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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Formteils sowie ein Formteil.
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Stand der Technik
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Derzeit werden auf organischer Photovoltaik (OPV) basierende Module auf starren Glassubstraten oder flexiblen Metall- und Polymerfolien hergestellt. Aus den Substrattypen ergeben sich hinsichtlich Aufbau und Richtung des Stromflusses unterschiedliche Varianten, der prinzipielle Aufbau eines solchen Moduls stellt sich jedoch immer wie folgt dar: Substrat (Glas, Polymerfolie), transparente Leitschicht (Leitoxid, Leitpolymer), Donor bzw. Absorber (ZnPC, CuPC, P3HT), Misch-Schicht, Akzeptor bzw. Absorber (PTCBl, C60, PCBM) und Gegenelektrode (Silber, Aliminium). Dieser prinzipielle Aufbau stellt ein Schichtsystem dar, welches eine transparente Frontelektrode eine darauf folgende Transportschicht, eine oder mehrere Absorberschichten (je nach Aufbau als single junction oder Tandem- bzw. Triplezelle) eine weitere Transportschich und eine meist metallische Rückelektrode umfasst.
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Dieser Zellaufbau liefert jedoch keine nutzbare Spannung, weshalb solche Zellen typischer Weise auf einem Substrat in Reihe geschaltet werden (monolithische Verschaltung), um die Modulspannung entsprechend der Anzahl der Zellen zu multiplizieren. Eine solche Verschaltung wird über drei dem Fachmann bekannte Strukturierungsschritte realisiert. Die Serienverschaltung entsteht durch die Strukturierung der transparenten Leitschicht im ersten Schritt, des Absorbers im zweiten Schritt, dem dann folgenden Auftrag des Rückkontakts (Kurzschluss zwischen Rückkontakt der Zelle (n) mit dem Frontkontakt der Zelle (n + 1) und abschließender Strukturierung des Rückkontakts (Isolation zwischen Rückkontakt der Zellen (n) und (n + 1).
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Die auf starren Glassubstraten hergestellten Module sind jedoch nicht formbar und eignen sich somit lediglich für Anwendungen auf ebenen Flächen.
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Eine Fertigung auf Folien hat zur Folge, dass das Produkt keine eigene Formstabilität aufweist.
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Offenbarung der Erfindung
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Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Formteils mit mindestens einem Organische-Photovoltaik-Modul, umfassend die Verfahrensschritte:
- a) Fertigen mindestens eines Organische-Photovoltaik-Moduls auf einem planaren Substrat;
- b) Formen, insbesondere Verformen, des mit dem mindestens einen Organische-Photovoltaik-Modul versehenen Substrats derart, dass mindestens ein gekrümmter Flächenabschnitt ausgebildet wird, welcher mindestens ein Organische-Photovoltaik-Modul aufweist; und
- c) Fixieren der in Verfahrensschritt b) gegebenen Form.
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Das Verfahren ermöglicht es vorteilhafterweise formstabile und insbesondere mechanische stabile Photovoltaik-Module für beliebig geformte Flächen zur Verfügung zu stellen. Dies ermöglicht vorteilhafterweise eine große Zahl von neuen Photovoltaik-Anwendungsgebiete, wie beispielsweise gewölbte beziehungsweise gekrümmte Fahrzeugteile, wie Karosserieteile, Freiform-Gebäudeteile oder beliebig geformte Unterhaltungselektronik-Produkte zu erschließen. Dabei kann eine Krümmung der Photovoltaikmodule dadurch realisiert werden, dass als Photovoltaikmodule Organische-Photovoltaik-Module und keine, nur planar ausbildbaren, anorganischen Photovoltaikmodule eingesetzt werden.
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In Verfahrensschritt a) kann insbesondere auch eine Vielzahl von Organische-Photovoltaik-Modulen gefertigt werden.
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Die Fertigung der Organische-Photovoltaik-Module kann in Verfahrensschritt a) durch in der Literatur beschriebene, insbesondere zur Massenfertigung geeignete, Prozesse erfolgen, insbesondere welche eine Fertigung von formbaren, mit mindestens einem Organische-Photovoltaik-Modul versehenen Substraten erlauben.
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Neben dem mindestens einen gekrümmten Flächenabschnitt können in Verfahrensschritt b) auch einer oder mehrere Flächenabschnitte planar bleiben, insbesondere welche ebenfalls eines oder mehrere Organische-Photovoltaik-Module aufweisen können.
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Das Substrat kann sowohl ein Bestandteil des beziehungsweise der Organische-Photovoltaik-Module als auch ein zusätzliches Bauteil sein. Insofern das Substrat ein Bestandteil des beziehungsweise der Organische-Photovoltaik-Module ist, ist es möglich, dass das Substrat auch als eine Funktionsschicht des beziehungsweise der Organische-Photovoltaik-Module dient.
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Das mindestens eine Organische-Photovoltaik-Modul kann insbesondere transparent sein. In Kombination mit einem transparenten Substrat kann so vorteilhafterweise ein transparentes Formteil hergestellt werden, welches beispielsweise als Fahrzeugscheibe, Fahrzeugdachfenster oder Gebäudefenster eingesetzt werden kann.
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Im Rahmen einer Ausführungsform ist das Substrat ein Polymersubstrat oder ein metallisches Substrat. Polymersubstrate haben den Vorteil, dass diese ein geringes Gewicht aufweisen, transparent sein können und zudem, beispielsweise durch die später erläuterten Prozesse, einfach und kostengünstig verarbeitet werden können. Ein geringes Gewicht ist dabei insbesondere für mobile Anwendungen, beispielsweise im Fahrzeugbereich und im Bereich der Unterhaltungselektronik vorteilhaft, da durch ein geringes Gewicht weniger kinetische Energie aufgebracht werden muss, was sich im Bereich der Fahrzeugtechnik vorteilhaft auf die Reichweite des Fahrzeugs und im Bereich der Unterhaltungselektronik vorteilhaft auf den Tragekomfort für den Benutzer auswirken kann. Metallische Substrate können vorteilhafterweise Licht reflektieren, was zu einem höheren Wirkungsgrad der Organische-Photovoltaik-Module führen kann. Insbesondere kann das Substrat ein Polymersubstrat sein.
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Das Substrat kann sowohl formstabil beziehungsweise starr als auch flexibel ausgestaltet sein.
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Zum Beispiel kann das Polymersubstrat ein formstabiles beziehungsweise starres Polymersubstrat, beispielsweise eine Polymerplatte, oder ein flexibles Polymersubstrat, beispielsweise eine Polymerfolie, sein. Als metallisches Substrat kann beispielsweise eine Metallfolie oder gegebenenfalls ein Metallblech eingesetzt werden.
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Formstabile beziehungsweise starre Polymersubstrate, beispielsweise Polymerplatten, aus thermoplastischen Polymeren können beispielsweise in Verfahrensschritt b) thermoplastisch verformt werden. Dabei kann das Polymersubstrat sowohl während des Modulfertigungsprozesses als auch in der späteren Anwendung formstabil beziehungsweise starr sein und nur zur Formgebung temporär erweicht werden. Während der thermoplastischen Formgebung kann das Substratmaterial insbesondere erwärmt werden, sodass der Widerstand des Substratmaterials gegen Verformung herabgesetzt wird. Die Erwärmung sollte insbesondere dergestalt erfolgen, dass die auf dem Substrat befindlichen Organische-Photovoltaik-Module nicht geschädigt werden.
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Flexible Polymersubstrate, beispielsweise Polymerfolien, oder Metallfolien können vorteilhafterweise besonders einfach geformt und in Verfahrensschritt c) beispielsweise durch Verstärken mit einem Formkörper in der gegebenen Form fixiert werden. Dabei ist es sowohl möglich, dass das Formen, also Verfahrensschritt b), und das Fixieren der gegebenen Form, also Verfahrensschritt c), nacheinander als auch gleichzeitig erfolgen können. Beispielsweise kann die Polymerfolie beziehungsweise die Metallfolie während eines Hinterspritzungsprozesses, insbesondere mittels Folienhinterspritzung, eines Schweißprozesses oder eines Klebeprozesses gleichzeitig geformt und in der gegebenen Form fixiert werden.
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Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform ist das Substrat daher ein formstabiles beziehungsweise starres Polymersubstrat, beispielsweise eine Polymerplatte, oder eine Polymerfolie oder eine Metallfolie.
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Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform umfasst das Polymersubstrat mindestens ein thermoplastisches Polymer. Insbesondere kann das Polymersubstrat aus mindestens einem thermoplastischen Polymer ausgebildet sein.
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Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform umfasst das Polymersubstrat mindestens ein thermoplastisches Polymer, welches ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Polycarbonaten, Polyacrylaten, wie Polymethylmethacrylat, Polystyrolen, Polyolefinen, wie Polyethylen (PE) und/oder Polypropylen (PP), Polyestern, wie Polyethylennaphthalat (PEN), und Mischungen davon. Insbesondere kann das Polymersubstrat aus mindestens einem thermoplastischen Polymer ausgebildet sein, welches ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Polycarbonaten, Polyacrylaten, wie Polymethylmethacrylat, Polystyrolen, Polyolefinen, wie Polyethylen und/oder Polypropylen, Polyestern, wie Polyethylennaphthalat, und Mischungen davon.
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Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform ist das Polymersubstrat transparent. Durch Kombination von transparenten Organische-Photovoltaik-Modulen mit einem transparenten Polymersubstrat können vorteilhafterweise gewölbte beziehungsweise gekrümmte mit einer Photovoltaikfunktion versehene Fensterscheiben, wie Fahrzeugfensterscheiben oder Gebäudefensterscheiben, bereitgestellt werden.
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In Verfahrensschritt b) kann zum Beispiel mindestens ein gekrümmter Flächenabschnitt, welcher mindestens ein Organische-Photovoltaik-Modul aufweist, ausgebildet werden, welcher ein Ziehverhältnis β ≤ 10, beispielsweise von 5, aufweist und/oder einen minimalen Krümmungsradius von ≥ 2 mal Bauteildicke/Materialstärke, beispielsweise von ≥ 1 mm, aufweist.
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Zum Beispiel kann in Verfahrensschritt b) mindestens ein gekrümmter Flächenabschnitt, welcher mindestens ein Organische-Photovoltaik-Modul aufweist, ausgebildet werden, welcher ein Ziehverhältnis β ≥ 1,2 oder ≥ 1,3 oder ≥ 1,5 oder ≥ 1,7 oder ≥ 2, beispielsweise von 5, aufweist und/oder bei dem das Verhältnis zwischen der maximalen Krümmungsauslenkung und der maximalen Längserstreckung des Formteils ≥ 0,05, beispielsweise ≥ 0,15, ist. Dies hat den Vorteil, dass auch stark gewölbte beziehungsweise gekrümmte Formteile, wie Kotflügel, Heckklappen und Stoßfänger, mit einer Photovoltaikfunktion versehen werden können. Dabei kann unter der maximalen Krümmungsauslenkung insbesondere der Abstand zwischen dem Punkt mit der größten Auslenkung der Fläche und einer Basisebene verstanden werden, wobei unter der Basisebene eine Ebene verstanden werden kann, welche sich zwischen den Randabschnitten des gekrümmten Flächenabschnitts erstreckt. Unter der Längserstreckung kann insbesondere die längste, in der Basisebene liegende Strecke zwischen den Randabschnitten der gekrümmten Fläche verstanden werden. Beispielsweise kann bei einem Formteil, welches durch thermoplastisches Tiefziehen einer thermoplastischen Platte mit einer Länge von 100 cm und einer Breite von 50 cm hergestellt ist und einen durch thermoplastisches Tiefziehen um 20 cm ausgelenkten, zentralen Abschnitt aufweist, die maximale Krümmungsauslenkung 20 cm und die maximale Längserstreckung 100 cm und somit deren Verhältnis 0,20 betragen.
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In Verfahrensschritt b) kann insbesondere mindestens ein gekrümmter Flächenabschnitt, welcher mindestens ein Organische-Photovoltaik-Modul aufweist, ausgebildet werden, welcher in mindestens zwei Raumrichtungen gekrümmt ist.
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Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform erfolgt in Verfahrensschritt b) die Formgebung mittels eines Biegeprozesses und/oder Tiefziehprozesses und/oder Prägeprozesse und/oder Ziehprozesses.
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Beispielsweise kann dabei in Verfahrensschritt b) das mit dem mindestens einen Organische-Photovoltaik-Modul versehene Substrat erweicht werden und in Verfahrensschritt c) die in Verfahrenschritt b) gegebene Form durch Erstarren des mit dem mindestens einen Organische-Photovoltaik-Modul versehenen Substrats fixiert werden. Dies kann beispielsweise auf der Basis eines thermoplastischen Formgebungsprozesses erfolgen.
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Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform wird daher in Verfahrensschritt b) das mit dem mindestens einen Organische-Photovoltaik-Modul versehene Substrat erwärmt, insbesondere thermoplastisch verformt. In Verfahrensschritt c) kann dabei die in Verfahrenschritt b) gegebene Form durch Abkühlen fixiert werden.
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Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform wird in Verfahrensschritt c) die in Verfahrenschritt b) gegebene Form durch Verstärken des mit dem mindestens einen Organische-Photovoltaik-Modul versehenen Substrats mit einem Formkörper fixiert.
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Der Formkörper kann dabei beispielsweise ein Kunststoff-Formkörper, ein Verbundwerkstoff-Formkörper, ein Metall-Formkörper oder ein Keramik-Formkörper sein. Insbesondere kann der Formkörper ein Kunststoff-Formkörper oder ein Kunststoff-Verbundwerkstoff-Formkörper sein. Derartige Formkörper weisen vorteilhafterweise ein geringes Gewicht auf.
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Im Rahmen einer Ausgestaltung dieser Ausführungsform wird in Verfahrensschritt c) die von dem mindestens einen Organische-Photovoltaik-Modul abgewandte Seite, insbesondere des Substrats, und/oder die Rückseite des mindestens einen Organische-Photovoltaik-Moduls durch den Formkörper verkapselt.
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Im Rahmen einer weiteren Ausgestaltung dieser Ausführungsform wird in Verfahrensschritt c) die in Verfahrenschritt b) gegebene Form durch Hinterspritzen eines, insbesondere folienförmigen, Substrates, insbesondere mit einem Kunststoff oder Kunststoff-Verbundwerkstoff fixiert. Dieser Prozess kann auch als Folienhinterspritzung bezeichnet werden. Als folienförmiges Substrat kann beispielsweise eine Polymerfolie oder eine Metallfolie, insbesondere eine Polymerfolie, eingesetzt werden.
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Im Rahmen einer weiteren Ausgestaltung dieser Ausführungsform wird in Verfahrensschritt c) die in Verfahrenschritt b) gegebene Form durch Aufschweißen eines, insbesondere folienförmigen, Substrates auf einen Formkörper fixiert. Insbesondere kann in Verfahrensschritt c) die in Verfahrenschritt b) gegebene Form durch Kunststoffschweißen eines in Form einer Polymerfolie ausgebildeten Substrates auf einem Kunststoff-Formkörper oder Kunststoff-Verbundwerkstoff-Formkörper fixiert werden.
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Im Rahmen einer weiteren Ausgestaltung dieser Ausführungsform wird in Verfahrensschritt c) die in Verfahrenschritt b) gegebene Form durch Auflaminieren eines, insbesondere folienförmigen, Substrates auf einen Formkörper fixiert. Beispielsweise kann dabei ein Substrat in Form einer Polymerfolie oder einer Metallfolie auf einen Kunststoff-Formkörper oder Kunststoff-Verbundwerkstoff auflaminiert werden.
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Im Rahmen einer weiteren Ausgestaltung dieser Ausführungsform wird in Verfahrensschritt c) die in Verfahrenschritt b) gegebene Form durch Aufkleben eines, insbesondere folienförmigen, Substrates auf einen Formkörper fixiert. Beispielsweise kann dabei ein Substrat in Form einer Polymerfolie oder einer Metallfolie, insbesondere einer Polymerfolie, auf einen Formkörper aufgeklebt werden.
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Das Formteil kann beispielsweise ein Fahrzeugteil, insbesondere Karosserieteil oder eine Fahrzeugscheibe, oder ein Freiform-Gebäudeteil oder ein Elektronikteil, zum Beispiel ein Unterhaltungselektronikteil, oder ein Elektroteil, sein.
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Im Rahmen einer Ausgestaltung ist das Formteil ein Fahrzeugteil, insbesondere ein (Fahrzeug-)Karosserieteil oder eine Fahrzeugscheibe.
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Insbesondere kann das Formteil eine Motorhaube oder eine Windschutzscheibe oder ein Fahrzeugdach, beispielsweise ein konventionelles, unveränderbares Fahrzeugdach oder ein Cabrio-Verdeck, insbesondere ein abnehmbares Cabrio-Hardtop oder ein klappbares Cabrio-Hardtop (englisch: „Retractable Hardtop“), oder ein Fahrzeugdachfenster oder eine Heckscheibe oder eine Heckklappe oder ein Kotflügel oder eine Fahrzeugseitenscheibe oder eine Fahrzeugtüre oder eine Fahrzeugzierblende oder ein Stoßfänger sein. Durch derartige Formteile kann vorteilhafterweise die komplette Fahrzeugaußenfläche zur Gewinnung von elektrischer Energie genutzt werden.
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Das Formteil kann insbesondere eine Motorhaube oder ein Fahrzeugdach oder eine Heckklappe sein. Diese Fahrzeugteile weisen in der Regel eine geringe Neigung auf beziehungsweise sind in der Regel im Wesentlichen horizontal ausgebildet, was sich vorteilhaft auf den Wirkungsgrad der Module auswirken kann. Zudem weisen diese Fahrzeugteile in der Regel einen großen Flächeninhalt auf.
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Das Formteil kann jedoch auch eine Windschutzscheibe oder ein Fahrzeugdachfenster oder eine Heckscheibe oder eine Fahrzeugseitenscheibe sein. Durch derartige Formteile ist es vorteilhafterweise möglich, den Anteil der zur Energiegewinnung nutzbaren Fläche zu vergrößern.
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Ein Fahrzeugdachfenster weist dabei sowohl einen großen Flächeninhalt als auch eine geringe Neigung auf, was sich vorteilhaft auf die damit gewinnbare Energiemenge beziehungsweise -leistung auswirken kann.
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Eine Windschutzscheibe oder Heckscheibe weist zwar eine in der Regel flache Neigung jedoch vorteilhafterweise einen relativ großen Flächeninhalt auf, was sich ebenfalls vorteilhaft auf die damit gewinnbare Energiemenge beziehungsweise -leistung auswirken kann.
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Fahrzeugseitenscheiben weisen zwar in der Regel eine große Neigung und einzeln betrachtet eine relativ kleinen Flächeninhalt auf, jedoch macht die Summe der Flächeninhalte aller Fahrzeugseitenscheiben einen nicht zu vernachlässigenden Anteil der Außenfläche des Fahrzeugs aus, weshalb durch deren Ausstattung mit einer Photovoltaikfunktion vorteilhafterweise die auf der Fahrzeugaußenfläche gewinnbare Energiemenge beziehungsweise -leistung deutlich erhöht werden kann.
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Ein Kotflügel oder eine Fahrzeugtüre oder eine Fahrzeugzierblende oder ein Stoßfänger weisen ebenfalls in der Regel eine große Neigung auf. Jedoch macht deren Flächeninhalt einen nicht zu vernachlässigenden Anteil der Fahrzeugaußenfläche aus, weshalb durch deren Ausstattung mit einer Photovoltaikfunktion vorteilhafterweise die auf der Fahrzeugaußenfläche gewinnbare Energiemenge beziehungsweise -leistung deutlich erhöht werden kann.
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Im Rahmen einer anderen Ausgestaltung ist das Formteil eine gekrümmte Gebäudefensterscheibe oder eine gekrümmte Gebäudeverkleidung oder ein gekrümmtes Verschattungselement. Durch derartige Formteile kann vorteilhafterweise die komplette Außenfläche eines Gebäudes zur Gewinnung von elektrischer Energie genutzt werden.
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Im Rahmen einer anderen Ausgestaltung ist das Formteil ein Gehäuse für ein, insbesondere portables, Elektronikgerät, beispielsweise zur mobilen Telekommunikation und/oder Datenverarbeitung, zum Beispiel ein Mobiltelefon, ein Smartphone/PDA, ein Tablett-Computer, ein Laptop/Notebook, ein Navigationsgerät, oder ein ähnliches elektronisches Gerät. Durch das gute Schwach- und Streulichtverhalten der organischen Solarzellen kann vorteilhafterweise die Dauer der Stromversorgung ohne Netzanschluss deutlich erhöht werden.
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Im Rahmen einer anderen Ausgestaltung ist das Formteil ein Gehäuse für ein, insbesondere portables oder mobiles, Elektrogerät, beispielsweise ein Elektrowerkzeug, zum Beispiel für den Handwerker- oder Heimhandwerkerbereich, wie eine Bohrmaschine, eine Pendelhubsäge oder eine Schleifmaschine. Auch bei derartigen Geräten kann ebenfalls vorteilhafterweise die Betriebsdauer ohne Netzanschluss deutlich erhöht werden.
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Im Rahmen einer anderen Ausgestaltung ist das Formteil ein Gehäuse für ein, insbesondere portables oder mobiles, Leucht- und/oder Heizmittel. Bei Leucht- und/oder Heizmitteln kann ebenfalls vorteilhafterweise die Betriebsdauer ohne Netzanschluss deutlich erhöht werden. Das Leucht- und/oder Heizmittel kann zum Beispiel für den Freizeitbereich, beispielsweise den Campingbereich, ausgelegt sein. Im Rahmen einer speziellen Ausgestaltung davon, dient das Gehäuse zudem als Schutzkleidung. Beispielsweise kann es sich bei dem Formteil um einen, insbesondere mit einem Leuchtmittel ausgestatteten, Helm handeln.
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Hinsichtlich weiterer technischer Merkmale und Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens wird hiermit explizit auf die nachfolgenden Erläuterungen im Zusammenhang mit den erfindungsgemäßen Formteilen verwiesen.
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Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein durch ein erfindungsgemäßes Verfahren hergestelltes Formteil.
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Hinsichtlich weiterer technischer Merkmale und Vorteile des erfindungsgemäß hergestellten Formteils wird hiermit explizit auf die Erläuterungen im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und dem nachfolgend beschriebenen erfindungsgemäßen Formteil verwiesen.
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Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Formteil mit mindestens einem gekrümmten Flächenabschnitt, welcher mindestens ein Organische-Photovoltaik-Modul aufweist beziehungsweise welcher mit mindestens einem Organische-Photovoltaik-Modul ausgestattet ist. Oder anders ausgedrückt, in dem mindestens einen gekrümmten Flächenabschnitt des Formteils kann insbesondere mindestens ein Organische-Photovoltaik-Modul ausgebildet sein. Insbesondere kann das Formteil durch ein erfindungsgemäßes Verfahren hergestellt sein.
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Der mindestens eine gekrümmte Flächenabschnitt kann insbesondere mit einer Vielzahl von Organische-Photovoltaik-Modulen ausgestattet sein.
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Neben dem mindestens einen gekrümmten Flächenabschnitt kann das Formteil auch einen oder mehrere planare Flächenabschnitte aufweisen, insbesondere welche ebenfalls mit Organische-Photovoltaik-Modulen ausgestattet sein können.
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Das mindestens eine Organische-Photovoltaik-Modul kann beispielweise transparent sein.
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Das Formteil kann insbesondere formstabil beziehungsweise starr sein.
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Im Rahmen einer Ausführungsform umfasst das Formteil ein Substrat. Das Substrat kann insbesondere mindestens einen gekrümmten Flächenabschnitt aufweisen, welcher mit mindestens einem Organische-Photovoltaik-Modul, beispielsweise einer Vielzahl von Organische-Photovoltaik-Modulen, ausgestattet ist. Beispielsweise kann das Substrat mindestens einen gekrümmten Flächenabschnitt aufweisen, auf welchem mindestens ein Organische-Photovoltaik-Modul, beispielsweise eine Vielzahl von Organische-Photovoltaik-Modulen, aufgebracht ist. Das beziehungsweise die Organische-Photovoltaik-Module können dabei insbesondere die gleiche Krümmung wie das darunterliegende Substrat aufweisen. Neben dem mindestens einen gekrümmten Flächenabschnitt kann das Substrat auch einen oder mehrere planare Flächenabschnitte aufweisen. Diese können insbesondere ebenfalls mit Organische-Photovoltaik-Modulen ausgestattet sein beziehungsweise auf diesen können insbesondere ebenfalls Organische-Photovoltaik-Module aufgebracht sein. Auf planare Flächenabschnitte aufgebrachte Organische-Photovoltaik-Module beziehungsweise Organische-Photovoltaik-Modul-Abschnitte sind dabei insbesondere ebenfalls planar beziehungsweise parallel zu dem darunter liegenden planaren Flächenabschnitt ausgebildet.
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Das Substrat kann sowohl ein Bestandteil des beziehungsweise der Organische-Photovoltaik-Module als auch ein zusätzliches Bauteil sein. Insofern das Substrat ein Bestandteil des beziehungsweise der Organische-Photovoltaik-Module ist, ist es möglich, dass das Substrat auch als eine Funktionsschicht des beziehungsweise der Organische-Photovoltaik-Module dient.
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Insbesondere kann das Substrat ein Polymersubstrat und/oder ein metallisches Substrat sein. Zum Beispiel kann das Substrat ein formstabiles beziehungsweise starres Polymersubstrat, beispielsweise eine Polymerplatte, oder ein flexibles Polymersubstrat, beispielsweise eine Polymerfolie, sein. Als metallisches Substrat kann beispielsweise eine Metallfolie oder gegebenenfalls ein Metallblech eingesetzt werden.
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Insbesondere kann das Polymersubstrat ein thermoplastisches Polymer umfassen oder daraus ausgebildet sein. Das Polymersubstrat kann beispielsweise mindestens ein thermoplastisches Polymer umfassen oder daraus ausgebildet sein, welches ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Polycarbonaten, Polyacrylaten, wie Polymethylmethacrylat, Polystyrolen, Polyolefinen, wie Polyethylen und/oder Polypropylen, Polyestern, wie Polyethylennaphthalat, und Mischungen davon. Das Polymersubstrat kann insbesondere transparent sein.
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Weiterhin kann das Formteil einen Formkörper umfassen. Der Formkörper kann dabei beispielsweise ein Kunststoff-Formkörper, ein Verbundwerkstoff-Formkörper, ein Metall-Formkörper oder ein Keramik-Formkörper sein. Insbesondere kann der Formkörper ein Kunststoff-Formkörper oder ein Kunststoff-Verbundwerkstoff-Formkörper sein. Insbesondere kann das Formteil ein Polymersubstrat, beispielsweise ein formstabiles beziehungsweise starres, insbesondere thermoplastisch geformtes, Polymersubstrat, oder eine Kombination aus einem Polymersubstrat, beispielsweise einer Polymerfolie, und/oder einem metallischen Substrat, beispielsweise einer Metallfolie, und einem Formkörper umfassen. Beispielsweise kann dabei ein folienförmiges Substrat, insbesondere eine Polymerfolie und/oder eine Metallfolie, durch Folienhinterspritzung, Schweißen, Laminieren oder Kleben, insbesondere Folienhinterspritzung, mit dem Formkörper verbunden sein. Insbesondere kann dabei die von dem mindestens einen Organische-Photovoltaik-Modul abgewandte Seite, insbesondere des Substrats, und/oder die Rückseite des mindestens einen Organische-Photovoltaik-Moduls durch den Formkörper verkapselt sein.
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Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform weist mindestens ein, mindestens ein Organische-Photovoltaik-Modul aufweisender, gekrümmter Flächenabschnitt des Formteils ein Ziehverhältnis β ≤ 10, beispielsweise von 5, und/oder ein Ziehverhältnis β ≥ 1,2 oder ≥ 1,3 oder ≥ 1,5 oder ≥ 1,7 oder ≥ 2, beispielsweise von 5, und/oder einen minimalen Krümmungsradius von ≥ 2 mal Bauteildicke/Materialstärke, beispielsweise von ≥ 1 mm, und/oder ein Verhältnis zwischen der maximalen Krümmungsauslenkung und der maximalen Längserstreckung des Formteils ≥ 0,05, beispielsweise ≥ 0,15, auf. Im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wurden die maximale Krümmungsauslenkung und die maximale Längserstreckung bereits definiert.
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Insbesondere kann der mindestens eine gekrümmte Flächenabschnitt in mindestens zwei Raumrichtungen gekrümmt sein.
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Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform ist das Formteil ein Fahrzeugteil, insbesondere ein Karosserieteil oder eine Fahrzeugscheibe, oder ein Freiform-Gebäudeteil oder ein Elektronikteil, zum Beispiel ein Unterhaltungselektronikteil, oder ein Elektroteil.
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Im Rahmen einer Ausgestaltung dieser Ausführungsform ist das Formteil ein Fahrzeugteil, insbesondere ein (Fahrzeug-)Karosserieteil oder eine Fahrzeugscheibe.
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Insbesondere kann das Formteil eine Motorhaube oder eine Windschutzscheibe oder ein Fahrzeugdach, beispielsweise ein konventionelles, unveränderbares Fahrzeugdach oder ein Cabrio-Verdeck, insbesondere ein abnehmbares Cabrio-Hardtop oder ein klappbares Cabrio-Hardtop, oder ein Fahrzeugdachfenster oder eine Heckscheibe oder eine Heckklappe oder ein Kotflügel oder eine Fahrzeugseitenscheibe oder eine Fahrzeugtüre oder eine Fahrzeugzierblende oder ein Stoßfänger sein.
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Im Rahmen einer anderen Ausgestaltung dieser Ausführungsform ist das Formteil eine gekrümmte Gebäudefensterscheibe oder eine gekrümmte Gebäudeverkleidung oder ein gekrümmtes Verschattungselement.
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Im Rahmen einer anderen Ausgestaltung dieser Ausführungsform ist das Formteil ein Gehäuse für ein, insbesondere portables, Elektronikgerät, beispielsweise zur mobilen Telekommunikation und/oder Datenverarbeitung, zum Beispiel ein Mobiltelefon, ein Smartphone/PDA, ein Tablett-Computer, ein Laptop/Notebook, ein Navigationsgerät, oder ein ähnliches elektronisches Gerät.
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Im Rahmen einer anderen Ausgestaltung ist das Formteil ein Gehäuse für ein, insbesondere portables oder mobiles, Elektrogerät, beispielsweise ein Elektrowerkzeug, zum Beispiel für den Handwerker- oder Heimhandwerkerbereich, wie eine Bohrmaschine, eine Pendelhubsäge oder eine Schleifmaschine.
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Im Rahmen einer anderen Ausgestaltung ist das Formteil ein Gehäuse für ein, insbesondere portables oder mobiles, Leucht- und/oder Heizmittel. Das Leucht- und/oder Heizmittel kann zum Beispiel für den Freizeitbereich, beispielsweise den Campingbereich, ausgelegt sein. Im Rahmen einer speziellen Ausgestaltung davon, dient das Gehäuse zudem als Schutzkleidung. Beispielsweise kann es sich bei dem Formteil um einen, insbesondere mit einem Leuchtmittel ausgestatteten, Helm handeln.
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Hinsichtlich weiterer technischer Merkmale und Vorteile des erfindungsgemäß hergestellten Formteils wird hiermit explizit auf die Erläuterungen im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren verwiesen.