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DE102004003856A1 - Vehicle body part with a carrier layer, a solar module connected to the carrier layer, and an organic solar cell printed (stamped, sic) onto a synthetic plastic film useful for the roof regions of vehicles - Google Patents

Vehicle body part with a carrier layer, a solar module connected to the carrier layer, and an organic solar cell printed (stamped, sic) onto a synthetic plastic film useful for the roof regions of vehicles Download PDF

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Abstract

Vehicle body part with a carrier layer, a solar module connected to the carrier layer, and an organic solar cell printed (stamped, sic) onto a synthetic plastic film. An independent claim is included for a method of producing the part where the film is thermally formed after stamping (sic).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Karosserieteil mit einem Solarmodul für ein Fahrzeug sowie ein entsprechendes Herstellungsverfahren.The The present invention relates to a body part with a solar module for a Vehicle and a corresponding manufacturing process.

Das Vorsehen von Solarzellen an Karosserieteilen von Fahrzeugen, insbesondere im Dachbereich, ist seit längerem bekannt. Typischerweise werden dabei vorgefertigte kristalline oder amorphe Solarzellen auf Glasscheiben auflaminiert. Dies ist ein arbeitsintensiver und aufwendiger und somit kostspieliger Prozeß. Die Verwendung von Glasscheiben führt zu einem hohen Gesamtgewicht. Ferner sind viele unterschiedliche Materialien in Form von Folien, Verbindern etc. erforderlich, wobei der Gesamtverbund einschließlich Glasscheibe typischerweise eine Dicke von mindestens 6 mm aufweist. Ferner bedingt die Verwendung von Glasscheiben eine starke Beschränkung der Designfreiheit aufgrund der Bindung an die Form der Glasscheibe. Schließlich ist der aufwendige Prozeß fehleranfällig, was zu einem hohen Ausschussanteil führen kann.The Provision of solar cells on body parts of vehicles, in particular in the roof area, has been around for a long time known. Typically, these are prefabricated crystalline or amorphous solar cells laminated to glass sheets. This is a labor intensive one and costly and therefore expensive process. The use of glass leads to a high total weight. Furthermore, many different materials in the form of films, connectors, etc., where the overall composite including Glass pane typically has a thickness of at least 6 mm. Furthermore, the use of glass requires a strong limitation of Design freedom due to the bond to the shape of the glass. After all the complex process is prone to error, which lead to a high percentage of waste can.

Aus der DE 203 09 281 U1 ist ein Karosserieteil für ein Fahrzeug bekannt, bei welchem es sich um einen Teil des Fahrzeugdaches handeln kann. Das Karosserieteil weist Solarzellen auf, bei denen es sich um organische Solarzellen handeln kann und die zwischen einer Trägerschicht und einer Deckschicht eingebettet sind.From the DE 203 09 281 U1 is known a body part for a vehicle, which may be a part of the vehicle roof. The body part has solar cells, which may be organic solar cells and which are embedded between a carrier layer and a cover layer.

Ferner sind auf organischen Materialien, insbesondere speziellen Polymermaterialien, basierende Solarzellen bekannt, siehe z.B. EP 0 778 308 A1 , US 6,657,378 B2 , WO 03/050886 A2 oder WO 02/101838 A1. Dabei ist es ferner bekannt, dass solche organischen Solarzellen mittels Siebdruckverfahren auf ein Substrat aufgedruckt werden können.Furthermore, based on organic materials, in particular special polymer materials, based solar cells are known, see, for example EP 0 778 308 A1 . US 6,657,378 B2 WO 03/050886 A2 or WO 02/101838 A1. It is also known that such organic solar cells can be printed by screen printing on a substrate.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein mit einem Solarmodul versehenes Karosserieteil für ein Fahrzeug sowie ein entsprechendes Herstellungsverfahren zu schaffen, wobei eine kostengünstige und möglichst wenig fehleranfällige Herstellung bei geringer Bauhöhe und geringem Gewicht und mit großer Designfreiheit erzielt werden soll.It Object of the present invention, a with a solar module provided body part for to provide a vehicle and a corresponding manufacturing method, being a low cost and as possible little error-prone Production at low height and low weight and with great design freedom shall be.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Karosserieteil gemäß Anspruch 1 sowie ein Herstellungsverfahren gemäß Anspruch 12. Dabei ist vorteilhaft, dass dadurch, dass das Solarmodul des Karosserieteils von auf eine Kunststofffolie aufgedruckten organischen Solarzellen gebildet wird, das Karosserieteil auf sehr einfache, kostengünstige und zuverlässige Weise mit geringer Bauhöhe des Solarmoduls hergestellt werden kann. Ferner wird dabei durch die Flexibilität des Solarmoduls auch ein sehr große Designfreiheit erzielt.These The object is achieved by a body part according to claim 1 and a production method according to claim 12. It is advantageous that in that the solar module of the body part of on a Plastic film printed on organic solar cells is formed, the body part in a very simple, inexpensive and reliable way with low height of the solar module can be produced. Furthermore, it is through the flexibility The solar module also achieved a very large design freedom.

Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.preferred Embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims.

Erfindungsgemäß umfaßt ein Karosserieteil für ein Fahrzeug eine Trägerschicht sowie ein an der Trägerschicht angebrachtes Solarmodul, welches mindestens eine auf eine Kunststoffolie gedruckte organische Solarzelle umfasst. Das Solarmodul kann auf die zur Fahrzeugaußenseite weisenden Seite aufgebracht sein. Dabei kann die bedruckte Kunststoffolie mit der Trägerschicht hinterfüttert sein oder die bedruckte Kunststoffolie ist auf die Trägerschicht aufgeklebt oder auflaminiert. Wenn die Trägerschicht mindestens teilweise transparent ist, kann das Solarmodul jedoch auch an der nach innen weisenden Seite der Trägerschicht angebracht sein.According to the invention comprises a body part for a vehicle a carrier layer and one on the carrier layer attached solar module, which at least one on a plastic film comprises printed organic solar cell. The solar module can open the outside of the vehicle facing side be applied. In this case, the printed plastic with the carrier layer backfilled his or the printed plastic film is adhered to the carrier layer or laminated. If the carrier layer at least is partially transparent, but the solar panel can also at the be mounted inwardly facing side of the carrier layer.

Aufgrund der durch die Verwendung einer Kunststoffolie als Substrat für die Solarzelle erzielten Flexibilität kann das Solarmodul eine gekrümmte Oberfläche aufweisen. Die bedruckte Seite der Folie kann von der Trägerschicht weg weisen, wobei sie dann zweckmäßigerweise mit einer Schutzschicht versehen ist, oder sie kann zur Trägerschicht hinweisen, wobei dann keine separate Schutzschicht erforderlich ist. Als Druckverfahren wird vorzugsweise ein Siebdruckverfahren verwendet.by virtue of by the use of a plastic film as a substrate for the solar cell achieved flexibility For example, the solar module may have a curved surface. The printed side of the film can point away from the carrier layer, wherein they then expediently is provided with a protective layer, or it may be the carrier layer point out, in which case no separate protective layer is required is. As the printing method, a screen printing method is preferably used used.

Die Dicke der gedruckten organischen Solarzellen beträgt typischerweise 100 nm, wobei die Folie typischerweise eine Dicke von 0,5–1,3 mm aufweist, so dass insgesamt ein sehr dünnes Solarmodul hergestellt werden kann.The Thickness of the printed organic solar cells is typically 100 nm, the film typically having a thickness of 0.5-1.3 mm so that a total of a very thin solar module produced can be.

Im Falle des Aufklebens der gedruckten Kunststoffolie auf die Trägerschicht ist es auf einfache Weise möglich, bereits bestehende Karosserieteile im Zuge einer Nachrüstung mit einem organischen Solarmodul zu versehen.in the Case of sticking the printed plastic film on the carrier layer is it possible in a simple way existing body parts in the course of retrofitting with to provide an organic solar module.

Vorzugsweise handelt es sich bei dem Karosserieelement um mindestens einen Teil des Fahrzeugdaches, insbesondere um ein Dachmodul, ein verstellbares oder dachfest montiertes Abdeckelement für eine Dachöffnung oder um einen Windabweiser. Im Falle eines Abdeckelements handelt es sich dabei vorzugsweise um einen verstellbaren oder dachfest montierten Deckel aus Glas oder Kunststoff, insbesondere aus Polycarbonat; d.h. das Karosserieteil kann von einem Deckel eines öffnungsfähigen Fahrzeugdaches oder von einem sogenannten Glas- oder Kunststoffestelement gebildet werden. Im Fall eines Windabweisers handelt es sich vorzugsweise um eine sogenannte Windabweiserlamelle.Preferably it is at the body element to at least a part the vehicle roof, in particular a roof module, an adjustable or roof-mounted cover for a roof opening or a wind deflector. In the case of a cover it is preferable around an adjustable or roof-mounted glass lid or plastic, in particular polycarbonate; i.e. the body part can from a cover of an openable vehicle roof or formed by a so-called glass or plastic test element become. In the case of a wind deflector, it is preferably a so-called wind deflector blade.

Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf den Dachbereich beschränkt. So kann es sich bei dem Karosserieteil beispielsweise auch um eine Motorhaube, eine Heckklappe oder um einen Spoiler handeln.However, the present invention is not on the roof area limited. For example, the body part can also be an engine hood, a tailgate or a spoiler.

Beim Herstellen eines erfindungsgemäßen Karosserieteils wird zunächst mindestens eine organische Solarzelle auf die Kunststoffolie aufgedruckt, vorzugsweise mittels eines Siebdruckverfahrens, und anschließend wird die bedruckte Kunststoffolie mit der Trägerschicht versehen. Dabei kann die Kunststoffolie thermogeformt werden, wobei dies vor dem Bedrucken oder nach dem Bedrucken erfolgen kann.At the Producing a body part according to the invention will be first at least one organic solar cell printed on the plastic film, preferably by means of a screen printing process, and then the printed plastic film with the carrier layer Mistake. In this case, the plastic film can be thermoformed, wherein this can be done before printing or after printing.

Im folgenden sei ein Beispiel für die Herstellung eines Karosserieteils erläutert, wenn es sich bei dem Karosserieteil um ein sogenanntes Dachmodul (d.h. um ein die gesamte Dachfläche bildendes Dachelement) handelt. Dabei wird eine geeignete Kunststoffolie entweder vor oder nach dem Bedrucken mit organischen Solarzellen mittels Thermoformen in die gewünschte Dachgeometrie gebracht. Anschließend wird die vorgeformte und bedruckte Folie in ein geeignetes Werkzeug zur Hinterfütterung eingelegt und z.B. mittels LFI (long fiber injection) hinterfüttert.in the The following is an example of the preparation of a body part explains when it comes to the Body part around a so-called roof module (i.e. roof forming roof element) acts. This is a suitable plastic film either before or after printing with organic solar cells by thermoforming into the desired Roof geometry brought. Subsequently, the preformed and printed foil in a suitable tool for backfilling inserted and e.g. backed by LFI (long fiber injection).

Alternativ kann das Karosserieteil (d.h. im vorliegenden Beispiel das Dachmodul) mit kostengünstigen Kunststofflösungen (z.B. SMC, BMC, LFT, GMT usw. ) aufgebaut werden und anschließend mit der bedruckten Folie überzogen werden, wobei dies in einem Klebe- oder Laminationsprozess erfolgen kann.alternative can the body part (i.e., the roof module in the present example) with low cost Plastics solutions (e.g., SMC, BMC, LFT, GMT, etc.) and then connected to the coated on printed foil This can be done in an adhesive or lamination process.

Claims (18)

Karosserieteil für ein Fahrzeug, mit einer Trägerschicht sowie einem mit der Trägerschicht verbundenen Solarmodul, welches mindestens eine auf eine Kunststofffolie gedruckte organische Solarzelle umfasst.Body part for a vehicle, with a carrier layer as well as one with the carrier layer connected solar module, which at least one on a plastic film comprises printed organic solar cell. Karosserieteil gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Solarmodul auf der zur Fahrzeugaußenseite weisenden Seite der Trägerschicht aufgebracht ist.Bodywork part according to claim 1, characterized in that that the solar module on the vehicle outside facing side of the Carrier layer applied is. Karosserieteil gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die bedruckte Kunststofffolie mit der Trägerschicht hinterfüttert ist.Bodywork part according to claim 2, characterized in that that the printed plastic film is backed with the backing layer. Karosserieteil gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die bedruckte Kunststofffolie auf die Trägerschicht aufgeklebt oder auflaminiert ist.Bodywork part according to claim 2, characterized in that that the printed plastic film adhered to the carrier layer or is laminated. Karosserieteil gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Solarmodul eine gekrümmte Oberfläche aufweist.Body part according to one of the preceding Claims, characterized in that the solar module has a curved surface. Karosserieteil gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die bedruckte Seite der Folie zur Fahrzeugaußenseite weist und mit einer Schutzschicht versehen ist.Body part according to one of the preceding Claims, characterized in that the printed side of the film facing the vehicle outside and provided with a protective layer. Karosserieteil gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die bedruckte Seite der Folie zur Trägerschicht hinweist.Bodywork part according to one of claims 1 to 5, characterized in that the printed side of the film for backing points. Karosserieteil gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Karosserieteil um mindestens einen Teil des Fahrzeugdaches handelt.Body part according to one of the preceding Claims, characterized in that the body part is at least is a part of the vehicle roof. Karosserieteil gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Karosserieteil um ein Dachmodul, ein verstellbares oder dachfest montiertes Abdeckelement für eine Dachöffnung oder einen Windabweiser handelt.Bodywork part according to claim 8, characterized in that that it is the body part to a roof module, an adjustable or roof-mounted cover member for a roof opening or a wind deflector is. Karosserieteil gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Karosserieteil um einen verstellbaren oder dachfest montierten Deckel aus Glas oder Kunststoff, insbesondere aus Polycarbonat, oder eine Windabweiserlamelle handelt.Bodywork part according to claim 8, characterized in that that it is the body part to an adjustable or Roof-mounted lids made of glass or plastic, in particular made of polycarbonate, or a wind deflector blade. Karosserieteil gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Karosserieteil um eine Motorhaube, eine Heckklappe oder einen Spoiler handelt.Bodywork part according to one of claims 1 to 7, characterized in that it is in the body part to a bonnet, a tailgate or a spoiler acts. Verfahren zum Herstellen eines Karosserieteils für ein Fahrzeug, wobei mindestens eine organische Solarzelle auf eine Kunststofffolie aufgedruckt wird und die bedruckte Kunststofffolie mit einer Trägerschicht versehen wird.Method for producing a body part for a vehicle, wherein at least one organic solar cell on a plastic film is printed and the printed plastic film with a carrier layer is provided. Verfahren gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die bedruckte Kunststofffolie mit der Trägerschicht hinterfüttert wird.Method according to claim 12, characterized in that the printed plastic film with the backing backfilled becomes. Verfahren gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die bedruckte Kunststofffolie auf die Trägerschicht aufgeklebt oder auflaminiert wird.Method according to claim 12, characterized in that the printed plastic film on the backing glued or laminated. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststofffolie vor dem Bedrucken thermogeformt wird.Method according to one the claims 12 to 14, characterized in that the plastic film before thermoforming the printing. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststofffolie nach dem Bedrucken thermogeformt wird.Method according to one the claims 12 to 14, characterized in that the plastic film after thermoforming the printing. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die bedruckte Seite der Folie zur Fahrzeugaußenseite weist und mit einer Schutzschicht versehen wird.Method according to one the claims 12 to 16, characterized in that the printed side of the Foil to the vehicle outside has and is provided with a protective layer. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die bedruckte Seite der Folie zur Trägerschicht hinweist.Method according to one of claims 12 to 16, characterized in that the printed Side of the film points to the carrier layer.
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