DE202007006092U1 - Plattenförmiges Bauteil mit Solargeneratorfunktion - Google Patents

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Abstract

Plattenförmiges Bauteil, insbesondere Dachdeckel eines Kraftfahrzeuges, mit Solargeneratorfunktion, umfassend eine flächig ausgedehnte Solarzellenanordnung (14) aus einem im Wesentlichen lichtundurchlässigen Solarzellenmaterial (16), in welchem eine Vielzahl von Löchern zur Schaffung einer Lichtdurchlässigkeit der Solarzellenanordnung (14) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Übergangsbereich (22, 24) der mit den Löchern versehenen Solarzellenfläche vorgesehen ist, in welchem durch eine Variation der Lochflächen und/oder Lochabstände eine entsprechende Variation der Lichtdurchlässigkeit geschaffen ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein plattenförmiges Bauteil, beispielsweise einen Dachdeckel eines Kraftfahrzeuges, mit Solargeneratorfunktion, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Ein derartiges Bauteil ist aus der DE 41 05 389 C1 bekannt. Das bekannte Bauteil ist als eine lichtdurchlässige Scheibe für Fahrzeuge vorgesehen, bei welcher eine Solargeneratorfunktion durch Integration eines Solarverbunds erzielt wird. Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass Scheibenbereiche mindestens zum Teil mit Solarzellen belegt werden, die mit einem amorphen Halbleiterwerkstoff ausgestattet sind, der als Dünnschicht durchsichtig ist oder der durch Einbringen feiner Löcher durchsichtig gemacht wurde. Damit gehen lichtdurchlässig bleibende Scheibenbereiche für die Solarenergieerzeugung nicht verloren. Vielmehr können die betreffenden Bereiche, wenn auch mit geringem Wirkungsgrad, zur Energieerzeugung herangezogen werden. Andere Scheibenbereiche sind mit kristallinem Halbleiterwerkstoff besetzt, welches eine größere Energieerzeugungseffizienz aufweist, jedoch lichtundurchlässig ist.
  • Das bekannte Bauteil mit Solargeneratorfunktion besitzt eine Reihe von Nachteilen. Zunächst ist es vergleichsweise aufwendig, verschiedene Arten von Solarzellenmaterial (kristallin und amorph) an ein und demselben Bauteil zu integrieren. In ästhetischer Hinsicht nachteilig ist ein vergleichsweise "harter optischer Übergang" zwischen den verschiedenen Solarzellenbereichen. Der Anwendungsbereich des bekannten Bauteils ist aus diesen Gründen eingeschränkt.
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein möglichst universell einsetzbares Bauteil der eingangs genannten Art bereitzustellen. Insbesondere soll die ästhetische Gestaltungsfreiheit durch die Solargeneratorfunktion weniger eingeschränkt sein.
  • Bei einem plattenförmigen Bauteil, insbesondere Dachdeckel eines Kraftfahrzeuges, mit Solargeneratorfunktion, umfassend eine flächig ausgedehnte Solarzellenanordnung aus einem im Wesentlichen lichtundurchlässigen Solarzellenmaterial, in welchem eine Vielzahl von Löchern zur Schaffung einer Lichtdurchlässigkeit der Solarzellenanordnung vorgesehen ist, wird die obige Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, dass wenigstens ein Übergangsbereich der mit den Löchern versehenen Solarzellenfläche vorgesehen ist, in welchem durch eine Variation der Lochflächen und/oder Lochabstände eine entsprechende Variation der Lichtdurchlässigkeit geschaffen ist.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Bauteil ist es nicht zwingend erforderlich, Solarzellenmaterialien unterschiedlicher Art zu verwenden. Vielmehr kann auch lediglich ein Solarzellenmaterial, bevorzugt mit relativ hohem Wirkungsgrad, verwendet werden, wobei eine Variation der Lichtdurchlässigkeit bereits durch eine geeignete "Variation der Lochanordnung" geschaffen wird. Der gemäß der Erfindung vorgesehene Übergangsbereich gestattet ohne weiteres einen "weichen optischen Übergang" zwischen einem lichtundurchlässigen Bereich und einem lichtdurchlässigen Bereich.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass im Übergangsbereich eine lokal gemittelte Lichtdurchlässigkeit um wenigstens einen Faktor 5, insbesondere wenigstens einen Faktor 10, variiert.
  • In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Variation der Lichtdurchlässigkeit im Übergangsbereich im Wesentlichen in einer Richtung vorgesehen ist, bei einem Dachdeckel beispielsweise in Querrichtung oder in Längsrichtung.
  • Der oder die Übergangsbereiche nehmen bevorzugt wenigstens 20%, insbesondere wenigstens 40%, der Solarzellenfläche ein. In einer Ausführungsform nehmen der oder die Übergangsbereiche sogar wenigstens 80% der Solarzellenfläche ein.
  • In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Übergangsbereich an einen lochfreien Bereich des Solarzellenmaterials angrenzt. In einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass der lochfreie Bereich des Solarzellenmaterials weniger als 50% der Gesamtfläche der Solarzellenanordnung ausmacht. (Mit dem Begriff "lochfreier Bereich" ist hierbei die Solarzellenfläche abzüglich der Fläche des bzw. der Übergangsbereiche gemeint).
  • Alternativ oder zusätzlich ist es oftmals vorteilhaft, wenn der Übergangsbereich an einen von dem Solarzellenmaterial freigehaltenen Bauteilbereich angrenzt. Letzterer Bauteilbereich kann transparent, semi-transparent oder opak ausgebildet sein (z. B. durch eine entsprechende Bedruckung, Auflaminierung einer Folie oder Färbung). In einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass der von dem Solarzellenmaterial freigehaltene Bauteilbereich ringförmig geschlossen von einem mit Solarzellenmaterial besetzten Bauteilbereich umschlossen ist. Umgekehrt kann auch ein mit Solarzellenmaterial besetzter Bauteilbereich ringförmig geschlossen von einem von dem Solarzellenmaterial freigehaltenen Bauteilbereich umschlossen sein.
  • Der von dem Solarzellenmaterial freigehaltene Bauteilbereich (ohne den oder die Übergangsbereiche) macht gemäß einer Ausführungsform mindestens 10% der Gesamtfläche des Bauteils aus. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass dieser Bereich weniger als 90% der Gesamtfläche des Bauteils ausmacht.
  • Was die Gestaltung der Solarzellenanordnung anbelangt, so kann diesbezüglich vorteilhaft auf an sich bekannte Konstruktionen zurückgegriffen werden, insbesondere auf Konstruktionen, wie sie im Bereich für so genannte Solardeckel bei Fahrzeugdachsystemen an sich bekannt sind. Die Solarzellenanordnung kann eine oder mehrere elektrisch miteinander verbundene Solarzellen umfassen. Bei einer Solarzellenanordnung mit mehreren einzelnen Solarzellen können diese mit oder ohne Zwischenräume, bevorzugt in einer oder mehreren Reihen nebeneinander bzw. "kachelartig verlegt", angeordnet sein.
  • Eine aus mehreren Solarzellen gebildete Solarzellenanordnung kann in der Verwendungssituation die außen liegende Flachseite des plattenförmigen Bauteils bilden. Alternativ kann die Solarzellenanordnung auch (über die Bauteildicke betrachtet) im Inneren des Bauteils angeordnet sein.
  • Im Hinblick auf eine möglichst hohe Lichtdurchlässigkeit des Bauteils trotz Solargeneratorfunktion ist in einer Ausführungsform vorgesehen, dass die Solarzellenanordnung an oder in einem transparenten Kunststoffmaterial integriert ist. Ein für den Anwendungsfall eines Dachdeckels eines Fahrzeug besonders bevorzugtes Grundmaterial des Bauteils ist beispielsweise Polycarbonat (einschließlich Polycarbonatblends). Die Integration der Solarzellenanordnung in ein derartiges Kunststoffmaterial kann z. B. gleichzeitig mit der Formgebung des Grundmaterials in einem Schäumprozess oder Spritzprozess erfolgen.
  • Für viele Anwendungsfälle bevorzugt ist eine im Wesentlichen einheitliche Dicke des Bauteils über dessen Gesamtfläche. Dies ist jedoch keineswegs zwingend. Ferner soll der Begriff "plattenförmiges Bauteil" keineswegs ausschließen, dass die beiden Flachseiten des Bauteils mehr oder weniger stark gekrümmt sind, wie dies z. B. für einen Dachdeckel eines Kraftfahrzeugs üblicherweise der Fall ist.
  • Auch was das Solarzellenmaterial anbelangt, so kann vorteilhaft auf Materialien zurückgegriffen werden, die aus dem Bereich der Solarenergieerzeugung bzw. für Solarmodule an sich bekannt sind. Insbesondere wenn eine Integration der Solarzellenanordnung im Rahmen eines Schäum- oder Spritzprozesses (einschließlich so genanntes RIM-Verfahren) vorgesehen ist, so ist die Verwendung einer flexiblen Solarzellenfolie oftmals günstig, beispielsweise wenn damit eine gekrümmte Außenfläche des Bauteils in dessen Verwendungssituation gebildet werden soll. Zur Realisierung einer flexiblen Solarzelle sei lediglich beispielhaft auf die US 2005/0074915 A1 verwiesen.
  • Ganz allgemein ist es bevorzugt, ein Solarzellenmaterial mit einem vergleichsweise hohen Wirkungsgrad der Konversion von Sonnenlicht in elektrische Energie zu verwenden. In an sich bekannter Weise kann hierfür z. B. ein amorphes oder ein kristallines (mono- oder multikristallines) Halbleitermaterial, insbesondere amorphes oder kristallines Silizium verwendet werden.
  • Vor dem Hintergrund, dass gegenwärtig die höchsten Wirkungsgrade mit kristallinem Halbleitermaterial erzielt werden, ist gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform vorgesehen, dass als das Solarzellenmaterial ein kristallines Halbleitermaterial, insbesondere kristallines Siliziummaterial verwendet wird.
  • In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Transmission des Solarzellenmaterials im sichtbaren Spektralbereich kleiner als 20%, insbesondere kleiner als 10%, ist.
  • Vor allem in ästhetischer Hinsicht ist es von Vorteil, wenn der Übergangsbereich im Mittel wenigstens 103, insbesondere wenigstens 5 × 103, Löcher pro m2 aufweist und/oder wenn für jede vollständig innerhalb des Übergangsbereiches liegende Kreisfläche mit einem Durchmesser von 40 mm wenigstens ein Teil einer Lochfläche innerhalb der Kreisfläche liegt.
  • Durch die beiden letzteren Maßnahmen wird in ästhetisch ansprechender Weise eine "größere Vielzahl relativ gleichmäßig verteilter" Löcher realisiert.
  • In einer fertigungstechnisch vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass im Übergangsbereich die Lochflächen jeweils kreisrund sind. Diese Lochform kann sehr einfach z. B. durch mechanisches Bohren realisiert werden. Auch die Flächen von Löchern, die sich nicht in dem Übergangsbereich befinden, können beispielsweise kreisrund vorgesehen sein. In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Löcher mittels eines Laserstrahls realisiert werden (z. B. Laserbohren, Laserschneiden etc.).
  • Über die Gesamtfläche des Bauteils betrachtet können ein oder mehrere Übergangsbereiche vorgesehen sein. Beispielsweise können zwei Übergangsbereiche vorgesehen sein, die bevorzugt symmetrisch zueinander angeordnet sind. Ganz generell ist es für viele Anwendungsfälle von Vorteil (ästhetisch und hinsichtlich der elektrischen Eigenschaften), wenn das Bauteil insgesamt (einschließlich der Lochanordnung) symmetrisch ausgebildet ist. Bei dem Dachdeckel eines Kraftfahrzeugs kann z. B. die vertikale Längsmittelebene des Kraftfahrzeugs eine Symmetrieebene für das Bauteil bilden. Alternativ oder zusätzlich kann eine solche Symmetrieebene für das Bauteil auch eine vertikal und in Querrichtung des Fahrzeugs verlaufende Ebene sein.
  • In einer spezielleren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Löcher im Übergangsbereich auf einem zweidimensionalen Gitter angeordnet sind.
  • Beispielsweise kann ein solches Gitter eine rechteckige Einheitszelle besitzen, die jeweils ein Loch beinhaltet.
  • Bei einer bevorzugten Dimensionierung einer rechteckigen Einheitszelle liegt das Aspektverhältnis bevorzugt im Bereich von 0,5 bis 2, insbesondere in einem Bereich von 0,8 bis 1,6.
  • In einer speziellen Ausführung eines Übergangsbereiches, bei welchem die Löcher auf einem zweidimensionalen rechteckigen Gitter angeordnet sind, ist vorgesehen, dass die Lichtdurchlässigkeit lediglich in einer Richtung variiert, beispielsweise in einer der beiden Gitterrichtungen. Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Lichtdurchlässigkeit in mehreren Richtungen variiert oder "radial variiert", also ausgehend von einem äußeren Abschnitt des Übergangsbereiches nach radial innen hin abnimmt oder zunimmt.
  • Wenn die Löcher im Übergangsbereich auf einem zweidimensionalen Gitter angeordnet sind, so ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, dass zumindest in einer Richtung des Gitters die Lochfläche von Einheitszelle zu (unmittelbar benachbarter) Einheitszelle variiert, insbesondere streng monoton ansteigt (oder absinkt). Die Lochfläche kann sich von Einheitszelle zu Einheitszelle z. B. um einen Faktor im Bereich von 1,2 bis 3 verändern.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es stellen dar:
  • 1 eine Draufsicht eines Schiebedachdeckels für ein Kraftfahrzeugdach,
  • 2 eine Schnittansicht längs der Linie II-II in 1,
  • 3 ein vergrößertes Detail aus 1, und
  • 4 eine Schnittansicht ähnlich 2, jedoch für ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Schiebedachdeckels.
  • Die 1 bis 3 veranschaulichen ein erstes Ausführungsbeispiel eines Schiebedachdeckels 10.
  • Der insgesamt plattenförmig ausgebildete Deckel 10 ist zum Einbau in ein Dachsystem eines Kraftfahrzeugs vorgesehen und besitzt einen flächig ausgedehnten transparenten Deckelkorpus 12 und eine darauf angeordnete Solarzellenanordnung 14.
  • Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Deckelkorpus 12 als Kunststoffformteil aus Polycarbonat gebildet, bei dessen Formungsprozess gleichzeitig die Anbindung der Solarzellenanordnung 14 erfolgte.
  • Die Solarzellenanordnung 14 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel als eine Mehrzahl von elektrisch miteinander verbundenen Solarzellen ausgebildet.
  • Abweichend vom dargestellten Ausführungsbeispiel könnte die Solarzellenanordnung auch z. B. als eine flexible Solarzellenfolie ausgebildet sein, die bei der Herstellung des Deckels 10 somit gut an dessen Krümmung anpassbar ist. Alternativ könnte die Solarzellenanordnung 14 z. B. aufgeklebt sein.
  • In den aktiven Bereichen der Solarzellenanordnung 14, d. h. den zur Umsetzung von Sonnenlicht in elektrische Energie vorgesehenen Bereichen, befindet sich ein im Wesentlichen lichtundurchlässiges Solarzellenmaterial 16 mit einem hohen Konversionswirkungsgrad. In einer bevorzugten Ausführungsform sind die einzelnen Solarzellen der Solarzellenanordnung 14 aus kristallinem Halbleitermaterial (z. B. Silizium) gefertigt.
  • In den Figuren sind die für die Verwendungssituation (am Kraftfahrzeug) sich ergebenden Raumrichtungen, nämlich eine Längsrichtung x, eine Querrichtung y und ein Hochrichtung z eingezeichnet.
  • Wie es in 1 verdeutlicht ist, sind in dem lichtundurchlässigen Solarzellenmaterial 16 eine Vielzahl von Löchern zur Schaffung einer Lichtdurchlässigkeit des Bauteils 10 vorgesehen. In einer bevorzugten Ausführungsform sind zwischen den einzelnen Solarzellen nur relativ kleine Zwischenräume (in y-Richtung, etwa 1 bis 2 mm) vorgesehen. Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel sind diese Zwischenräume nicht transparent, sei es z. B. durch entsprechende Ausbildung eines "Solarzellen-Strings" und/oder z. B. eine Bedruckung des Deckelkorpus im Bereich dieser Zwischenräume oder einer entsprechend gestalteten Folie.
  • Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist mehr als 50% der aus 1 ersichtlichen Gesamtfläche der Solarzellenanordnung 14 mit solchen Löchern versehen. Diese lassen sich im dargestellten Beispiel jeweils einem von drei Bereichen zuordnen. Ein erster gelochter Bereich bzw. eine große Aussparung 20 befindet sich im Zentrum des Deckels 10 und besitzt eine etwa rechteckige, in Querrichtung y lang gestreckte Form. In Längsrichtung x an diese Aussparung 20 unmittelbar angrenzend sind ein hinterer Übergangsbereich 22 und ein vorderer Übergangsbereich 24 als weitere gelochte Bereiche zur Schaffung einer Lichtdurchlässigkeit vorgesehen.
  • Eine Besonderheit des Deckels 10 besteht darin, dass in den Übergangsbereichen 22 und 24 der Solarzellenfläche jeweils eine über diese Fläche variierende Lichtdurchlässigkeit geschaffen ist.
  • Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Mittelpunkte der jeweils kreisrund vorgesehenen Löcher jedes Übergangsbereiches 22 und 24 auf einem zweidimensionalen Gitter (in der x-y-Ebene) angeordnet, d. h. die Lochabstände (von Mittelpunkt zu Mittelpunkt gemessen) variieren in diesem Beispiel nicht. Die Variation der Lichtdurchlässigkeit wird in diesem Beispiel lediglich dadurch bewirkt, dass die Fläche bzw. der Durchmesser der innerhalb jedes Übergangsbereiches 22 und 24 liegenden Löcher über den jeweiligen Bereich variiert.
  • Abweichend vom dargestellten Ausführungsbeispiel könnte alternativ oder zusätzlich auch eine Variation der Lochabstände innerhalb des Übergangsbereiches vorgesehen sein. Auch die Form der einzelnen Löcher könnte anders als dargestellt vorgesehen sein. Wesentlich ist, dass in wenigstens einem Übergangsbereich (22 und/oder 24) durch die Variation der Lochflächen und/oder Lochabstände eine entsprechende Variation der Lichtdurchlässigkeit in wenigstens einer Richtung innerhalb der x-y-Ebene geschaffen ist.
  • Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Gesamtanordnung symmetrisch sowohl bezüglich einer vertikalen x-z-Mittelebene als auch einer vertikalen y-z-Mittelebene des Deckels 10.
  • Die unmittelbar an die große Aussparung 20 (Lichtdurchlässigkeit nahezu 100%) angrenzenden Abschnitte der beiden Übergangsbereiche 22 und 24 besitzen eine (für den Übergangsbereich) vergleichsweise große Lichtdurchlässigkeit durch Ausbildung von relativ groß bemessenen Löchern in diesen Abschnitten. Im dargestellten Ausführungsbeispiel variiert der Lochdurchmesser lediglich in Längsrichtung x. In jedem der Übergangsbereiche 22 und 24 nimmt der Lochdurchmesser mit zunehmendem Abstand vom Zentrum des Deckels 10, also nach vorne und nach hinten hin, ab. Vor dem vorderen Übergangsbereich 24 und hinter dem hinteren Übergangsbereich 22 befindet sich jeweils noch ein lochfreier Bereich des Solarzellenmaterials 16 mit nennenswerter Flächenausdehnung (hier: größer als 50% der Fläche des angrenzenden Übergangsbereiches). Dasselbe gilt für die seitlichen Ränder des Deckels 10. In einer alternativen Ausführungsform könnte auch vorgesehen sein, dass die genannten vorderen, hinteren und seitlichen Randbereiche des Deckels 10 frei von Solarzellenmaterial sind und z. B. mittels einer Bedruckung, Durchfärbung etc. im Wesentlichen undurchsichtig gemacht wurden.
  • Mit dem Deckel 10 ist zusammenfassend ein "Solarschiebedeckel" geschaffen, bei welchem trotz Verwendung von hocheffizientem und somit im Wesentlichen lichtundurchlässigem Solarzellenmaterial 16 vorteilhaft eine gewisse Durchsicht im Schiebedachbereich geschaffen ist, was in der Praxis einen hohen Kundennutzen darstellt. Das Design der Lochanordnung 20, 22 und 24 kann hierbei mit großer Gestaltungsfreiheit im Hinblick auf den Kundennutzen "Transparenz von innen aus dem Auto heraus" realisiert werden.
  • Einige generell vorteilhafte Aspekte der Variation der Lochflächen und/oder Lochabstände in den Übergangsbereichen seien nachfolgend nochmals mit Bezug auf 3 erläutert.
  • 3 zeigt einen in 1 linken Endabschnitt des hinteren Übergangsbereiches 22 in einer vergrößerten Darstellung. Im beschriebenen Ausführungsbeispiel ist der hintere Übergangsbereich 22 (wie auch der vordere Übergangsbereich 24) aus 6 nebeneinander liegenden Einzelsolarzellen gebildet, so dass 3 hier genau eine solche Solarzelle zeigt.
  • Unter der Annahme, dass die Lichtdurchlässigkeit des Deckels in den mit Solarzellenmaterial 16 besetzten Flächenbereichen etwa 0% beträgt und in den ausgesparten, d. h. mit den Löchern versehenen Flächenbereichen etwa 100% beträgt, lässt sich im dargestellten Anordnungsbeispiel eine lokal gemittelte Lichtdurchlässigkeit entsprechend dem lokalen Verhältnis zwischen ausgesparter Fläche und Gesamtfläche eines lokalen Flächenbereiches ermitteln.
  • Wie bereits erwähnt sind die Lochmittelpunkte auf einem zweidimensionalen Gitter angeordnet, mit einem Gitterabstand dx in x-Richtung und einem Gitterabstand dy in y-Richtung orthogonal dazu. Ganz allgemein ist es bei dieser Gitteranordnung günstig, wenn dx wenigstens annähernd so groß wie dy ist (vorliegend: dx = 24 mm, dy = 21 mm). Für die erwähnte Mittelung bietet sich an, als lokalen Flächenbereich die Fläche einer Einheitszelle des Gitters mit einem Flächeninhalt von dx multipliziert mit dy heranzuziehen (hier: etwa 500 mm2). Jede solche Einheitszelle beinhaltet die Fläche eines Loches. Für die in 3 oberste Lochreihe mit einem Lochdurchmesser von 10 mm ergibt sich somit eine lokale Lichtdurchlässigkeit von etwa 16%.
  • Die lokale Lichtdurchlässigkeit nimmt in (negativer) x-Richtung von Lochreihe zu Lochreihe ab, etwa um einen Faktor im Bereich von 1,4 bis 2,6 von Lochreihe zu Lochreihe. Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, diesen Faktor der Lochflächenabnahme von Lochreihe zu Lochreihe selbst von Lochreihe zu Lochreihe etwas zu erhöhen. Im dargestellten Beispiel beträgt das Lochflächenverhältnis von der obersten Lochreihe zur zweitobersten Lochreihe z. B. etwa 1,4 wohingegen das entsprechende Verhältnis für die zweitunterste und unterste Lochreihe etwa 2,6 beträgt.
  • Für die dargestellte Anordnung der Löcher auf einem zweidimensionalen Gitter ist es wie dargestellt günstig, die lokale Lichtdurchlässigkeit in der entsprechenden Variationsrichtung (hier: x-Richtung) insgesamt um wenigstens einen Faktor von 5 zu variieren. Im dargestellten Beispiel nimmt die lokale Lichtdurchlässigkeit in x-Richtung von etwa 1% (für die unterste Lochreihe) auf etwa 16% (für die oberste Lochreihe) zu. Diese Zunahme erfolgt wie dargestellt bevorzugt über wenigstens drei (hier: 5) Lochreihen, die jeweils wie dargestellt aus identisch dimensionierten Löchern gebildet sein können.
  • Schließlich ist es ganz allgemein von Vorteil, wenn in dem betreffenden Übergangsbereich relativ viele Löcher angeordnet sind und diese Löcher mehr oder weniger gleichmäßig über den Übergangsbereich verteilt sind. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist hierzu beispielsweise vorgesehen, dass die flächenbezogene Lochdichte etwa 103 Löcher pro m2 beträgt, wobei für jede gedachte, vollständig innerhalb des Übergangsbereiches liegende Kreisfläche mit einem Durchmesser von 30 mm wenigstens ein Teil einer Lochfläche innerhalb dieser Kreisfläche liegt.
  • 4 veranschaulicht in einer der 2 entsprechenden Schnittansicht ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Solardeckels 10a.
  • Der Deckel 10a besitzt wie bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform einen transparenten Deckelkorpus 12a aus Kunststoff, an dessen Oberseite flächig eine Solarzellenanordnung 14a angebunden ist.
  • Im Unterschied zu der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist die Solarzellenanordnung 14a an ihrer Oberseite jedoch noch mit einer transparenten Deckschicht 18a überdeckt, die z. B. aus dem gleichen Material wie die unterseitige Schicht 12a gebildet sein kann.
  • Das Vorsehen der Deckschicht 18a besitzt beispielsweise den Vorteil einer besseren Anpassbarkeit der Oberflächenbeschaffenheit an den betreffenden Anwendungsfall für das Bauteil.
    • 10
    Schiebedachdeckel
    12
    Deckelkorpus
    14
    Solarzellenanordnung
    16
    Solarzellenmaterial
    18
    Deckschicht
    20
    Aussparung
    22
    Übergangsbereich
    24
    Übergangsbereich

Claims (13)

  1. Plattenförmiges Bauteil, insbesondere Dachdeckel eines Kraftfahrzeuges, mit Solargeneratorfunktion, umfassend eine flächig ausgedehnte Solarzellenanordnung (14) aus einem im Wesentlichen lichtundurchlässigen Solarzellenmaterial (16), in welchem eine Vielzahl von Löchern zur Schaffung einer Lichtdurchlässigkeit der Solarzellenanordnung (14) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Übergangsbereich (22, 24) der mit den Löchern versehenen Solarzellenfläche vorgesehen ist, in welchem durch eine Variation der Lochflächen und/oder Lochabstände eine entsprechende Variation der Lichtdurchlässigkeit geschaffen ist.
  2. Bauteil nach Anspruch 1, wobei im Übergangsbereich (22, 24) eine lokal gemittelte Lichtdurchlässigkeit um wenigstens einen Faktor 5, insbesondere wenigstens einen Faktor 10, variiert.
  3. Bauteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Übergangsbereich (22, 24) an einen lochfreien Bereich des Solarzellenmaterials (16) angrenzt.
  4. Bauteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Übergangsbereich (22, 24) an einen von dem Solarzellenmaterial (16) freigehaltenen Bauteilbereich (20) angrenzt.
  5. Bauteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei als das Solarzellenmaterial (16) kristallines Halbleitermaterial vorgesehen ist.
  6. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei als das Solarzellenmaterial (16) amorphes Halbleitermaterial vorgesehen ist.
  7. Bauteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Transmission des Solarzellenmaterials (16) im sichtbaren Spektralbereich kleiner als 20%, insbesondere kleiner als 10%, ist.
  8. Bauteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Übergangsbereich (22, 24) im Mittel wenigstens 103, insbesondere wenigstens 5 × 103, Löcher pro m2 aufweist.
  9. Bauteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei für jede vollständig innerhalb des Übergangsbereiches (22, 24) liegende Kreisfläche mit einem Durchmesser von 40 mm wenigstens ein Teil einer Lochfläche innerhalb der Kreisfläche liegt.
  10. Bauteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei im Übergangsbereich (22, 24) die Lochflächen jeweils kreisrund sind.
  11. Bauteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Löcher im Übergangsbereich (22, 24) auf einem zweidimensionalen Gitter angeordnet sind.
  12. Bauteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, umfassend ein transparentes Trägermaterial (12), beispielsweise ein transparentes Polycarbonatmaterial, an oder in welchem die Solarzellenanordnung (14) integriert ist.
  13. Bauteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Löcher durch eine Laserstrahlbearbeitung realisiert sind.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN105034770A (zh) * 2015-08-12 2015-11-11 宁波山迪光能技术有限公司 混合型太阳能天窗

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