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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur sensorgestützten Datenerfassung, umfassend eine Sensoreinheit zur Erfassung von wenigstens eine physikalische Größe beschreibenden Sensordaten, ein Photovoltaikmodul zur elektrischen Versorgung der Sensoreinheit und einen flexiblen Träger für das Photovoltaikmodul.
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Tragbare Vorrichtungen zur sensorgestützten Datenerfassung erfreuen sich insbesondere als so genannte „Wearables“ wachsender Beliebtheit bei Endverbrauchern und professionellen Anwendern, da sie die mobile Erfassung unterschiedlicher physikalischer Größen ermöglichen und unabhängig von einer stationären Energieversorgung durch ein Photovoltaikmodul mit elektrischer Energie versorgbar sind.
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Der Artikel von J. P. Dieffenderfer et al. „Solar powered wrist worn acquisition system for continuous photoplethysmogram monitoring" (in: Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC), 2014, 36th Annual International Conference of the IEEE, S. 3142-3145) offenbart eine solarbetriebene, drahtlose, am Handgelenk tragbare Vorrichtung zur kontinuierlichen Überwachung von physiologischen Parametern und Umweltparametern während täglicher Aktivitäten. Dabei sind zwei monokristalline Solarzellen zum Laden einer Lithium-Polymer-Batterie und drei Gehäuse für mehrere Leiterplatten an einem flexiblen Band angeordnet.
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Diese Vorrichtung ist jedoch aufgrund der Verwendung von Gehäusen und monokristallinen Photovoltaikzellen äußerst klobig, schwer und unkomfortabel. Trotz der Verwendung eines Bandes ist die Vorrichtung zudem nur in den Bereichen zwischen den starren Gehäusen bzw. den das Photovoltaikmodul ausbildenden Photovoltaikzellen flexibel. Da monokristalline Photovoltaikzellen zudem spröde, bruchanfällig und scharfkantig sind, besteht ein gewisses Verletzungsrisiko bei der Verwendung der Vorrichtung. Schließlich ist die zuvor beschriebene Vorrichtung in ihrer Designfreiheit erheblich eingeschränkt.
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Der Erfindung liegt mithin die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu überwinden, insbesondere eine besser handhabbare und benutzerfreundliche sowie hinsichtlich ihrer gestalterischen Freiheitsgrade verbesserte Vorrichtung zur sensorgestützten Datenerfassung anzugeben.
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Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass das Photovoltaikmodul ein Halbleitermaterial aufweist, das gemeinsam mit dem flexiblen Träger biegbar ist.
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Die Erfindung beruht auf der Idee, ein flexibles Halbleitermaterial einzusetzen, das beispielsweise unmittelbar auf dem Träger aufgebracht oder auf dem Träger ausgebildet ist, um die vorteilhaften Biegeeigenschaften des Trägers über die gesamte vom Halbleitermaterial überdeckte Fläche nutzen zu können. Dabei wurde erkannt, dass bestimmte Halbleitermaterialien, die sich beispielsweise in einem Inkjetverfahren auf den Träger aufbringen bzw. als Tinte formulieren lassen, eine hervorragende technische Realisierung des Photovoltaikmoduls ermöglichen. Das Photovoltaikmodul und der Träger können mithin einstückig ausgebildet sein.
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Mit Vorteil kann so auf großvolumige und schwere Photovoltaikmodule auf Basis von Siliziumkristallen verzichtet werden, was eine besonders kompakte und hochintegrierte Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ermöglicht. Gleichzeitig entsteht ein sicherheitstechnischer Mehrwert dadurch, dass derart biegbare Photovoltaikmodule nicht brechen und splittern können. Ein zusätzlicher Vorteil ergibt sich durch die Möglichkeit, das Halbleitermaterial bzw. das Photovoltaikmodul in einem Inkjetverfahren auszubilden, was erhebliche Freiheitsgrade bei der Formgebung und Gestaltung des Photovoltaikmoduls bzw. des zu verwendenden Trägers eröffnet. Insbesondere im Hinblick auf die Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung als „Wearable“ ergibt sich für den Benutzer ein verbesserter Tragekomfort, da die Biegeeigenschaften des flexiblen Trägers nicht nur in einzelnen Bereichen, sondern im Wesentlichen über die gesamte Fläche des Photovoltaikmoduls genutzt werden können. Die Vorrichtung kann dementsprechend auch verdeckt und dezent verwendet werden, was dem Bedürfnis vieler Benutzer nach einer unauffälligen Handhabbarkeit technischer Geräte („shytech“) Rechnung trägt.
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Der Träger ist bevorzugt aus einem Kunststoff, insbesondere Polyethylenterephthalat (PET), gebildet. Unter „flexibel“ ist im Sinne der Erfindung zu verstehen, dass der Träger zumindest in jenen Abschnitten, auf welche die Photovoltaikzelle aufgebracht ist, bruch- und/oder deformationsfrei unter einem Biegeradius von vorzugsweise höchstens 10 cm, bevorzugt höchstens 3 cm, besonders bevorzugt höchstens 1 cm, biegbar ist. Dies schließt nicht aus, dass auf dem Träger weitere starre Komponenten angeordnet sind, die seine Biegsamkeit einschränken.
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Das Photovoltaikmodul kann aus einer Photovoltaikzelle oder bevorzugt aus mehreren miteinander verschalteten Photovoltaikzellen gebildet sein. Bei mehreren Photovoltaikzellen wird es bevorzugt, wenn diese jeweils eine annähernd gleich große Fläche aufweisen. Insbesondere ist die gesamte Photovoltaikzelle und/oder das gesamte Photovoltaikmodul gemeinsam mit dem flexiblen Träger biegbar.
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Das Halbleitermaterial ist bevorzugt ein organisches Halbleitermaterial, insbesondere umfassend ein konjugiertes Polymer und/oder niedermolekulare Verbindungen und/oder synthetisierte Hybridstrukturen. Ein geeignetes Halbleitermaterial umfasst beispielsweise Poly(3-hexylthiophene-2,5-diyl) und [6,6]-Phenyl C61 butyric acid methyl ester. Alternativ oder zusätzlich kann das Halbleitermaterial anorganische Nanopartikel oder hybride organisch-anorganische Materialien, wie Perowskite, umfassen.
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Neben dem Halbleitermaterial umfasst das Photovoltaikmodul bzw. eine Photovoltaikzelle typischerweise auch zwei Elektroden aus einem elektrischen Leiter, beispielsweise umfassend Silbernanodrähte. Dabei kann eine Elektrode auf dem Träger aufgebracht oder an diesem ausgebildet sind, so dass der Träger ein Substrat des Photovoltaikmoduls bildet. Alternativ kann die Elektrode auch auf einem Substrat aufgebracht sein, welches auf oder an dem Träger angebracht wird, bevorzugt mittels einer adhäsiven Verbindung, z. B. einer Klebeverbindung.
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Daneben kann das Photovoltaikmodul bzw. eine Photovoltaikzelle eine Pufferschicht oder zwei an beiden Seiten des Halbleitermaterials angeordnete Pufferschichten umfassen. Die oder eine Pufferschicht kann eine Löcherextraktionsschicht sein, beispielsweise umfassend Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)-poly(styrenesulfonate). Ferner kann die oder eine Pufferschicht eine Elektronenextraktionsschicht sein, beispielsweise umfassend Zinkoxid und/oder Zinnoxid. Die Elektroden bzw. die Pufferschichten sind zweckmäßigerweise derart ausgebildet, dass sie die Biegsamkeit des Trägers und/oder des Halbleitermaterials im Wesentlichen nicht beeinträchtigen bzw. dass deren Biegsamkeit zumindest jener des Halbleitermaterials entspricht.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann ferner eine Energiespeichereinheit, beispielsweise eine Batterie oder einen Superkondensator, zur Pufferung der von dem Photovoltaikmodul bereitgestellten Spannung aufweisen. Des Weiteren kann eine zwischen das Photovoltaikmodul und die Energiespeichereinheit geschaltete Ladeeinheit zur Steuerung des Ladevorgangs der Energiespeichereinheit vorgesehen sein.
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Zur Nutzung der verbesserten gestalterischen Freiheitsgrade wird es bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung bevorzugt, dass das Photovoltaikmodul eine unregelmäßige Außenkontur aufweist und/oder aus mehreren unterschiedlich geformten und/oder unterschiedlich ausgerichteten Photovoltaikzellen gebildet ist. Die unregelmäßige Außenkontur kann sich beispielsweise dadurch auszeichnen, dass das Photovoltaikmodul oder wenigstens eine Photovoltaikzelle weder rechteckig noch kreisrund oder oval sind. Eine unregelmäßige Außenkontur kann auch dadurch gebildet sein, dass wenigstens ein Randbereich des Photovoltaikmoduls oder wenigstens einer Photovoltaikzelle über eine Länge von 1 cm keiner geometrischen Grundform entspricht. Der Randbereich bildet beispielsweise weder eine gerade Linie noch eine Rundung noch zwei unter einem Winkel angeordnete Linien aus. So lassen sich beliebige Muster als Form des Photovoltaikmoduls ausbilden. Es ist ferner möglich, dass wenigstens eine Photovoltaikzelle eine vollständig umschlossene, innere Ausnehmung aufweist.
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Von besonderem Vorteil ist es bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ferner, wenn das Photovoltaikmodul oder einzelne Photovoltaikzellen mehrfarbig und/oder teiltransparent ist bzw. sind. Die Verwendung unterschiedlich gefärbter oder unterschiedlich opaker organischer Halbleitermaterialien eröffnet zusätzliche Gestaltungsoptionen der Vorrichtung. Gleichzeitig kann die Vorrichtung farblich an den vorgesehenen Einsatzort angepasst werden, so dass ihre Handhabbarkeit unter dem Aspekt der Unauffälligkeit („shytech“) zusätzlich verbessert werden kann.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist der Träger eine Befestigungsvorrichtung auf, mittels der zwei Abschnitte des Trägers lösbar aneinander befestigbar sind. Es kann so auf ein zusätzliches Mittel verzichtet werden, um den Träger als Arm-, Handgelenk- oder Fußgelenkband auszubilden, insbesondere durch Verbinden zweier Endabschnitte. Die Befestigungsvorrichtung kann beispielsweise eine kraft- und/oder formschlüssige Verbindung, beispielsweise eine Druckknopfverbindung oder eine Klettverbindung, realisieren. Zweckmäßigerweise ist die Befestigungsvorrichtung zur Verbindung zweier kurzer Seiten des Trägers ausgebildet.
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Im Hinblick auf die Sensoreinheit wird es bevorzugt, dass sie einen Lichtsensor und/oder ein Mikrophon und/oder einen Magnetfeldsensor und/oder einen Feuchtigkeitssensor und/oder einen Drucksensor und/oder einen Beschleunigungssensor und/oder einen Objekttemperatursensor zur Erfassung eines von der Vorrichtung beabstandeten Objekts und/oder einen Umgebungstemperatursensor und/oder einen Positionssensor, insbesondere basierend auf einem globalen Navigationssatellitensystem, aufweist. Die Sensoreinheit kann zur Realisierung der vorgenannten Sensoren einen oder mehrere integrierte Schaltkreise aufweisen.
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Bevorzugt umfasst die Sensoreinheit einen mehrere Sensoren realisierenden Sensortag. Sofern die Sensoreinheit einen Lichtsensor aufweist, kann die Vorrichtung zusätzlich eine Beleuchtungseinheit zur Beleuchtung eines durch den Lichtsensor erfassten Objekts aufweisen. Dies ist beispielsweise zur Messung von Vitalfunktionen, wie einer Pulsmessung, zweckmäßig.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann zur Auswertung der Sensordaten und/oder zur Ansteuerung der Sensoreinheit eine Steuerungseinheit aufweisen. Diese umfasst bevorzugt einen Steuerstromkreis und/oder einen Mikrocontroller.
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Die Verarbeitungseinheit ist beispielsweise zur Ermittlung eines Bewegungsprofils der Vorrichtung und/oder von Vitaldaten eines die Vorrichtung tragenden Menschen oder Tiers und/oder von Wetterdaten aus den Sensordaten ausgebildet. Alternativ oder zusätzlich kann die Verarbeitungseinheit zur Erzeugung eines Alarmsignals in Abhängigkeit der Sensordaten ausgebildet sein, wenn die Sensordaten ein vorgegebenes Bewegungsprofil und/oder ein vorgegebenes Vitaldatenprofil und/oder die Anwesenheit einer Flüssigkeit und/oder eines Gases und/oder von Rauch in der Umgebung der Vorrichtung anzeigen.
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Alternativ oder zusätzlich kann die Vorrichtung eine Datenkommunikationseinheit aufweisen, mittels welcher Ausgangsdaten der Verarbeitungseinheit drahtlos übertragbar und/oder Steuerdaten für die Verarbeitungseinheit drahtlos empfangbar sind. Bevorzugt ist die Datenkommunikationseinheit gemäß einem Nahbereichskommunikationsprotokoll, beispielsweise WiFi, NFC oder ein Bluetootheprotokoll wie das Bluetooth-Low-Energy-Protokoll (BLE), und/oder einem Internetprotokoll betreibbar. Durch die Datenkommunikationseinheit können die Ausgangsdaten beispielsweise an ein Smartphone und/oder einen externen, stationären Server übertragen werden. Ebenso können die Steuerdaten von dem oder einem Smartphone und/oder dem oder einem externen, stationären Server empfangen werden.
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Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind bevorzugt auch die Sensoreinheit und/oder die Verarbeitungseinheit und/oder die Datenkommunikationseinheit und/oder die Energiespeichereinheit und/oder die Ladeeinheit auf oder an dem Träger angeordnet oder in den Träger integriert. Der Träger nimmt mithin sämtliche Funktionen der Vorrichtung auf und erreicht so ein besonders hohes Integrationsniveau.
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Besonders bevorzugt ist die erfindungsgemäße Vorrichtung als Bekleidungsstück ausgebildet oder in ein solches integriert ist. Die Vorrichtung, insbesondere der Träger, kann beispielsweise als Arm-, Handgelenk- oder Fußgelenkband ausgebildet sein. In diesem Fall bildet die Vorrichtung mit besonderem Vorteil eine integrierte Lösung, die ein Design, das Band als solches und auch das Solarmodul - gleichsam als 3-in-1-Lösung - realisiert. Eine Integration der Vorrichtung bietet sich insbesondere in ein Hemd, eine Jacke, eine Hose, eine Kopfbedeckung, einen Schuh an.
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Außerdem kann die erfindungsgemäße Vorrichtung als medizinisches Hilfsmittel, insbesondere als Gelenkschoner, ausgebildet oder in ein solches integriert sein. Hier ist beispielsweise denkbar, dass die Sensoreinheit einen Druck- oder Kraftsensor aufweist, der zur Erfassung einer mechanischen Belastung des Hilfsmittels ausgebildet und durch das Photovoltaikmodul autonom, aber gleichzeitig platzsparend, elektrisch versorgbar ist.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen. Diese sind schematische Darstellungen und zeigen:
- 1 eine Prinzipskizze eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur sensorgestützten Datenerfassung in Form eines Armbands;
- 2A, 2B jeweils eine Schnittdarstellung einer Photovoltaikzelle für die in 1 gezeigte Vorrichtung;
- 3 ein Ausführungsbeispiel einer in ein Bekleidungsstück integrierten erfindungsgemäßen Vorrichtung; und
- 4A-4E jeweils ein Photovoltaikmodul gemäß weiteren Ausführungsbeispielen einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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1 ist eine Prinzipskizze eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung 1 zur sensorgestützten Datenerfassung in Form eines Armbands. Die Vorrichtung umfasst einen Träger 2 aus einer Polyethylenterephthalat-Folie, auf dem ein Photovoltaikmodul 3, eine Energiespeichereinheit 5, eine Sensoreinheit 6, eine Steuerungseinheit 7 und eine Datenkommunikationseinheit 8 angeordnet sind. Ferner ist an dem Träger eine mehrere Befestigungselemente 9 umfassende Befestigungsvorrichtung vorgesehen.
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Das Photovoltaikmodul 3 umfasst - hier rein exemplarisch - fünf Photovoltaikzellen 10, die ein organisches Halbleitermaterial und Elektroden zur Kontaktierung aufweisen. Die einzelnen Photovoltaikzellen 10 weisen eine im Wesentlichen identische Fläche auf und sind durch ein Inkjetverfahren auf den Träger 2 aufgebracht, was die Ausgestaltung des Photovoltaikmoduls 3 mit einer unregelmäßigen Außenkontur erlaubt. Das heißt, dass jede Photovoltaikzelle 10 insbesondere keine geometrische Grundform, wie ein Rechteck, ein Kreis oder eine Ellipse, aufweist. Alternativ können die einzelnen Photovoltaikzellen 10 auch unterschiedlich geformt sein. Die hier gezeigte Außenkontur des Photovoltaikmoduls 3 ist ebenfalls rein exemplarisch zu verstehen. Weitere mögliche Außenkonturen können beispielsweise Abbildungen von Menschen, Tieren, Gegenständen, Firmenlogos oder Phantasieformen entsprechen. Die Verwendung geeigneter Tinten während des Inkjetverfahrens ermöglicht zudem, das Photovoltaikmodul 3 oder einzelne Photovoltaikzellen 10 mehrfarbig und/oder mit unterschiedlicher Transparenz bzw. Opazität auszubilden.
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Der bei Lichteinfall durch das Photovoltaikmodul 3 gewandelte Strom wird der Energiespeichereinheit 5 über eine in die Steuerungseinheit 7 integrierte Ladeeinheit (nicht gezeigt) zugeführt. Diese steuert den Ladevorgang der Energiespeichereinheit 5, welche beispielsweise als Batterie oder Superkondensator ausgebildet ist. Die Energiespeichereinheit 5 kann - insbesondere bei einer Ausgestaltung als Kondensator - ebenfalls auf den Träger 2 gedruckt sein. Die Energiespeichereinheit 5 ist ferner mit der Sensoreinheit 6, der Steuerungseinheit 7 elektrisch leitend verbunden und versorgt diese mit elektrischer Energie. Mit der Datenkommunikationseinheit 8 ist die Energiespeichereinheit 5 über die Steuerungseinheit 7 verbunden, welche die Leistungsabgabe an die Datenkommunikationseinheit 8 steuert.
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Die Sensoreinheit 6 ist als Sensortag ausgebildet und realisiert eine Vielzahl von Sensoren, wie einen Lichtsensor, ein Mikrophon, einen Magnetfeldsensor, einen Feuchtigkeitssensor einen Drucksensor einen Beschleunigungssensor einen Objekttemperatursensor zur Erfassung eines von der Vorrichtung 1 beabstandeten Objekts, einen Umgebungstemperatursensor und einen auf einem globalen Navigationssatellitensystem basierenden Positionssensor. Die Sensoreinheit 6 stellt Sensordaten, welche die durch diese Sensoren erfassten physikalischen Größen beschreiben, der Verarbeitungseinheit 7 bereit. Die Verarbeitungseinheit 7 verarbeitet die Sensordaten und ermittelt daraus Ausgangsdaten. Diese können beispielsweise ein Bewegungsprofil der Vorrichtung 1, Vitaldaten eines die Vorrichtung 1 tragenden Menschen oder Tiers und Wetterdaten umfassen. Im Hinblick auf die Erfassung von Vitaldaten ist zusätzlich eine Beleuchtungseinheit (nicht gezeigt) vorgesehen, die durch den Lichtsensor erfasste Bereiche des Arms des Trägers zur Pulsmessung beleuchtet. Die Ausgangsdaten können ebenfalls ein oder mehrere Alarmsignale umfassen, wenn die Sensordaten ein vorgegebenes Bewegungsprofil, ein vorgegebenes Vitaldatenprofil und die Anwesenheit einer Flüssigkeit, eines Gases oder von Rauch in der Umgebung der Vorrichtung anzeigen.
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Die der Verarbeitungseinheit 7 nachgeschaltete Datenkommunikationseinheit 8 verwendet ein Nahbereichskommunikationsprotokoll, wie WiFi, NFC oder Bluetooth Low Energy, und/oder ein Internetprotokoll, um die Ausgangsdaten drahtlos, beispielsweise an ein Smartphone oder einen externen, stationären Server, zu übertragen. Zusätzlich empfängt die Datenkommunikationseinheit 8 Steuerdaten, beispielsweise von dem Smartphone oder dem Server, welche die Sensoreinheit 6 und die Verarbeitungseinheit 7 konfigurieren.
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Die Energiespeichereinheit 5, die Sensoreinheit 6, die Verarbeitungseinheit 7 - einschließlich der Ladeeinheit 4 - und die Datenkommunikationseinheit 8 sind allesamt auf dem Träger 2 angeordnet, welcher mithin ein vollständiges „Designlayer“ mit einer Energieversorgung (Energy Harvesting) bildet und gleichzeitig aufgrund seiner Biegeeigenschaften als Armband oder alternativ als Handgelenks- oder Fußgelenkband einsetzbar ist. Um ein Schließen der beiden freien Enden 12 der Vorrichtung zu ermöglichen, sind Befestigungselemente 9 vorgesehen, welche beispielsweise eine Druckknopfverbindung oder Klettverbindung realisieren.
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2A zeigt eine Schnittdarstellung einer Photovoltaikzelle 10 des Photovoltaikmoduls 3 der Vorrichtung 1, wobei der Träger 2 ein Substrat 13 des Photovoltaikmoduls 3 ausbildet oder ein Substrat 13 aus PET mit dem Träger 2 verklebt wird.
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Die Photovoltaikzelle 10 umfasst eine ein organisches Halbleitermaterial umfassende Schicht 14. Das Halbleitermaterial ist beispielsweise eine Mischung aus Poly(3-hexylthiophene-2,5-diyl) (P3HT) und/oder [6,6]-Phenyl C61 butyric acid methyl ester (PCBM). Alternativ kann das Halbleitermaterial auch anorganische Nanopartikel oder hybride organisch-Anorganische Materialien (z. B. Perowskite) umfassen. Die das Halbleitermaterial umfassende Schicht 14 ist auf einer Seite mit einer Löcherextraktionsschicht 15, beispielsweise aus Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)-poly(styrenesulfonate) (PEDOT:PSS), und auf der anderen Seite mit einer Elektronenextraktionsschicht 16, beispielsweise aus Zinkoxid oder Zinnoxid, versehen. Die Löcherextraktionsschicht 15 und die Elektronenextraktionsschicht 16 sind wiederum jeweils mittels Elektroden 17 kontaktiert, über die bei einer Lichteinstrahlung gewandelte elektrische Leistung von der Photovoltaikzelle 10 abführbar ist.
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Sowohl das Halbleitermaterial als auch die Löcherextraktionsschicht 15, die Elektronenextraktionsschicht 16 und die Elektroden 17 sind derart flexibel, dass sie den Biegebewegungen des Trägers 2 folgen können. Dazu sind die Materialien der vorgenannten Schichten als Tinte für das Inkjetverfahren formuliert und auf den Träger 2 bzw. das Substrat 13 aufgebracht.
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2B zeigt eine Schnittdarstellung einer alternativen Ausführungsform einer Photovoltaikzelle 10 für die in 1 gezeigte Vorrichtung 1, welche der in 2A gezeigten entspricht, jedoch eine Schicht 18 aufweist, die sowohl das Substrat als auch die zur Elektrode 17 gegengepolte Elektrode realisiert. Die Schicht 18 kann unmittelbar in den Träger 2 eingearbeitet sein oder auf diesen aufgeklebt sein.
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3 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung 1, die im Wesentlichen dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel entspricht, wobei gleiche oder gleichwirkende Komponenten mit identischen Bezugszeichen versehen sind. Im Unterscheid zu 1 ist die Vorrichtung 1 nicht als Armband ausgebildet, sondern in ein Bekleidungsstück 19 in Form eines T-Shirts integriert. Ersichtlich gestattet die besonders dünne Ausgestaltung des Trägers 2 eine besonders unauffällige Integration der Vorrichtung 1 in eine Ärmelpartie des Bekleidungsstücks 19. Das Photovoltaikmodul 3 ist hier einer Phantasieform nachempfunden und ermöglicht so eine besonders dezente Handhabung der Sensordatenerfassung und -auswertung durch den Träger des Bekleidungsstücks 19.
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Gemäß weiteren, nicht gezeigten Ausführungsbeispielen ist das Bekleidungsstück 12 eine Jacke, eine Hose, eine Kopfbedeckung oder einen Schuh. Außerdem kann eine den vorgenannten Ausführungsbeispielen entsprechende Vorrichtung 1 auch als medizinisches Hilfsmittel, beispielsweise als Gelenkschoner, ausgebildet oder in ein solches Hilfsmittel integriert sein.
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Die 4A bis 4E zeigen jeweils ein Photovoltaikmodul 3, das anstelle der den 1 und 3 gezeigten Photovoltaikmodulen verwendet werden kann und sich durch die Form der Photovoltaikzellen 10 unterscheidet. Die jeweiligen Formen der Photovoltaikzellen 10 lassen sich flexibel durch das Inkjetverfahren realisieren.
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4A zeigt ein Photovoltaikmodul 3 aus mehreren unterschiedlich ausgerichteten, dreieckigen Photovoltaikzellen 10.
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4B zeigt ein Photovoltaikmodul 3 aus mehreren unterschiedlichen ausgerichteten Photovoltaikzellen 10 mit einer halbovalen Außenform.
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4C zeigt ein Photovoltaikmodul 3 aus mehreren Photovoltaikzellen 10, die zwei gegenüberliegende geschwungene Seiten aufweisen, die durch zwei gerade Seitenabschnitte miteinander verbunden sind.
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4D zeigt ein Photovoltaikmodul 3 aus mehreren bandförmigen Photovoltaikzellen mit zwei Ausschnitten an den Bandenden und mehreren inneren Ausnehmungen.
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4E zeigt ein Photovoltaikmodul 3 aus mehreren versetzt und unterschiedlich ausgerichteten Photovoltaikzellen 10, die eine bandartige Form mit mehreren halbovalen Ausbuchtungen aufweisen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- J. P. Dieffenderfer et al. „Solar powered wrist worn acquisition system for continuous photoplethysmogram monitoring“ (in: Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC), 2014, 36th Annual International Conference of the IEEE, S. 3142-3145 [0003]
