger 1 ist ein wenigstens einmal geklappter, gefalteter, gefalzter, umgebogener oder umgeschlagener Träger 1, so dass sich zwischen dem Träger 1 ein Bereich der ersten Elektrode 2a, die Schicht 4 aus dem photovoltaisch aktivem Material und ein Bereich der zweiten Elektrode 2b der ersten Gruppe als Solarelement und ein Bereich der ersten Elektrode 8a, der Körper 9 und ein Bereich der zweiten Elektrode 8b der zweiten Gruppe als Sekundärelement oder Kondensator befinden.
Die Anschlüsse 10 können dabei so ausgebildet sein, dass diese als seitlich auslappende Kontakte ausgebildet sind.
Die Gruppen können in einer Ausführungsform auch so angeordnet sein, dass die Enden des Trägers 1 gegeneinander geklappt, gefaltet, gefalzt, umgebogen oder umgeschlagen sind, wobei der mittlere Bereich zur Kontaktierung nicht bedeckt ist. Dazu sind die erste Gruppe als Solarelement und die zweite Gruppe als entweder Sekundärelement oder Kondensator vor dem Klappen, Falten, Falzen, Umbiegen oder Umschlagen nebeneinander angeordnet.
In einer weiteren Ausführungsform können auch drei Gruppen von Elektroden angeordnet sein, so dass ein photovoltaisches Element mit wenigstens einer Kombination eines Solarelementes, eines Sekundärelementes und eines Kondensators realisierbar ist.
In weiteren Ausführungsformen können auf dem Träger 1 Leiterbahnen, elektrische Bauelemente, elektrische Baugruppen oder wenigstens eine Kombination daraus angeordnet sein. Dadurch sind die vielfältigsten Ausgestaltungen der photovoltaischen Elemente gegeben.

Claims

Photovoltaisches Element mit mindestens zwei Elektroden und wenigstens einer flexiblen Solarzelle, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden (2) auf einem flexiblen und wenigstens bereichsweise für Licht transparenten Körper als Träger (1) aufgebracht sind, dass sich auf mindestens einer Elektrode (2) wenigstens bereichsweise mindestens eine Schicht (4) aus einem photovoltaisch aktiven Material befindet, dass wenigstens eine der Elektroden (2) transparent für Licht ist und dass das ein geklappter, gefalteter, gefalzter, umgebogener oder umgeschlagener Träger (1) ist, so dass sich zwischen dem Träger (1) wenigstens ein Bereich der ersten Elektrode (2a), die Schicht (4) aus dem photovoltaisch aktivem Material und mindestens ein Bereich der zweiten Elektrode (2b) befinden.
Photovoltaisches Element nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht (4) aus dem photovoltaisch aktivem Material durch wenigstens einen mit Kleber, Lot oder anderem Verbindungsmittel versehenen Rahmen und/oder Steg begrenzt ist, so dass ein photovoltaisches Element oder mehrere photovoltaische Elemente realisiert sind, wobei der Rahmen und/oder der Steg ein separates Teil oder ein Bestandteil wenigstens einer der Elektroden (2) ist.
Photovoltaisches Element nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden (2) beabstandet zueinander auf dem Träger (1) angeordnet sind, dass sich zwischen den Elektroden (2) die Kante zum Klappen, Falten, Falzen, Umbiegen oder Umschlagen befindet, dass wenigstens eine der Elektroden als erste Elektrode mit einer Leiterbahn so verbunden ist, dass die Leiterbahn und die andere Elektrode als zweite Elektrode auf einem Endenbereich des Trägers (1) enden und der Endenbereich der Leiterbahn sowie ein Bereich der zweiten Elektrode elektrische Kontakte sind, und dass der Träger (1) so geklappt, gefaltet, gefalzt, umgebogen oder umgeschlagen ist, dass sich zwischen dem Träger (1) wenigstens ein Bereich der zweiten Elektrode, die Schicht (4) aus dem photovoltaisch aktivem Material und die erste Elektrode befinden und die Kontakte vom geklappten, gefalteten, gefalzten, umgebogenen oder umgeschlagenen Träger (1) nicht bedeckt sind.
Photovoltaisches Element nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden (2) beabstandet zueinander auf dem Träger (1) angeordnet sind, dass sich zwischen den Elektroden (2) die Kante zum Klappen, Falten, Falzen, Umbiegen oder Umschlagen befindet, dass die Elektroden (2) jeweils mit mindestens einer Leiterbahn so verbunden sind, dass die Leiterbahnen auf einem Endenbereich des Trägers (1) als elektrische Kontakte enden, und dass der Träger (1) so geklappt, gefaltet, gefalzt, umgebogen oder umgeschlagen ist, dass sich zwischen dem Träger (1) die Elektroden (2) und die Schicht (4) aus dem photovoltaisch aktivem Material befinden und die Kontakte vom geklappten, gefalteten, gefalzten, umgebogenen oder umgeschlagenen Träger (1) nicht bedeckt sind.
Photovoltaisches Element nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Gruppen bestehend aus jeweils zwei Elektroden auf einem flexiblen und wenigstens bereichsweise für Licht transparenten Körper als Träger (1) aufgebracht sind, dass sich mindestens auf einer Elektrode einer ersten Gruppe wenigstens bereichsweise mindestens eine Schicht (4) aus dem photovoltaisch aktiven Material als Solarzelle befindet, dass wenigstens eine der Elektroden der ersten Gruppe transparent für Licht ist, dass auf wenigstens einer Elektrode der zweiten Gruppe ein plattenförmiger Körper (12) mit ionen- und elektronenpermeablen Eigenschaften als Separator mit einem Elektrolyt angeordnet ist, dass das ein wenigstens einmal geklappter, gefalteter, gefalzter, umgebogener oder umgeschlagener Träger (1) ist, so dass sich zwischen dem Träger (1) wenigstens ein Bereich der ersten Elektrode, die Schicht aus dem photovoltaisch aktivem Material und mindestens ein Bereich der zweiten Elektrode der ersten Gruppe als Solarelement und wenigstens ein Bereich der ersten Elektrode, der Separator mit dem Elektrolyt und mindestens ein Bereich der zweiten Elektrode der zweiten Gruppe als Sekundärelement befinden, dass eine Elektrode der ersten Gruppe und eine Elektrode der zweiten Gruppe mit Leiterbahnen oder über eine Leiterbahn miteinander oder mit wenigstens einem elektronischen Bauelement auf dem Träger 1 verbunden sind und dass die andere Elektrode der ersten Gruppe und die andere Elektrode der zweiten Gruppe über Leiterbahnen entweder jeweils mit einem Anschlusskontakt oder mit wenigstens einem elektronischen Bauelement auf dem Träger zusammengeschaltet sind.
Photovoltaisches Element nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden der zweiten Gruppe mit einem Abstand zueinander so angeordnet sind, dass der mit Durchbrüchen versehene Bereich zwischen diesen Elektroden gleichzeitig ein Separator oder ein Bestandteil eines Separators ist, dass sich die Elektroden der zweiten Gruppe auf den sich gegenüberliegenden Seiten des flexiblen Körpers befinden und dass der Bereich mit der ersten Elektrode und der Bereich mit der zweiten Elektrode der zweiten Gruppe jeweils in Richtung des zwischen diesen Elektroden angeordneten Bereiches als Separator mit dem Elektrolyt geklappt, gefaltet, gefalzt, umgebogen oder umgeschlagen sind, so dass die Elektroden der zweiten Gruppe in Richtung des Separators weisen.
Photovoltaisches Element nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass im geklappten, gefalteten, gefalzten, umgebogenen oder umgeschlagenen Zustand der Bereich mit der zweiten Elektrode der zweiten Gruppe den Bereich mit dem Separator mit dem Elektrolyten überragt, so dass ein Bereich dieser Elektrode nicht bedeckt ist.
Photovoltaisches Element nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Solarelement und das Sekundärelement aufeinander geklappt, gefaltet, gefalzt, umgebogen oder umgeschlagen sind.
Photovoltaisches Element nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Gruppen bestehend aus jeweils zwei Elektroden auf einem flexiblen und wenigstens bereichsweise für Licht transparenten Körper als Träger (1) aufgebracht sind, dass sich mindestens auf einer Elektrode einer ersten Gruppe wenigstens bereichsweise mindestens eine Schicht (4) aus dem photovoltaisch aktiven Material als Solarzelle befindet, dass wenigstens eine der Elektroden der ersten Gruppe transparent für Licht ist, dass auf wenigstens einer Elektrode der zweiten Gruppe eine Schicht eines Dielektrikums angeordnet ist, dass das ein wenigstens einmal geklappter, gefalteter, gefalzter, umgebogener oder umgeschlagener Träger ist, so dass sich zwischen dem Träger wenigstens ein Bereich der ersten Elektrode, die Schicht (4) aus dem photovoltaisch aktivem Material und mindestens ein Bereich der zweiten Elektrode der ersten Gruppe als Solarelement und wenigstens ein Bereich der ersten Elektrode, das Dielektrikum und mindestens ein Bereich der zweiten Elektrode der zweiten Gruppe als Kondensator befinden, dass jeweils eine Elektrode der ersten Gruppe und der zweiten Gruppe über Leiterbahnen mit Anschlusskontakten oder eine Leiterbahn auf dem Träger (1) elektrisch leitend miteinander verbunden sind und dass jeweils die anderen Elektroden der ersten und der zweiten Gruppe jeweils mit einem Anschlusskontakt auf dem Träger (1) zusammengeschaltet sind.
Photovoltaisches Element nach Patentanspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass im geklappten, gefalteten, gefalzten, umgebogenen oder umgeschlagenen Zustand Bereiche der benachbarten Elektroden der ersten und der zweiten Gruppe nicht überdeckt sind.
Photovoltaisches Element nach Patentanspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Solarelement und der Kondensator aufeinander geklappt, gefaltet, gefalzt, umgebogen oder umgeschlagen sind.
Photovoltaisches Element nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens drei Gruppen bestehend aus jeweils zwei Elektroden auf einem flexiblen und wenigstens bereichsweise für Licht transparenten Körper als Träger (1) aufgebracht sind, dass sich mindestens auf einer Elektrode einer ersten Gruppe wenigstens bereichsweise mindestens eine Schicht (4) aus photovoltaisch aktivem Material als Solarzelle befindet, dass wenigstens eine der Elektroden der ersten Gruppe transparent für Licht ist, dass auf wenigstens einer Elektrode der zweiten Gruppe eine Schicht eines Dielektrikums angeordnet ist, dass auf wenigstens einer Elektrode der dritten Gruppe ein plattenförmiger Körper mit ionen- und elektronenpermeablen Eigenschaften als Separator angeordnet ist und dass das ein wenigstens einmal geklappter, gefalteter, gefalzter, umgebogener oder umgeschlagener Träger (1) ist, so dass sich zwischen dem Träger (1) wenigstens ein Bereich der ersten Elektrode, die Schicht (4) aus dem photovoltaisch aktivem Material und mindestens ein Bereich der zweiten Elektrode der ersten Gruppe als Solarelement, wenigstens ein Bereich der ersten Elektrode, das Dielektrikum und mindestens ein Bereich der zweiten Elektrode der zweiten Gruppe als Kondensator und wenigstens ein Bereich der ersten Elektrode, der Separator mit dem Elektrolyt und mindestens ein Bereich der zweiten Elektrode der dritten Gruppe als Sekundärelement befinden.
Photovoltaisches Element nach Patentanspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden der dritten Gruppe mit einem Abstand zueinander so angeordnet sind, dass ein mit Durchbrüchen versehener Bereich zwischen diesen Elektroden ein Separator oder ein Bestandteil eines Separators ist, dass sich die Elektroden der dritten Gruppe auf den sich gegenüberliegenden Seiten des flexiblen Körpers befinden und dass der Bereich mit der ersten Elektrode und der Bereich mit der zweiten Elektrode der dritten Gruppe jeweils in Richtung des zwischen diesen Elektroden angeordneten Bereiches als Separator mit einem Elektrolyt geklappt, gefaltet, gefalzt, umgebogen oder umgeschlagen sind, so dass die Elektroden der dritten Gruppe in Richtung des Separators weisen.
Photovoltaisches Element nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Träger (1) mindestens eine Leiterbahn, wenigstens ein elektrisches Bauelement, mindestens eine elektrische Baugruppe oder wenigstens eine Kombination daraus angeordnet ist.
Photovoltaisches Element nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper wenigstens eine Sollbruchstelle und/oder Perforation für das Klappen, Falten, Falzen, Umbiegen oder Umschlagen besitzt.