DE202014104008U1

DE202014104008U1 - Flexible Photovoltaikvorrichtung

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Publication number: DE202014104008U1
Application number: DE202014104008.0U
Authority: DE
Original assignee: FUCHI TEXTILE CO; FUCHI TEXTILE Co Ltd
Current assignee: FUCHI TEXTILE CO; FUCHI TEXTILE Co Ltd
Priority date: 2013-08-29
Filing date: 2014-08-27
Publication date: 2014-09-30
Anticipated expiration: 2024-08-28
Also published as: US20150059852A1; JP3194150U; TWM493154U

Abstract

Flexible Photovoltaikvorrichtung, aufweisend: eine Verbundgewebestruktur (10); ein Photovoltaik-Dünnschichtmodul (14), das auf einer oberen Oberfläche (102) der Verbundgewebestruktur (10) aufgebracht ist; eine Schutzschicht (16), die transparent auf das Photovoltaik-Dünnschichtmodul (14) und die obere Oberfläche (102) der Verbundgewebestruktur (10) aufgebracht ist, wobei zwei Anschlussdrähte (142, 144) des Photovoltaik-Dünnschichtmodules (14) freiliegend angeordnet sind, und wobei die untere Oberfläche (104) der Verbundgewebestruktur (10) gleichzeitig als Dekorationsfläche dient.

Description

Die Erfindung betrifft eine flexible Photovoltaikvorrichtung, insbesondere eine hoch flexible Photovoltaikvorrichtung, die durch ein einfaches Design in verschiedenen alltäglichen Gegenständen integriert werden kann.
Die flexible Photovoltaikvorrichtung herkömmlicher Art besteht in der Regel aus einem Photovoltaik-Dünnschichtmodul, das entweder auf Basis von amorphem Silizium (a-Si) oder von mikrokristallinem Silizium (μ-Si) hergestellt und zwischen zwei aus Polytetrafluorethylen (PTFE) hergestellten Schichten dicht verschlossen wird, wobei das aus amorphem bzw. mikrokristallinem Silizium hergestellte Dünnschichtmodul eine dunkelblaue bzw. dunkelschwarze Lichteinfallfläche aufweist, während die PTFE-Schichten jeweils eine transparente Schicht sind, was nicht nur ein schönes Aussehen der herkömmlichen Photovoltaikvorrichtung und deren Anwendungsbereiche beschränkt, sondern auch deren Integration in den alltäglichen Gegenständen durch ein einfaches Design erschwert.
Deswegen lässt sich die flexible Photovoltaikvorrichtung herkömmlicher Art weiter verbessern, um ihre Anwendungsbereiche zu erweitern.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hoch flexible Photovoltaikvorrichtung zu schaffen, die durch einfache Maßnahmen in den unterschiedlichen, alltäglichen Gegenständen integriert werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine flexible Photovoltaikvorrichtung, die die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist. Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Gemäß der Erfindung wird eine flexible Photovoltaikvorrichtung bereitgestellt, die Folgendes aufweist:
eine Verbundgewebestruktur;
ein Photovoltaik-Dünnschichtmodul, das auf einer oberen Oberfläche der Verbundgewebestruktur aufgebracht ist;
eine Schutzschicht, die transparent auf das Photovoltaik-Dünnschichtmodul und die obere Oberfläche der Verbundgewebestruktur aufgebracht ist, wobei zwei Anschlussdrähte des Photovoltaik-Dünnschichtmodules freiliegend angeordnet sind, und wobei die untere Oberfläche der Verbundgewebestruktur gleichzeitig als Dekorationsfläche dient.
Gemäß der Erfindung weist die Verbundgewebestruktur Folgendes auf:
ein Substrat, das als die obere Oberfläche dient; und
eine Gewebeschicht, die mit dem Substrat verbunden ist, wobei eine untere Oberfläche vorhanden ist.
Gemäß der Erfindung ist die Gewebeschicht aus einer Gruppe ausgewählt, die eine Stoffschicht, eine Lederschicht und eine Kunstlederschicht aufweist.
Gemäß der Erfindung ist das Material für das Substrat aus einer Gruppe ausgewählt, die Ethylen-Tetrafluorethylen (ETFE), Polytetrafluorethylen (PTFE), Polymethylmethacrylat (PMMA), Thermoplastische Elastomere (TPE), Ethylenvinylacetat (EVA), Polyurethane (PU), Polyethylenterephthalat (PET) und anderes handelsübliches Kunstharz aufweist.
Gemäß der Erfindung das Material für die Schutzschicht aus einer Gruppe ausgewählt ist, die PTFE, PMMA, EVA und PET und anderes handelsübliches Kunstharz aufweist.
Gemäß der Erfindung ist das Material für das Photovoltaik-Dünnschichtmodul (14) aus einer Gruppe ausgewählt, die amorphes Silizium (a-Si), mikrokristallines Silizium (μ-Si), Cadmiumsulfid (SdS), Cadmiumtellurid (CdTe), CuInSe₂ (CIS), Kupfer-Indium-Gallium-Diselenid (CIGS) und Farbstoffsolarzelle (DSSC) aufweist.
Im Folgenden werden die Erfindung und ihre Ausgestaltungen anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:
1 eine Draufsicht auf ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen flexiblen Photovoltaikvorrichtung;
2 einen Schnitt entlang der Linie A-A in 1;
3 einen Schnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen flexiblen Photovoltaikvorrichtung; und
4 einen Schnitt durch ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen flexiblen Photovoltaikvorrichtung.
Wie aus 1 und 2 ersichtlich, weist die flexible Photovoltaikvorrichtung 1 der vorliegenden Erfindung eine Verbundgewebestruktur 10, ein Photavoltaik-Dünnschichtmodul 14 und eine Schutzschicht 16 auf.
Das Photovoltaik-Dünnschichtmodul 14 wird auf einer oberen Oberfläche 102 der Verbundgewebestruktur 10 angebracht und mit dieser verbunden. Die Schutzschicht 16 ist transparent und wird auf dem Photovoltaik-Dünnschichtmodul 14 und der oberen Oberfläche 102 der Verbundgewebestruktur 10 angebracht, wobei zwei Anschlussdrähte 142, 144 des Photovoltaik-Dünnschichtmodules 14, mit denen eine andere Photovoltaikvorrichtung in einer Reihenschaltung bzw. ein externer Stromkreis verbunden wird, herausragend angebracht werden. Die untere Oberfläche 104 der Verbundgewebestruktur 10 dient dabei als eine Dekorationsfläche.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst die Verbundgewebestruktur 10 ein Substrat 11 und eine Gewebeschicht 12, welche beide miteinander verbunden werden, wobei das Substrat 11 die obere Oberfläche 102 bildet. Wie in der 1 dargestellt, wird die Gewebeschicht 12 auf der unteren Oberfläche 112 des Substrates 11 angebracht, wobei die Gewebeschicht 12 die untere Oberfläche (Dekorationsfläche) 104 bildet.
In dem Ausführungsbeispiel kann die Gewebeschicht 12 eine Stoffschicht, eine Lederschicht oder eine Kunstlederschicht sein, wobei die Stoffschicht aus verschiedenen Gewebesorten wie Leinwandbindungsgewebe, Trikotgewebe, Rundstrickware, Samtgewebe, Vliesstoff usw. hergestellt werden kann. Die Dekorationsfläche 104 der Gewebeschicht 12 kann durch verschiedene Behandlungsverfahren wie Farbdruck, Leimauftrag, Fixierung, Antischmutzbehandlung, Feuerschutzbehandlung, Fusseln, Schleifen, Satinieren, Glanzbehandlung, Prägen, Kleben usw. nachbehandelt werden.
Wie in der 2 dargestellt, umfasst die flexible Photovoltaik-Vorrichtung 1 zudem eine Dichtungsschicht (Ethylenvinylacetat (EVA)-Schicht) 13 und eine Dichtungsschicht (EVA-Schicht) 15, wobei die EVA-Schicht 13 zwischen dem Substrat 11 und dem Photovoltaik-Dünnschichtmodul 14 eingelegt wird, während die EVA-Schicht 15 zwischen der Schutzschicht 16 und dem Photovoltaik-Dünnschichtmodul 14 angebracht wird. in dem Ausführungsbeispiel werden das Substrat 11, die EVA-Schicht 13, das Photovoltaik-Dünnschichtmodul 14, die EVA-Schicht 15 und die Schutzschicht 16 durch ein Wärmepressen miteinander verbunden, wobei das Photovoltaikmodul 14 durch die EVA-Schicht 13 und die EVA-Schicht 15 dicht verschlossen wird.
Das Substrat 11 in dem Ausführungsbeispiel kann aus ETFE, PTFE, PMMA, TPU, EVA, PU, PET oder anderem Kunstharz hergestellt werden, wobei das Substrat 11 allen wetterfesten Anforderungen entsprechen muss, um das Photovoltaik-Dünnschichtmodul 14 zu schützen.
Das Photovoltaik-Dünnschichtmodul 14 in dem Ausführungsbeispiel kann auf der Basis von amorphem Silizium (a-Si), mikrokristallinem Silizium (μ-Si), dem Cadmiumsulfid (CdS), dem Cadmiumtellurid (CdTe), dem CuInSe₂ (CIS), dem Kupfer-Indium-Gallium-Diselenid (CIGS), der Farbstoffsolarzelle (DSSC) usw. hergestellt werden.
Die Schutzschicht 16 in dem Ausführungsbeispiel kann aus PTFE, PMMA, EVA oder anderen Kunstharzen hergestellt werden, wobei die Schutzschicht 16 Anforderungen wie Wasserdampfbarriere-Eigenschaften, Isolierungseigenschaften, Dimensionsstabilität, Feuchtigkeits- und Alterungsbeständigkeit, Ultraviolettbeständigkeit usw. entsprechen muss.
Die flexible Photovoltaikvorrichtung 1 in dem Ausführungsbeispiel weist eine Dicke von 0,05 mm bis 5 mm auf. Die flexible Photovoltaikvorrichtung 1 kann zu einer Zylinderrolle gewickelt werden. Was die Biegsamkeit der flexiblen Photovoltaikvorrichtung 1 der vorliegenden Erfindung betrifft, lässt sie sich zu einer Zylinderrolle mit einem Durchmesser von 5 mm bis 500 mm aufrollen.
In Bezug auf 3 wird ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in einer Ausschnittansicht schematisch dargestellt, wobei gleiche Bestandteile mit einer gleichen bzw. ähnlichen Konstruktion bzw. Funktion in der 3 mit gleichen Nummern wie in der 2 bezeichnet werden, was hier nicht mehr näher erklärt wird. Hier unten werden nur Unterschiede zwischen dem zweiten und dem ersten Ausführungsbeispiel erklärt.
In dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst die flexible Photovoltaikvorrichtung 1 kein Substrat 11, wobei die Gewebeschicht 12 direkt mit der Dichtungsschicht (EVA-Schicht) 13 verbunden wird. Die Gewebeschicht 12 bildet dabei die Dekorationsfläche.
In dem zweiten Ausführungsbeispiel weist die flexible Photovoltaikvorrichtung 1 ebenfalls eine Dicke von 0,05 mm bis 5 mm auf. Die flexible Photovoltaikvorrichtung 1 kann zu einer Zylinderrolle gewickelt werden. Was die Biegsamkeit der flexiblen Photovoltaikvorrichtung 1 in dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung betrifft, lässt sie sich zu einer Zylinderrolle mit einem Durchmesser von 5 mm bis 500 mm aufrollen.
Die gleichen bzw. ähnlichen Konstruktionen und deren Funktionen in der 4 werden ebenfalls mit den gleichen Nummern wie in der 2 bezeichnet und hier nicht näher erklärt. Hier unten werden nur die Unterschiede zwischen dem dritten und dem ersten Ausführungsbeispiel erklärt.
In dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst die flexible Photovoltaikvorrichtung 1 kein Substrat 11, wobei eine andere Schutzschicht 16 direkt mit der Dichtungsschicht (EVA-Schicht) 13 verbunden wird. Eine Verbindungsschicht 17 dient dazu, die Schutzschicht 16 mit der Gewebeschicht 12 miteinander zu kleben, wobei die Gewebeschicht 12 gleichzeitig als die Dekorationsfläche dient.
Durch obige Beschreibung wird die vorliegende Erfindung ausführlich erklärt, woraus ersichtlich ist, dass die vorliegende Erfindung nicht nur einen besseren Dekorationseffekt, sondern auch eine hohe Biegsamkeit aufweist, was nicht nur die Anwendungsbereiche der flexiblen Photovoltaikvorrichtung erweitert, sondern auch ermöglicht, dass sich die flexible Photovoltaikvorrichtung durch ein einfaches Design in verschiedenen alltäglichen Gegenständen integrieren lässt.
Insgesamt betrifft die Erfindung eine flexible Photovoltaikvorrichtung, die durch einfache Maßnahmen in den unterschiedlichen, alltäglichen Gegenständen integriert werden kann, wobei die flexible Photovoltaikvorrichtung eine hohe Flexibilität aufweist.
Die vorstehende Beschreibung stellt die Ausführungsbeispiele der Erfindung dar und soll nicht die Ansprüche beschränken. Alle gleichwertigen Änderungen und Modifikationen, die gemäß der Beschreibung und den Zeichnungen der Erfindung von einem Fachmann vorgenommen werden können, gehören zum Schutzbereich der vorliegenden Erfindung.
Bezugszeichenliste

1: flexible Photovoltaikvorrichtung
10: Verbundgewebestruktur
102: obere Oberfläche
104: untere Oberfläche
11: Substrat
112: untere Oberfläche
12: Gewebeschicht
13: Dichtungsschicht
14: Photovoltaik-Dünnschichtmodul
142, 144: Anschlussdraht
15: Dichtungsschicht
16: Schutzschicht
17: Verbindungsschicht

Claims

Flexible Photovoltaikvorrichtung, aufweisend: eine Verbundgewebestruktur (10); ein Photovoltaik-Dünnschichtmodul (14), das auf einer oberen Oberfläche (102) der Verbundgewebestruktur (10) aufgebracht ist; eine Schutzschicht (16), die transparent auf das Photovoltaik-Dünnschichtmodul (14) und die obere Oberfläche (102) der Verbundgewebestruktur (10) aufgebracht ist, wobei zwei Anschlussdrähte (142, 144) des Photovoltaik-Dünnschichtmodules (14) freiliegend angeordnet sind, und wobei die untere Oberfläche (104) der Verbundgewebestruktur (10) gleichzeitig als Dekorationsfläche dient.
Flexible Photovoltaikvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbundgewebestruktur (10) Folgendes aufweist: ein Substrat (11), das als die obere Oberfläche (102) dient; und eine Gewebeschicht (12), die mit dem Substrat (11) verbunden ist, wobei eine untere Oberfläche (104) vorhanden ist.
Flexible Photovoltaikvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewebeschicht (12) aus einer Gruppe ausgewählt ist, die eine Stoffschicht, eine Lederschicht und eine Kunstlederschicht aufweist.
Flexible Photovoltaikvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Material für das Substrat (11) aus einer Gruppe ausgewählt ist, die Ethylen-Tetrafluorethylen (ETFE), Polytetrafluorethylen (PTFE), Polymethylmethacrylat (PMMA), Thermoplastische Elastomere (TPE), Ethylenvinylacetat (EVA), Polyurethane (PU) und Polyethylenterephthalat (PET) aufweist.
Flexible Photovoltaikvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Material für die Schutzschicht (16) aus einer Gruppe ausgewählt ist, die PTFE, PMMA, EVA und PET aufweist.
Flexible Photovoltaikvorrichtung nach Anspruch 2, ferner mit: einer ersten Dichtungsschicht, die zwischen dem Photovoltaik-Dünnschichtmodul (14) und der transparenten Schutzschicht (16) vorgesehen ist; und einer zweiten Dichtungsschicht, die zwischen dem Photovoltaik-Dünnschichtmodul (14) und dem Substrat (11) vorgesehen ist.
Flexible Photovoltaikvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Material für das Photovoltaik-Dünnschichtmodul (14) aus einer Gruppe ausgewählt ist, die amorphes Silizium (a-Si), mikrokristallines Silizium (μ-Si), Cadmiumsulfid (SdS), Cadmiumtellurid (CdTe), CuInSe₂ (CIS), Kupfer-Indium-Gallium-Diselenid (CIGS) und Farbstoffsolarzelle (DSSC) aufweist.
Flexible Photovoltaikvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die flexible Photovoltaikvorrichtung (1) eine Dicke von 0,05 mm bis 5 mm aufweist.
Flexible Photovoltaikvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die flexible Photovoltaikvorrichtung (1) zu einer Zylinderrolle aufrollen lässt, wobei die Flexibilität der flexiblen Photovoltaikvorrichtung (1) so definiert ist, dass die Zylinderrolle einen Durchmesser von 5 mm bis 500 mm aufweist.
Flexible Photovoltaikvorrichtung, aufweisend: eine Gewebeschicht (12); eine erste Dichtungsschicht, die auf die Gewebeschicht (12) aufgebracht ist; ein Photovoltaik-Dünnschichtmodul (14), das auf die erste Dichtungsschicht aufgebracht ist; eine zweite Dichtungsschicht, die auf das Photovoltaik-Dünnschichtmodul (14) aufgebracht ist; und eine Schutzschicht (16), die transparente auf die zweite Dichtungsschicht (14) aufgebracht ist, wobei zwei Anschlussdrähte (142, 144) des Photovoltaik-Dünnschichtmodules (14) freiliegend angeordnet sind, und wobei die Gewebeschicht (12) als Dekorationsfläche dient.
Flexible Photovoltaikvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewebeschicht (12) aus einer Gruppe ausgewählt ist, die eine Stoffschicht, eine Lederschicht und eine Kunstlederschicht aufweist.
Flexible Photovoltaikvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Material für die Schutzschicht (16) aus einer Gruppe ausgewählt ist, die PTFE, PMMA, EVA und PET aufweist.
Flexible Photovoltaikvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Material für das Photovoltaik-Dünnschichtmodul (14) aus einer Gruppe ausgewählt ist, die amorphes Silizium (a-Si), mikrokristallines Silizium (μ-Si), Cadmiumsulfid (SdS), Cadmiumtellurid (CdTe), CuInSe₂ (CIS), Kupfer-Indium-Gallium-Diselenid (CIGS) und Farbstoffsolarzelle (DSSC) aufweist.
Flexible Photovoltaikvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die flexible Photovoltaikvorrichtung (1) eine Dicke von 0,05 mm bis 5 mm aufweist.
Flexible Photovoltaikvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass sich die flexible Photovoltaikvorrichtung (1) zu einer Zylinderrolle aufrollen lässt, wobei die Flexibilität der flexiblen Photovoltaikvorrichtung (1) so definiert ist, dass die Zylinderrolle einen Durchmesser von 5 mm bis 500 mm aufweist.
Flexible Photovoltaikvorrichtung, aufweisend: eine Gewebeschicht (12); eine Verbindungsschicht (17), die auf die Gewebeschicht (12) aufgebracht ist; eine erste Schutzschicht, die auf die Verbindungsschicht (17) aufgebracht ist; eine erste Dichtungsschicht, die auf die erste Schutzschicht aufgebracht ist; ein Photovoltaik-Dünnschichtmodul (14), das auf eine erste Dichtungsschicht aufgebracht ist; eine zweite Dichtungsschicht, die auf das Photovoltaik-Dünnschichtmodul (14) aufgebracht ist, und eine zweite Schutzschicht, die transparent auf die zweite Dichtungsschicht aufgebracht ist, wobei zwei Anschlussdrähte (142, 144) des Photovoltaik-Dünnschichtmodules (14) freiliegend angeordnet sind, und wobei die Gewebeschicht (12) als Dekorationsfläche dient.
Flexible Photovoltaikvorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewebeschicht (12) aus einer Gruppe ausgewählt ist, die eine Stoffschicht, eine Lederschicht und eine Kunstlederschicht aufweist.
Flexible Photovoltaikvorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Material für die erste und die zweite Schutzschicht aus einer Gruppe ausgewählt ist, die PTFE, PMMA, EVA und PET aufweist.
Flexible Photovoltaikvorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Material für das Photovoltaik-Dünnschichtmodul (14) aus einer Gruppe ausgewählt ist, die amorphes Silizium (a-Si), mikrokristallines Silizium (μ-Si), Cadmiumsulfid (SdS), Cadmiumtellurid (CdTe), CuInSe₂ (CIS), Kupfer-Indium-Gallium-Diselenid (CIGS) und Farbstoffsolarzelle (DSSC) aufweist.
Flexible Photovoltaikvorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die flexible Photovoltaikvorrichtung (1) eine Dicke von 0,05 mm bis 5 mm aufweist.