DE102010027779A1 - Collector i.e. sunlight collector, for use in building roof for e.g. building-integrated photovoltaic power generation, has substrate units comprising substrate layers and fluorescent material and spatially separated from each other by gap - Google Patents

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Abstract

The collector (10) has substrate units (12, 14, 16, 18) connected with a solar cell and comprising substrate layers (20, 22, 24, 26) and fluorescent material that is connected with the layers. The substrate units are spatially separated from each other by a gap (40), where end regions of the layers are connected by a spacer. A layer (38) filters the fluorescent material with noxious wavelengths of sunlight (36). The fluorescent material is designed as a dye film on a surface area of the layers, and exhibits gradated absorption or emission spectrum of the adjacent substrate units. An independent claim is also included for a collector arrangement comprising a receptacle.

Description

Die Erfindung betrifft einen Kollektor, insbesondere Sonnenlichtkollektor zur gebäudeintegrierten photovoltaischen Energiegewinnung, sowie eine den Kollektor umfassende Kollektoranordnung.The invention relates to a collector, in particular solar collector for building-integrated photovoltaic energy production, as well as a collector assembly comprising the collector.

Stand der TechnikState of the art

Es besteht ein stark wachsendes Bedürfnis an photovoltaischer Energiegewinnung beziehungsweise an Energiegewinnung mittels Solarzellen. Diese Art der Energiegewinnung ist besonders ressourcenschonend und emissionsarm und daher besonders umweltfreundlich. Dabei werden oftmals Konzentratoren verwendet, wie etwa aus US 4,488,047 bekannt.There is a rapidly growing need for photovoltaic energy production or energy production by means of solar cells. This type of energy production is particularly resource-saving and low in emissions and therefore particularly environmentally friendly. Concentrators are often used, such as US 4,488,047 known.

Kollektoren für Solarzellen werden klassischerweise per Aufdach- oder Indachmontage schräg auf Hausdächern installiert, damit die Haupteinfallsrichtung der solaren Strahlung möglichst oft senkrecht zur Modulfläche steht. Seit dem verstärkten Aufkommen von kostengünstigen Dünnschichtmodulen werden jedoch verstärkt auch ganze Gebäudefronten mit Solarpanelen bedeckt. Aus dieser Praxis entwickelt sich die sogenannte „gebäudeintegrierte Photovoltaik” (GIPV) oder auch „Building-integrated Photovoltaics” (BIPV). Bei der GIPV werden funktionale Gebäudeelemente, wie beispielsweise Dachziegel oder ähnliches, durch Solarzellen ersetzt. Die Solarzellen haben dann zwar reduzierte Anforderungen an den Wirkungsgrad, müssen aber unter Umständen zusätzliche gesetzliche Anforderungen an Gebäudeelemente erfüllen, wie diese bei den klassischen Aufdachinstallationen nicht erforderlich sind.Collectors for solar cells are traditionally installed by roof or in-roof installation obliquely on rooftops, so that the main direction of incidence of solar radiation as often as possible is perpendicular to the module surface. Since the increased emergence of low-cost thin-film modules, however, whole building fronts are increasingly covered with solar panels. From this practice, the so-called "building-integrated photovoltaics" (BIPV) or "Building Integrated Photovoltaics" (BIPV) is developing. In the GIPV functional building elements, such as roof tiles or the like, are replaced by solar cells. Although the solar cells then have reduced efficiency requirements, they may have to meet additional legal requirements for building elements, which are not required in classic on-roof installations.

Beispielsweise aus DE 10 2007 015 472 A1 und DE 10 2006 010 646 A1 ist es bekannt, Glasscheiben durch Dünnschichtmodule zu ersetzen beziehungsweise Solarzellen in Glasscheiben zu integrieren. Bei derartigen Anordnungen ist es möglich, die Halbleiterschicht zwischen zwei Glasplatten anzuordnen, wobei sie aufgrund ihrer geringen Schichtdicke semitransparent sein kann. Bei der Verwendung von transparenten Materialien für Vorder- und Rückseitenkonmtakte, könnte somit ein semitransparentes Modul erzeugt werden.For example DE 10 2007 015 472 A1 and DE 10 2006 010 646 A1 It is known to replace glass panes by thin-film modules or to integrate solar cells in glass panes. In such arrangements, it is possible to arrange the semiconductor layer between two glass plates, which may be semitransparent due to their small layer thickness. When using transparent materials for front and rear side conmacts, a semitransparent module could thus be produced.

Nachteilig hierbei ist jedoch, dass Dünnschichtzellen eine bestimmte Struktur auf dem Glas aufweisen, wohingegen von dem Architekten oder dem Benutzer meist eine homogene Färbung der Glasscheibe gewünscht wird. Diese Färbung ist dabei ferner nicht frei einstellbar, sondern wird durch das Halbleitermaterial und die Schichtdicke fest vorgegeben. Darüber hinaus zeichnet sich eine Dünnschicht-Produktionslinie dadurch aus, dass meist nur eine definierte Größe des Substrats hergestellt werden kann. Demgegenüber werden jedoch gerade bei der GIPV häufig variable Größen und bestenfalls frei formbare Scheibenelemente benötigt. Schließlich ist heutzutage die Wärmedämmung zur Isolierung von Gebäuden bei Gebäudeelementen ein wichtiges Merkmal. Für einen hinreichend hohen Wärmewiderstand muss die Dicke einer Dünnschichtzelle daher entsprechend groß gewählt werden, was gerade in Bezug auf das Gewicht und damit die Handhabbarkeit der Zelle nachteilig ist.The disadvantage here, however, is that thin-film cells have a specific structure on the glass, whereas the architect or the user usually desires a homogeneous coloring of the glass pane. This color is also not freely adjustable, but is fixed by the semiconductor material and the layer thickness. In addition, a thin-film production line is characterized in that usually only a defined size of the substrate can be produced. In contrast, however, especially in the GIPV often variable sizes and at best free-formable disc elements needed. Finally, today, thermal insulation for insulating buildings in building elements is an important feature. For a sufficiently high thermal resistance, therefore, the thickness of a thin-film cell must be chosen to be correspondingly large, which is disadvantageous in terms of weight and thus the handling of the cell.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Kollektor, insbesondere Sonnenlichtkollektor zur gebäudeintegrierten photovoltaischen Energiegewinnung, bereitzustellen, der bei einer guten thermischen Isolierung ästhetischen Anforderungen genügt.It is therefore an object of the present invention to provide a collector, in particular solar collector for building-integrated photovoltaic energy production, which meets aesthetic requirements with good thermal insulation.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.The object is achieved by the features of claim 1. Advantageous embodiments of the invention are specified in the dependent claims.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Kollektor wenigstens zwei mit einer Solarzelle verbindbare Substrateinheiten umfasst, die je eine Substratlage und ein mit dieser Substratlage verbundenes fluoreszierendes Material aufweisen, wobei die wenigstens zwei Substrateinheiten durch einen Spalt räumlich von einander getrennt sind.According to the invention, the collector comprises at least two substrate units which can be connected to a solar cell, each of which has a substrate layer and a fluorescent material connected to this substrate layer, the at least two substrate units being spatially separated from one another by a gap.

Durch eine derartige räumliche Trennung der Substrateinheiten wird eine thermische Isolierung erzielt, die vergleichbar ist zu bekannten modernen Mehrfachverglasungen. Bei der Verwendung leichter Substrat-Materialien kann das Gewicht des erfindungsgemäßen Kollektors jedoch vergleichsweise deutlich reduziert werden, so dass er insbesondere im Gebiet der GIPV sehr gut zu handhaben ist.By such a spatial separation of the substrate units thermal insulation is achieved, which is comparable to known modern multiple glazing. However, when using lightweight substrate materials, the weight of the collector according to the invention can be reduced comparatively significantly, so that it is very easy to handle, in particular in the area of BIPIP.

Durch eine definierte Auswahl des fluoreszierenden Materials kann dabei die Färbung des erfindungsgemäßen Kollektors bei der Produktion in gewissen Grenzen wunschgemäß eingestellt werden. Die erzielte Färbung ist dabei sehr homogen, was besonders einen ästhetischen Vorteil bietet.By means of a defined selection of the fluorescent material, the coloration of the collector according to the invention can be adjusted as desired within certain limits during production. The color obtained is very homogeneous, which offers an aesthetic advantage.

Ferner ist eine derartige Kollektoranordnung sehr kostengünstig in der Herstellung.Furthermore, such a collector arrangement is very inexpensive to manufacture.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung, sind die Substratlagen an ihren Endbereichen durch Abstandshalter miteinander verbunden. Dadurch wird eine stabile Struktur des Kollektors realisiert, ohne das Gewicht deutlich zu erhöhen. Ferner ist auf diese Weise eine einfache Möglichkeit gegeben, den Spalt luftdicht zu verschließen. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn die Abstandshalter Trocknungsmittel und/oder ein Bindemittel für Sauerstoff umfassen. Die Degradierung des fluoreszierenden Materials, verursacht durch Sauerstoff oder Feuchtigkeit, kann so verringert oder ganz vermieden werden. Darüber hinaus kann durch das Vorsehen eines Trocknungsmittels auch versehentlich in den Spalt gelangte Luftfeuchtigkeit nicht zu Kondenswasser führen, ästhetische Nachteile können so vermieden werden.In an advantageous embodiment of the present invention, the substrate layers are connected to one another at their end regions by spacers. As a result, a stable structure of the collector is realized without significantly increasing the weight. Furthermore, in this way there is an easy way to close the gap airtight. It is particularly advantageous if the Spacer comprises desiccant and / or a binder for oxygen. The degradation of the fluorescent material, caused by oxygen or moisture, can be reduced or avoided altogether. In addition, by providing a drying agent even accidentally entered into the gap humidity can not lead to condensation, aesthetic disadvantages can be avoided.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist das fluoreszierende Material ein Absorptionsspektrum auf, das von seinem Emissionsspektrum im wesentlichen vollständig getrennt ist. Dadurch kann verhindert werden, dass von dem fluoreszierenden Material emittierte Strahlung erneut von dem fluoreszierenden Material absorbiert wird. Auf diese Weise kann die Wahrscheinlichkeit verringert werden, dass die Strahlung in einem ungünstigen Winkel emittiert wird und deshalb den Kollektor wieder verlässt. Die Energie, die für eine Energieumwandlung verlorengeht, kann so wirksam verringert werden, was die Effektivität des erfindungsgemäßen Kollektors verbessert.In a further advantageous embodiment of the present invention, the fluorescent material has an absorption spectrum which is substantially completely separated from its emission spectrum. This can prevent the radiation emitted from the fluorescent material from being absorbed again by the fluorescent material. In this way, the probability can be reduced that the radiation is emitted at an unfavorable angle and therefore leaves the collector again. The energy lost for energy conversion can be effectively reduced, which improves the efficiency of the collector of the invention.

Es ist weiter vorteilhaft, wenn das fluoreszierende Material von zwei benachbarten Substrateinheiten ein abgestuftes Absorptions- beziehungsweise Emissionsspektrum aufweist. In anderen Worten absorbiert beziehungsweise emittiert das fluoreszierende Material einer ersten Substrateinheit Strahlung einer anderen Wellenlänge, als das fluoreszierende Material einer benachbarten Substrateinheit. Dadurch kann in jeder Substrateinheit jeweils ein bestimmter Teil des einfallenden Spektrums absorbiert und konzentriert werden. Auf diese Weise wird die Verwendung von speziell auf diese Teile des Spektrums angepasster Solarzellen für die Energieumwandlung möglich, was den Wirkungsgrad des Kollektors deutlich erhöht.It is also advantageous if the fluorescent material of two adjacent substrate units has a graduated absorption or emission spectrum. In other words, the fluorescent material of a first substrate unit absorbs or emits radiation of a different wavelength than the fluorescent material of an adjacent substrate unit. As a result, a specific part of the incident spectrum can in each case be absorbed and concentrated in each substrate unit. In this way, the use of specially adapted to these parts of the spectrum solar cells for energy conversion is possible, which significantly increases the efficiency of the collector.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist eine Schicht vorgesehen, die für das fluoreszierende Material schädliche Wellenlängen des Sonnenlichts herausfiltert. Dadurch wird das fluoreszierende Material geschützt und somit langlebiger. Kosten, die der Austausch eines degradierten fluoreszierenden Materials verursacht, können somit reduziert oder gänzlich vermieden werden.In a further advantageous embodiment of the present invention, a layer is provided which filters out harmful wavelengths of the sunlight for the fluorescent material. As a result, the fluorescent material is protected and thus more durable. Costs that cause the replacement of a degraded fluorescent material can thus be reduced or avoided altogether.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist das fluoreszierende Material als Farbstofffilm auf der Oberfläche der Substratlage ausgebildet. Dadurch kann eine besonders effektive Absorption des einfallenden Lichts erreicht werden.In a further advantageous embodiment of the present invention, the fluorescent material is formed as a dye film on the surface of the substrate layer. As a result, a particularly effective absorption of the incident light can be achieved.

Die Erfindung betrifft ferner eine Kollektoranordnung umfassend eine Aufnahme, in der ein erfindungsgemäßer Kollektor befestigbar ist, wobei in der Aufnahme für jede Substratlage wenigstens eine Halbleiterzelle angeordnet ist. Eine derartige Anordnung ist besonders vorteilhaft in der GIPV zu nutzen, da die Anordnung als solches gut als Gebäudeelement nutzbar ist. Ferner weist eine derartige Anordnung die Vorteile eines erfindungsgemäßen Kollektors auf.The invention further relates to a collector arrangement comprising a receptacle in which a collector according to the invention can be fastened, wherein at least one semiconductor cell is arranged in the receptacle for each substrate layer. Such an arrangement is particularly advantageous to use in the GIPV, since the arrangement as such is well usable as a building element. Furthermore, such an arrangement has the advantages of a collector according to the invention.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist die Aufnahme als Fensterrahmen ausgebildet. Dadurch lässt sich eine Anordnung gemäß der Erfindung besonders leicht als Gebäudeelement und damit in der GIPV verwenden.In an advantageous embodiment of the present invention, the receptacle is designed as a window frame. As a result, an arrangement according to the invention is particularly easy to use as a building element and thus in the GIPV.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist die Halbleiterzelle als Halbleiterzellstreifen ausgebildet. Dadurch lässt sich eine besonders große Variabilität in der strukturellen Gestaltung der erfindungsgemäßen Anordnung schaffen.In a further advantageous embodiment of the present invention, the semiconductor cell is formed as a semiconductor cell strip. As a result, a particularly large variability in the structural design of the arrangement according to the invention can be achieved.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sind in der Aufnahme Strahlungsquellen angeordnet, durch die Strahlung in die Substrateinheiten einleitbar ist. Durch diese Ausgestaltung ist die erfindungsgemäße Anordnung gleichermaßen als Energielieferant, wie auch als flächiges Leuchtelement nutzbar. Dies ist gerade in der GIPV von Vorteil, da hier ein ohnehin vorzusehendes Bauelement gleichzeitig eine Mehrzahl von Aufgaben lösen kann.In a further advantageous embodiment of the present invention, radiation sources are arranged in the receptacle, by means of which radiation can be introduced into the substrate units. With this configuration, the arrangement according to the invention can be used equally as an energy supplier, as well as a flat luminous element. This is particularly advantageous in the GIPV, since a component to be provided in any case can solve a plurality of tasks at the same time.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Gegenstände werden durch die Zeichnungen veranschaulicht und in der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Dabei ist zu beachten, dass die Zeichnungen nur beschreibenden Charakter haben und nicht dazu gedacht sind, die Erfindung in irgendeiner Form einzuschränken.Further advantages and advantageous embodiments of the subject invention are illustrated by the drawings and explained in the following description. It should be noted that the drawings have only descriptive character and are not intended to limit the invention in any way.

Es zeigen:Show it:

1 eine schematische Teilansicht eines erfindungsgemäßen Kollektors; 1 a schematic partial view of a collector according to the invention;

2 eine schematische Darstellung des über Abstandshalter verbundenen Endbereichs des Kollektors gemäß der Erfindung; 2 a schematic representation of the spacer-connected end portion of the collector according to the invention;

3 eine schematische Darstellung einer Aufnahme für eine Kollektoranordnung gemäß der Erfindung; 3 a schematic representation of a receptacle for a collector assembly according to the invention;

4 eine schematische Darstellung der Aufnahme für eine Kollektoranordnung gemäß der Erfindung; 4 a schematic representation of the receptacle for a collector assembly according to the invention;

5 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform der Aufnahme für eine Kollektoranordnung gemäß der Erfindung mit Strahlungsquellen. 5 a schematic representation of another embodiment of the receptacle for a Collector arrangement according to the invention with radiation sources.

1 zeigt schematisch eine Teilansicht eines Kollektors 10, insbesondere Sonnenlichtkollektors zur gebäudeintegrierten photovoltaischen Energiegewinnung, gemäß der vorliegenden Erfindung. Der Kollektor 10 weist wenigstens zwei, vorteilhafterweise jedoch eine Mehrzahl von Substrateinheiten 12, 14, 16, 18 auf. Im folgenden wird der erfindungsgemäße Kollektor in einer nicht beschränkenden Weise in einer Ausführungsform mit vier Substrateinheiten 12, 14, 16, 18 beschrieben. Es sind jedoch auch Ausführungsformen mit lediglich zwei Substrateinheiten 12, 14 und den hier entsprechend beschriebenen Merkmalen möglich. 1 schematically shows a partial view of a collector 10 , in particular solar collector for building-integrated photovoltaic power generation, according to the present invention. The collector 10 has at least two, but advantageously a plurality of substrate units 12 . 14 . 16 . 18 on. In the following, the collector according to the invention will be used in a non-limiting manner in an embodiment with four substrate units 12 . 14 . 16 . 18 described. However, there are also embodiments with only two substrate units 12 . 14 and the features described herein possible.

Gemäß 1 umfassen die vier Substrateinheiten 12, 14, 16, 18 jeweils eine Substratlage 20, 22, 24, 26 und ein fluoreszierendes Material.According to 1 include the four substrate units 12 . 14 . 16 . 18 one substrate layer each 20 . 22 . 24 . 26 and a fluorescent material.

Die Substratlagen 20, 22, 24, 26 sind zweckmäßigerweise transparent. Sie können beispielsweise aus Kunststoff oder Glas hergestellt sein. Geeignete Kunststoffe sind etwa Polymethylmethacrylat oder Polycarbonat. Vorzugsweise sind die Substratlagen 20, 22, 24, 26 eben ausgebildet und parallel zueinander angeordnet.The substrate layers 20 . 22 . 24 . 26 are suitably transparent. They can be made of plastic or glass, for example. Suitable plastics include polymethylmethacrylate or polycarbonate. Preferably, the substrate layers 20 . 22 . 24 . 26 just trained and arranged parallel to each other.

Das fluoreszierende Material kann beispielsweise als Farbstoff in den Substratlagen 20, 22, 24, 26 fein verteilt sein. Bevorzugt bildet das fluoreszierende Material jedoch eine fluoreszierende Schicht 28, 30, 32, 34 aus, die direkt an der jeweiligen Substratlage 20, 22, 24, 26 angeordnet ist derart, dass die Substratlage 20, 22, 24, 26 auf ihrer Oberfläche vollständig mit der fluoreszierenden Schicht 28, 30, 32, 34 bedeckt ist. Die fluoreszierende Schicht 28, 30, 32, 34 ist dabei vorteilhafterweise ein Farbstofffilm. Lediglich Endbereiche können von der Bedeckung ausgeschlossen sein, wie dies mit Bezug auf 2 beschrieben wird. Dabei weisen die Substratlagen 20, 22, 24, 26 vorzugsweise die gleiche Fläche auf. Die fluoreszierende Schicht 28, 30, 32, 34 kann beispielsweise aus organischen Farbstoffen, Quantenpunkten, beziehungsweise Quantendots, oder komplexeren Systemen bestehen. Quantendots sind hier vorteilhaft, weil ihre optischen Eigenschaften sehr genau einstellbar sind. Beispielhafte Farbstoffe sind organische Farbstoffe, wie etwa Rhodamin-Farbstoffe, Kumarinfarbstoffe oder Fluoreszein.The fluorescent material may be used, for example, as a dye in the substrate layers 20 . 22 . 24 . 26 be finely distributed. Preferably, however, the fluorescent material forms a fluorescent layer 28 . 30 . 32 . 34 from, which directly at the respective substrate position 20 . 22 . 24 . 26 is arranged such that the substrate layer 20 . 22 . 24 . 26 on its surface completely with the fluorescent layer 28 . 30 . 32 . 34 is covered. The fluorescent layer 28 . 30 . 32 . 34 is advantageously a dye film. Only end portions may be excluded from coverage, as with reference to FIG 2 is described. In this case, the substrate layers 20 . 22 . 24 . 26 preferably the same area. The fluorescent layer 28 . 30 . 32 . 34 may for example consist of organic dyes, quantum dots, or quantum dots, or more complex systems. Quantum dots are advantageous here because their optical properties are very precisely adjustable. Exemplary dyes are organic dyes such as rhodamine dyes, coumarin dyes or fluorescein.

Um eine Degradierung der fluoreszierenden Schichten 28, 30, 32, 34 durch Luftsauerstoff oder Luftfeuchtigkeit zu verhindern, sind diese vorzugsweise allesamt innerhalb des Kollektors 10 angeordnet. Daher können die fluoreszierenden Schichten 28, 30 der mit Bezug auf die Sonneneinstrahlung 36 obersten Substrateinheiten 12, 14 einander zugewandt angeordnet sein. Die folgenden fluoreszierenden Schichten 32, 34 sind jeweils durch eine Substratlage 22, 24 von der benachbarten fluoreszierenden Schicht getrennt. Durch eine derartige Anordnung wird sichergestellt, dass auf den Kollektor 10 auftreffende Sonnenstrahlung 36 zunächst mindestens einmal eine Substratlage 20 durchdringen muss, bevor sie auf die erste fluoreszierende Schicht 28 trifft. Das hat den Vorteil, dass in der Sonnenstrahlung 36 enthaltene UV-Anteile, die für das fluoreszierende Material schädlich sind und zu einer Degradierung desselben führen können, herausgefiltert werden. Die Lebensdauer des erfindungsgemäßen Kollektors 10 kann so deutlich verlängert werden.To a degradation of the fluorescent layers 28 . 30 . 32 . 34 by atmospheric oxygen or humidity, these are preferably all within the collector 10 arranged. Therefore, the fluorescent layers 28 . 30 the with respect to the sunlight 36 top substrate units 12 . 14 Be arranged facing each other. The following fluorescent layers 32 . 34 are each by a substrate layer 22 . 24 separated from the adjacent fluorescent layer. Such an arrangement ensures that the collector 10 incident solar radiation 36 first at least once a substrate layer 20 must penetrate before going to the first fluorescent layer 28 meets. This has the advantage of being in the sunlight 36 contained UV components which are harmful to the fluorescent material and can lead to a degradation of the same, are filtered out. The life of the collector according to the invention 10 can be extended so clearly.

Um diesen Effekt zu verstärken, kann ferner eine zusätzliche äußere Schutzschicht 38 vorgesehen sein, die derart ausgebildet ist, um die für das fluoreszierende Material schädliche Wellenlängen des Sonnenlichts herauszufiltern. Die Schutzschicht kann beispielsweise als optischer Filter ausgestaltet sein. Die Schutzschicht 38 kann beispielsweise unmittelbar auf der obersten, dem Sonnenlicht 36 zugewandten Substratlage 20 aufgebracht sein. Schädliche Wellenlängen sind dabei derartige Wellenlängen, die zu einer Degradierung des fluoreszierenden Materials führen oder diese besonders stark hervorrufen.To further enhance this effect, an additional outer protective layer can also be used 38 be provided, which is designed to filter out the harmful for the fluorescent material wavelengths of sunlight. The protective layer can be designed, for example, as an optical filter. The protective layer 38 For example, it can be directly on the top, the sunlight 36 facing substrate layer 20 be upset. Harmful wavelengths are wavelengths of this type which lead to a degradation of the fluorescent material or cause it to be particularly strong.

Das fluoreszierende Material, wie etwa die fluoreszierenden Schichten 28, 30, 32, 34 dient dazu, das auf den Kollektor 10 treffende Sonnenlicht 36 einer bestimmten Wellenlänge zu absorbieren und daraufhin Fluoreszenzstrahlung beziehungsweise Fluoreszenzlicht mit einer größeren Wellenlänge zu emittieren. Dabei ist es vorteilhaft, wenn ein großer Anteil des emittierten Lichtes beziehungsweise der emittierten Strahlung in der Substratlage 20, 22, 24, 26 durch Totalreflektion gefangen bleibt und so vergleichbar zu einem Lichtleiter zu einem ersten Endabschnitt wandert. An diesem Endabschnitt ist eine Solarzelle anordbar, wodurch die emittierte Strahlung in elektrische Energie umwandelbar ist.The fluorescent material, such as the fluorescent layers 28 . 30 . 32 . 34 This is for the collector 10 striking sunlight 36 absorb a certain wavelength and then emit fluorescence radiation or fluorescent light with a longer wavelength. It is advantageous if a large proportion of the emitted light or the emitted radiation in the substrate layer 20 . 22 . 24 . 26 trapped by total reflection and thus migrates comparable to a light guide to a first end portion. At this end portion of a solar cell can be arranged, whereby the emitted radiation is convertible into electrical energy.

Der Wirkungsgrad eines erfindungsgemäßen Kollektors 10 ist dann besonders hoch, wenn eine erste Substrateinheit 12 ein fluoreszierendes Material aufweist, das Sonnenlicht eines ersten Wellenlängenbereichs absorbiert und wieder emittiert und eine zweiten Substrateinheit 22 ein fluoreszierendes Material aufweist, das Sonnenlicht eines zweiten Wellenlängenbereichs absorbiert und wieder emittiert, und so weiter. In anderen Worten ist es vorteilhaft, wenn das fluoreszierende Material von zwei benachbarten Substrateinheiten ein abgestuftes Absorptions- beziehungsweise Emissionsspektrum aufweist. Dadurch kann, insbesondere wenn für jede Substrateinheit 12, 14, 16, 18 eine eigene Solarzelle vorgesehen ist, diese genau auf die von dem fluoreszierenden Material emittierte Strahlung angepasst und damit besonders effektiv sein.The efficiency of a collector according to the invention 10 is particularly high when a first substrate unit 12 a fluorescent material that absorbs and re-emits sunlight of a first wavelength range and a second substrate unit 22 having a fluorescent material that absorbs and re-emits sunlight of a second wavelength range, and so on. In other words, it is advantageous if the fluorescent material of two adjacent substrate units has a graduated absorption or emission spectrum. Thereby, especially if for each substrate unit 12 . 14 . 16 . 18 a separate solar cell is provided, this adapted exactly to the radiation emitted by the fluorescent material radiation and thus be particularly effective.

Die Substrateinheiten 12, 14, 16, 18 sind erfindungsgemäß durch je einen Spalt 40, 42, 44 räumlich von einander getrennt. Die so entstehenden Zwischenräume beziehungsweise Spalte 40, 42, 44 können mit einem Schutzgas, wie etwa Stickstoff, Argon oder Krypton, gefüllt sein. Insbesondere bei der Verwendung von Qauntendots als fluoreszierendem, Material in der fluoreszierenden Schicht 28, 30, 32, 34 ist die Verwendung eines inerten Schutzgases essentiell. Denn Quantendots sind gegenüber Luftsauerstoff besonders instabil. Dies gilt jedoch grundsätzlich für die meisten fluoreszierenden Materialien. The substrate units 12 . 14 . 16 . 18 are according to the invention by a gap 40 . 42 . 44 spatially separated from each other. The resulting gaps or gaps 40 . 42 . 44 can be filled with an inert gas, such as nitrogen, argon or krypton. Especially with the use of Qauntendots as a fluorescent, material in the fluorescent layer 28 . 30 . 32 . 34 the use of an inert gas is essential. Because quantum dots are particularly unstable to atmospheric oxygen. However, this is true for most fluorescent materials.

Durch den Aufbau aus alternierenden Substratlagen 12, 14, 16, 18 und Spalten 40, 42, 44, insbesondere dem so entstehenden alternierenden Aufbau aus Kunststoff- beziehungsweise Glas- und Gasschichten wird ein Effekt von gutem thermischem Widerstand erzielt, der vergleichbar ist mit dem einer Mehrfachverglasung. Durch den vorbezeichneten Aufbau kann somit eine ausgezeichnete thermische Isolierung erreicht werden. Eine derartige thermische Isolierung ist gerade bei Kollektoren, die in der GIPV Verwendung finden, wo Kollektoren somit Gebäudeelemente sind, von besonderem Vorteil. Denn so können beispielsweise Heizkosten gespart und damit die Umwelt entlastet werden.Due to the structure of alternating substrate layers 12 . 14 . 16 . 18 and columns 40 . 42 . 44 , In particular, the resulting alternating structure of plastic or glass and gas layers, an effect of good thermal resistance is achieved, which is comparable to that of a multiple glazing. By the aforementioned structure can thus be achieved excellent thermal insulation. Such thermal insulation is particularly advantageous for collectors used in BIPV, where collectors are building elements. For example, this can save heating costs and thus relieve the burden on the environment.

Durch den erfindungsgemäßen Mehrschichtaufbau wird es ferner möglich, das einfallende Licht 36 durch mehrere Schichten von verschiedenen Substrateinheiten 12, 14, 16, 18 zu filtern. Durch eine geeignete Auswahl insbesondere der Farbstoffkombinationen in den fluoreszierenden Materialien, wie etwa in den fluoreszierenden Schichten 28, 30, 32, 34, kann der Gesamtfarbeffekt des erfindungsgemäßen Kollektors 10 beeinflusst werden. Dadurch ist die wahrgenommene Färbung des Kollektors 10 bei ihrer Herstellung zumindest in gewissen Grenzen variierbar, wobei eine äußerst homogene Farbgebung erzielt wird.The multilayer structure according to the invention also makes it possible to control the incident light 36 through several layers of different substrate units 12 . 14 . 16 . 18 to filter. By appropriate selection, in particular, of the dye combinations in the fluorescent materials, such as in the fluorescent layers 28 . 30 . 32 . 34 , the overall color effect of the collector according to the invention 10 to be influenced. This is the perceived colouration of the collector 10 at least within certain limits variable during their production, with a highly homogeneous color is achieved.

Der Kollektor 10 weist einen ersten Endabschnitt 46 auf, der schematisch in 2 gezeigt ist. An diesem Endabschnitt 46 schließen die Substrateinheiten 12, 14, 16, 18 bündig zueinander ab und sind hier mit einer Solarzelle verbindbar. Dabei kann eine gemeinsame Solarzelle für sämtliche Substratlagen 12, 14, 16, 18 vorgesehen sein. Es ist jedoch zweckmäßig, für jede Substrateinheit 12, 14, 16, 18 eine eigene Solarzelle vorzusehen, wie dies mit Bezug auf die Kollektoranordnung gemäß 3 und 4 beschrieben wird. Dadurch kann, wie bereits ausgeführt, jede der Substrateinheiten 12, 14, 16, 18 zusammen mit der Solarzelle auf eine bestimmte Wellenlänge angepasst sein, um die Effektivität des Kollektors 10 zu erhöhen. Diesem ersten Endbereich 46 gegenüberliegend weisen die Substratlagen 20, 22, 24, 26 jeweils einen weiteren Endbereich auf, der mit einem Spiegel versehen sein kann. Auf diese Weise wird die von dem fluoreszierenden Material emittierte Strahlung auf den mit der Solarzelle verbindbaren Endabschnitt 46 gebündelt. Strahlungsverluste werden so reduziert.The collector 10 has a first end portion 46 on, which is schematically in 2 is shown. At this end section 46 close the substrate units 12 . 14 . 16 . 18 flush with each other and are here connected to a solar cell. In this case, a common solar cell for all substrate layers 12 . 14 . 16 . 18 be provided. However, it is convenient for each substrate unit 12 . 14 . 16 . 18 to provide a separate solar cell, as with respect to the collector assembly according to 3 and 4 is described. As a result, as already stated, each of the substrate units 12 . 14 . 16 . 18 be adapted to a specific wavelength along with the solar cell to increase the effectiveness of the collector 10 to increase. This first end area 46 opposite are the substrate layers 20 . 22 . 24 . 26 each have a further end region, which may be provided with a mirror. In this way, the radiation emitted by the fluorescent material becomes the end portion connectable to the solar cell 46 bundled. Radiation losses are reduced.

Gemäß 2 sind die Substrateinheiten 12, 14, 16, 18 an dem Endbereich 46 aneinander befestigt. Dazu sind Spacer, beziehungsweise Abstandshalter 48, 50, 52, vorgesehen, die die Substratlagen 20, 22, 24, 26 miteinander verbinden. Durch das Vorsehen der Abstandshalter 48, 50, 52 kann eine definierte Größe des Spalts 40, 42, 44 geschaffen werden. Darüber hinaus wird eine sehr stabile Konstruktion geschaffen, mit der der Kollektor 10 sicher und einfach zu handhaben ist. Ferner ermöglichen die Abstandshalter 48, 50, 52 eine luftdichte Abdichtung der Spalte 40, 42, 44, so dass der Eintritt von Luft und Feuchtigkeit, insbesondere Luftfeuchtigkeit, vermieden werden kann.According to 2 are the substrate units 12 . 14 . 16 . 18 at the end area 46 attached to each other. These are spacers or spacers 48 . 50 . 52 , provided that the substrate layers 20 . 22 . 24 . 26 connect with each other. By providing the spacers 48 . 50 . 52 can be a defined size of the gap 40 . 42 . 44 be created. In addition, a very stable construction is created with which the collector 10 safe and easy to handle. Furthermore, the spacers allow 48 . 50 . 52 an airtight seal of the column 40 . 42 . 44 , so that the entry of air and moisture, especially humidity, can be avoided.

Insbesondere bei leichten Beschädigungen, wie etwa Rissbildung, kann jedoch der Eintritt von Luftsauerstoff beziehungsweise Luftfeuchtigkeit nicht immer sicher vermieden werden, was zu einer beschleunigten Degradierung insbesondere des fluoreszierenden Materials führt. Um dies zu verhindern, ist in den Abstandshaltern 48, 50, 52 vorzugsweise ein Trocknungsmittel 54, 56, 58 und/oder einem Mittel zum Absorbieren von Sauerstoff 55, 57, 59 vorgesehen. Dadurch kann Luftfeuchtigkeit oder Sauerstoff, die ungewollt in die Spalte 40, 42, 44 eingedrungen sind, sicher aus diesen entfernt werden. Zwar sind derartige Absorptions- und/oder Trocknungsmedien 5459 nicht begrenzt haltbar. Jedoch kann eine Degradierung des fluoreszierenden Materials zumindest einen begrenzten Zeitraum, wie etwa vom Auftreten der Beschädigung bis zum Ersetzen des beschädigten Elements, verhindert werden. Auf diese Weise muss nicht der gesamte Kollektor 10 oder eine gesamte Substrateinheit 12, 14, 16, 18, sondern nur das jeweils beschädigte Element ausgetauscht werden, was die Kosten eines derartigen Austauschs deutlich senken kann.In particular, with slight damage, such as cracking, however, the ingress of atmospheric oxygen or atmospheric moisture can not always be safely avoided, which leads to an accelerated degradation of the fluorescent material in particular. To prevent this is in the spacers 48 . 50 . 52 preferably a drying agent 54 . 56 . 58 and / or a means for absorbing oxygen 55 . 57 . 59 intended. This can cause humidity or oxygen, which inadvertently enters the column 40 . 42 . 44 have penetrated, safely removed from these. Although such absorption and / or drying media 54 - 59 not limited shelf life. However, degradation of the fluorescent material for at least a limited period of time, such as from the occurrence of the damage to the replacement of the damaged element, can be prevented. That way, not the entire collector 10 or an entire substrate unit 12 . 14 . 16 . 18 but only the respective damaged element to be replaced, which can significantly reduce the cost of such exchange.

Wie beschrieben, können die Abstandshalter 48, 50, 52 vorteilhafterweise so angeordnet sein, dass freie Endbereiche der Substratlagen 20, 22, 24, 26 entstehen. An diesen Endebereichen ist ein fluoreszierendes Material nicht notwendig. Hier kann vielmehr der Übergang zum Halbleiter beziehungsweise zu der Solarzelle realisiert werden. Der erfindungsgemäße Kollektor 10 findet so vorteilhafterweise Verwendung in einer Kollektoranordnung, wie einer Kollektoranordnung zur gebäudeintegrierten photovoltaischen Energiegewinnung.As described, the spacers can 48 . 50 . 52 be advantageously arranged so that free end portions of the substrate layers 20 . 22 . 24 . 26 arise. At these end regions, a fluorescent material is not necessary. Instead, the transition to the semiconductor or to the solar cell can be realized here. The collector according to the invention 10 thus finds advantageous use in a collector arrangement, such as a collector arrangement for building-integrated photovoltaic energy.

Eine derartige Kollektoranordnung umfasst erfindungsgemäß eine Aufnahme 60, in der der Kollektor 10 befestigbar ist, wie dies in 3 gezeigt ist. Für den Fall, dass der Kollektor 10 als Fensterscheibe eines Gebäudes dienen soll, kann die Aufnahme 60 als Fensterrahmen ausgebildet sein. Die Aufnahme 60 muss jedoch nicht in Form eines festen Rahmens vorliegen, wenn der Kollektor 10 an sich eine ausreichend große strukturelle Stabilität aufweist.Such a collector arrangement according to the invention comprises a receptacle 60 in which the collector 10 is attachable, as in 3 is shown. In the event that the collector 10 when Window pane of a building is intended to serve the recording 60 be designed as a window frame. The recording 60 However, it does not have to be in the form of a fixed framework if the collector 10 in itself has a sufficiently high structural stability.

Die Aufnahme 60 umfasst eine Solarzelle beziehungsweise Halbleiterzelle, die insbesondere kristallines Silizium umfasst. Die Halbleiterzelle kann dabei als Halbleiterzellstreifen ausgebildet sein. Dabei ist für jede Substrateinheit 12, 14, 16, 18 jeweils ein Halbleiterzellstreifen 62, 64, 66, 68 vorgesehen. Die Halbleiterzellstreifen 62, 64, 66, 68 weisen hierzu einen seitlichen Abstand von einander auf, der genau der Größe der Spalte 40, 42, 44 entspricht. Dadurch ist der Kollektor 10 exakt in der Aufnahme 60 positionierbar. Ferner ist durch die Ausbildung der Halbleiterzellen als Zellstreifen ein modularer Aufbau von Konzentrator und Wandler möglich.The recording 60 comprises a solar cell or semiconductor cell, which in particular comprises crystalline silicon. The semiconductor cell may be formed as a semiconductor cell strip. It is for each substrate unit 12 . 14 . 16 . 18 one semiconductor cell strip each 62 . 64 . 66 . 68 intended. The semiconductor cell strips 62 . 64 . 66 . 68 have a lateral distance from each other, the exact size of the column 40 . 42 . 44 equivalent. This is the collector 10 exactly in the picture 60 positionable. Furthermore, a modular construction of concentrator and converter is possible by forming the semiconductor cells as cell strips.

Die Halbleiterzellstreifen 62, 64, 66, 68 werden vorzugsweise in einer Serienproduktion in einer Größe gefertigt. Für den Fall, dass die Größe der Substratlage die Länge der Halbleiterzellstreifen überragt, können, um im wesentlichen die gesamte Länge der Substratlagen 20, 22, 24, 26 mit einer Solarzelle zu versehen, die Halbleiterzellstreifen 62, 64, 66, 68 mit weiteren Halbleiterzellstreifen 70, 72, 74, 76 über eine elektrische Verbindung 78, 80, 82, 84 miteinander verbunden sein. Um Strahlungsverluste zu vermeiden, ist in dem Bereich der elektrischen Verbindungen 78, 80, 82, 84 ein verspiegelter Bereich 86 vorgesehen.The semiconductor cell strips 62 . 64 . 66 . 68 are preferably manufactured in a mass production in one size. In the event that the size of the substrate layer projects beyond the length of the semiconductor cell strips, substantially the entire length of the substrate layers may be used 20 . 22 . 24 . 26 to provide with a solar cell, the semiconductor cell strips 62 . 64 . 66 . 68 with further semiconductor cell strips 70 . 72 . 74 . 76 via an electrical connection 78 . 80 . 82 . 84 be connected to each other. To avoid radiation losses is in the range of electrical connections 78 . 80 . 82 . 84 a mirrored area 86 intended.

Emittierte Strahlung, die außerhalb der Solarzellen aus den Substratlagen 20, 22, 24, 26 austritt, wird so durch den verspiegelten Bereich 86 reflektiert. Für den Fall, dass eine Vielzahl von Halbleiterzellstreifen hintereinander angeordnet ist, ist zweckmäßigerweise eine Vielzahl verspiegelter Bereiche vorgesehen. Auf jeden Fall sind die Halbleiterzellen in Serie schaltbar, um eine entsprechende Modulspannung zu erzeugen und über einen Wandler zur Verfügung zu stellen.Emitted radiation, outside the solar cells from the substrate layers 20 . 22 . 24 . 26 exit, so through the mirrored area 86 reflected. In the event that a plurality of semiconductor cell strips is arranged one behind the other, a plurality of mirrored areas is expediently provided. In any case, the semiconductor cells are switchable in series to produce a corresponding module voltage and to provide via a transducer.

Darüber hinaus kann durch die Verwendung des verspiegelten Bereichs 86 die Größe der Aufnahme 60 variabel gestaltet werden. Denn die Größe muss nun nicht zwingend das Vielfache der Länge einer Halbleiterzelle beziehungsweise eines Halbleiterzellstreifens betragen. Abweichungen von einem Vielfachen der Länge der Halbleiterzellstreifen können so durch den oder die verspiegelten Bereiche ausgeglichen werden. Gerade bei der Ausgestaltung der Aufnahme 60 als Fensterrahmen ist diese Ausgestaltung von Vorteil, da eine sehr große Variabilität bezüglich einer zu realisierenden Fenstergröße gegeben ist, da auch die Form des Kollektors 10 an sich in gewissen Grenzen frei wählbar ist.In addition, through the use of the mirrored area 86 the size of the recording 60 be made variable. For the size does not necessarily have to amount to a multiple of the length of a semiconductor cell or of a semiconductor cell strip. Deviations of a multiple of the length of the semiconductor cell strips can thus be compensated for by the mirrored region (s). Especially in the design of the recording 60 As a window frame, this embodiment is advantageous because a very large variability is given with respect to a window size to be realized, as well as the shape of the collector 10 in itself within certain limits is freely selectable.

Es ist besonders vorteilhaft, wenn die Halbleiterzellen lösbar in der Aufnahme 60 befestigt sein. Dadurch können die Halbleiterzellen beziehungsweise die Solarzellen auf einfache Weise ausgetauscht werden. So kann zum einen auf Neuentwicklungen reagiert und effizientere Zellen eingebaut werden. Ferner ist der Ersatz defekter Zellen so einfach möglich.It is particularly advantageous if the semiconductor cells are detachable in the receptacle 60 be attached. As a result, the semiconductor cells or the solar cells can be exchanged in a simple manner. On the one hand, it can react to new developments and integrate more efficient cells. Furthermore, the replacement of defective cells is so easy.

Eine lösbare Befestigung der Solarzellen beziehungsweise Halbleiterzellen in der Aufnahme 60 ist insbesondere durch einen Clipmechanismus realisierbar. Hierzu kann der Kollektor 10 Cliplaschen aufweisen, die entsprechende Gegenelemente an der Aufnahme 60 hintergreifen, oder umgekehrt. Dadurch ist es möglich, den Wirkungsgrad der erfindungsgemäßen Anordnung zu erhalten, wenn das fluoreszierende Material von nur begrenzter Haltbarkeit ist. Der Austausch des Kollektors 10 wird so problemlos möglich. Ferner kann auf sich verändernde ästhetische Ansprüche reagiert werden. Wenn sich der Geschmack des Benutzers ändert, kann durch einen einfach zu gestaltenden Austausch des Kollektors 10 eine neue Färbung erhalten werden.A detachable attachment of the solar cells or semiconductor cells in the recording 60 is in particular realized by a clip mechanism. For this purpose, the collector 10 Cliplaschen have, the corresponding counter-elements on the recording 60 behind, or vice versa. This makes it possible to obtain the efficiency of the arrangement according to the invention when the fluorescent material is of only limited durability. Replacement of the collector 10 is so easily possible. Furthermore, it can be responded to changing aesthetic demands. If the taste of the user changes, can through an easy-to-design exchange of the collector 10 to get a new coloring.

Insbesondere bei einer lösbaren Befestigung des Kollektors 10 an der Aufnahme 60 kann eine Schutzschicht 88 vorgesehen sein, wie dies in 4 zu erkennen ist. Die Schutzschicht 88 ist beispielsweise zwischen dem Kollektor 10, beziehungsweise zwischen den Endbereichen der Substratlagen 20, 22, 24, 26 und den Halbleiterzellen angeordnet. Dadurch kann eine Beschädigung der Halbleiterzellen bei dem Einsetzen des Kollektors 10 in die Aufnahme 60 verhindert werden. Um die Wirksamkeit der Anordnung nicht zu beeinträchtigen, ist die Schutzschicht transparent ausgestaltet. Emittierte Strahlung kann die Schutzschicht 88 so problemlos durchdringen und zu den Halbleiterzellen gelangen.Especially with a releasable attachment of the collector 10 at the reception 60 can be a protective layer 88 be provided, as in 4 can be seen. The protective layer 88 is for example between the collector 10 , or between the end regions of the substrate layers 20 . 22 . 24 . 26 and the semiconductor cells arranged. This can damage the semiconductor cells at the onset of the collector 10 in the recording 60 be prevented. In order not to impair the effectiveness of the arrangement, the protective layer is made transparent. Emitted radiation can be the protective layer 88 so easily penetrate and get to the semiconductor cells.

Bei alledem ist eine Abdichtung zweckmäßig, die die Anordnung gegenüber der Umgebung abdichtet und so verhindert, dass Luftfeuchtigkeit oder Sauerstoff beispielsweise an die Halbleiterzelle gelangt. Dazu kann ein Dichtmaterial 90 vorgesehen sein, dass zwischen der Aufnahme 60 und dem Kollektor 10 angeordnet ist.In all this, a seal is expedient which seals the arrangement with respect to the environment and thus prevents atmospheric moisture or oxygen from reaching the semiconductor cell, for example. This can be a sealing material 90 be provided that between the recording 60 and the collector 10 is arranged.

Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in 5 gezeigt. Gemäß 5 sind in der Aufnahme 60 Strahlungsquellen angeordnet. Dabei handelt es sich vorzugsweise um Leuchtquellen 92, wobei jeder Substrateinheit 12, 14, 16, 18 eine Strahlungs- beziehungsweise Lichtquelle zugeordnet sein sollte. Diese Leuchtquellen 92 können beispielsweise als LEDs (Light Emitting Diodes) ausgebildet sein. Die Leuchtquellen 92 werden von einem elektrischen Anschluss versorgt, der in der Aufnahme 60 angeordnet sein kann. Die LEDs leiten Strahlung in die Substrateinheiten 12, 14, 16, 18 ein. Der Strahlungsübergang kann durch das Vorsehen eines Lichtleiters 94 unterstützt werden der zwischen der Substrateinheit 12 und der Leuchtquelle 94 angeordnet ist. Auf diese Weise können die einzelnen Substrateinheiten 12, 14, 16, 18 beziehungsweise das in diesen enthaltene fluoreszierende Material insbesondere dann, wenn kein Sonnenlicht auf den Kollektor 10 fällt, zum Leuchten angeregt werden. Dadurch kann ein für den Benutzer angenehmer Leuchtton erzeugt werden. Die erfindungsgemäße Anordnung kann somit gleichermaßen als flächige Lichtquelle arbeiten.Another embodiment of the present invention is in 5 shown. According to 5 are in the recording 60 Radiation sources arranged. These are preferably light sources 92 , wherein each substrate unit 12 . 14 . 16 . 18 a radiation or light source should be assigned. These light sources 92 For example, they may be formed as LEDs (Light Emitting Diodes). The light sources 92 are powered by an electrical outlet that is in the receptacle 60 can be arranged. The LEDs direct radiation into the substrate units 12 . 14 . 16 . 18 one. The radiation transition can be achieved by providing a light guide 94 be supported between the substrate unit 12 and the light source 94 is arranged. In this way, the individual substrate units 12 . 14 . 16 . 18 or the fluorescent material contained in these particular when no sunlight on the collector 10 falls, be excited to shine. As a result, a pleasant tone that is pleasant for the user can be generated. The arrangement according to the invention can thus work equally well as a flat light source.

Ist ein zusätzlicher Energiespeicher, wie etwa ein Akkumulator vorgesehen, kann somit die Energie für die Beleuchtung eines Raumes bei Sonneneinstrahlung gesammelt und bei Dunkelheit abgegeben werden. Auf diese Weise entsteht ein unabhängiges Beleuchtungssystem, bei dem die verbrauchte Energie gleichermaßen erzeugt wird. Dabei wird in der Regel sogar deutlich mehr Energie gespeichert, als von der Beleuchtung verbraucht wird, so dass die Verwendung zur Energiegewinnung weiterhin möglich ist.If an additional energy storage, such as an accumulator provided, thus the energy for the illumination of a room can be collected in sunlight and delivered in the dark. In this way, an independent lighting system is created in which the consumed energy is generated equally. As a rule, significantly more energy is stored than is consumed by the lighting, so that the use for energy production is still possible.

In einer alternativen Ausführungsform wäre es ferner denkbar, die Halbleiterzelle auf den Seiten des Kollektors, also am Endbereich der Substrateinheiten 12, 14, 16, 18 in Dünnschichttechnik zu realisieren. Dadurch würde eine Kollektoranordnung geschaffen, in der eine noch größere Variabilität in der Gestaltung der Form des Kollektors, beziehungsweise seiner Anordnung möglich ist.In an alternative embodiment, it would also be conceivable to use the semiconductor cell on the sides of the collector, ie at the end region of the substrate units 12 . 14 . 16 . 18 to realize in thin-film technology. This would create a collector arrangement in which an even greater variability in the design of the shape of the collector, or its arrangement is possible.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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  • DE 102006010646 A1 [0004] DE 102006010646 A1 [0004]

Claims (10)

Kollektor, insbesondere Sonnenlichtkollektor zur gebäudeintegrierten photovoltaischen Energiegewinnung, umfassend wenigstens zwei mit einer Solarzelle verbindbare Substrateinheiten (12, 14), die je eine Substratlage (20, 22) und ein mit dieser Substratlage verbundenes fluoreszierendes Material aufweisen, wobei die wenigstens zwei Substrateinheiten (12, 14) durch einen Spalt (40) räumlich von einander getrennt sind.Collector, in particular solar collector for building-integrated photovoltaic energy production, comprising at least two substrate units connectable to a solar cell ( 12 . 14 ), each having a substrate layer ( 20 . 22 ) and a fluorescent material associated with said substrate layer, said at least two substrate units ( 12 . 14 ) through a gap ( 40 ) are spatially separated from each other. Kollektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Substratlagen (20, 22) an ihren Endbereichen durch einen Abstandshalter (48) miteinander verbunden sind.Collector according to claim 1, characterized in that the substrate layers ( 20 . 22 ) at their end regions by a spacer ( 48 ) are interconnected. Kollektor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das fluoreszierende Material ein Absorptionsspektrum aufweist, das von seinem Emissionsspektrum im wesentlichen vollständig getrennt ist.A collector according to claim 1 or 2, characterized in that the fluorescent material has an absorption spectrum which is substantially completely separated from its emission spectrum. Kollektor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das fluoreszierende Material von zwei benachbarten Substrateinheiten (12, 14) ein abgestuftes Absorptions- beziehungsweise Emissionsspektrum aufweist.Collector according to one of claims 1 to 3, characterized in that the fluorescent material of two adjacent substrate units ( 12 . 14 ) has a graded absorption or emission spectrum. Kollektor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schicht (38) vorgesehen ist, die für das fluoreszierende Material schädliche Wellenlängen des Sonnenlichts herausfiltert.Collector according to one of claims 1 to 4, characterized in that a layer ( 38 ) which filters out harmful wavelengths of the sunlight for the fluorescent material. Kollektor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das fluoreszierende Material als Farbstofffilm (28, 30) auf der Oberfläche der Substratlage (12, 14) ausgebildet ist.Collector according to one of claims 1 to 5, characterized in that the fluorescent material as a dye film ( 28 . 30 ) on the surface of the substrate layer ( 12 . 14 ) is trained. Kollektoranordnung, insbesondere Sonnenlichtkollektoranordnung, umfassend eine Aufnahme (60), in der ein Kollektor (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 befestigbar ist, wobei in der Aufnahme (60) für jede Substratlage (20, 22) wenigstens eine Halbleiterzelle angeordnet ist.Collector arrangement, in particular solar collector arrangement, comprising a receptacle ( 60 ), in which a collector ( 10 ) can be fastened according to one of claims 1 to 6, wherein in the receptacle ( 60 ) for each substrate layer ( 20 . 22 ) at least one semiconductor cell is arranged. Kollektoranordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (60) als Fensterrahmen ausgebildet ist.Collector arrangement according to claim 7, characterized in that the receptacle ( 60 ) is designed as a window frame. Kollektoranordnung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Halbleiterzelle als Halbleiterzellstreifen (62, 64) ausgebildet ist.Collector arrangement according to Claim 7 or 8, characterized in that the semiconductor cell is in the form of a semiconductor cell strip ( 62 . 64 ) is trained. Kollektoranordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass in der Aufnahme (60) Strahlungsquellen (94) angeordnet sind, durch die Strahlung in die Substrateinheiten (12, 14) einleitbar ist.Collector arrangement according to one of claims 7 to 9, characterized in that in the receptacle ( 60 ) Radiation sources ( 94 ) are arranged by the radiation in the substrate units ( 12 . 14 ) can be introduced.
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