DE10305938A1

DE10305938A1 - Flexible Dünnschichtsolarzelle

Info

Publication number: DE10305938A1
Application number: DE10305938A
Authority: DE
Inventors: Karsten Dr. Otte; Gerd Dr. Lippold
Original assignee: SOLARION GmbH
Current assignee: SOLARION GmbH
Priority date: 2003-02-12
Filing date: 2003-02-12
Publication date: 2004-09-02

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Dünnschichtsolarzelle breiter Anwendbarkeit. Es ist die Aufgabe gestellt, eine universell einsetzbare Energiequelle auf der Basis einer Dünnschichtsolarzelle zur Verfügung zu stellen. Die Aufgabe wird gelöst durch das Aufbringen von energiewandelnden Schichten auf ein flexibles Material und dessen Ausstattung mit einem universellen Haftmaterial wie einem Kleber. Dadurch können Solarzellen praktisch überall angeheftet und in Betrieb genommen werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine flexible Solarzelle, die vielseitig einsetzbar ist und weite Verbreitung finden kann.
Das Prinzip der Energiegewinnung mit Solarzellen ist seit langem bekannt. Ebenso sind Dünnschichtsolarzellen bekannt, die zu diesem Zweck eingesetzt werden. Auch wurde bereits vorgeschlagen, Dünnschichtsolarzellen flexibel auszugestalten, um ihren Einsatzbereich zu erweitern. Das erfolgt vorzugsweise durch Aufbringen der energiewandelnden Schichten auf eine Folie (Träger) aus unterschiedlichem Material, zum Beispiel aus Metallfolien oder auch aus unterschiedlichen Kunststoffen. Solarmodule sind Anordnungen, die Solarzellen enthalten. Das Solarmodul ist im allgemeinen in Glas oder einem anderen transparenten Material eingeschlossen und in einem Rahmen eingefasst. Diese Solarmodule werden durch Befestigungsmaterialien, insbesondere aufwendige und nicht besonders elegante Unterkonstruktion aus Stahl- oder Aluminiumprofilen, entsprechend ihres Einsatzortes befestigt. In DE 197 25 427 A1 ist beispielsweise die Verwendung eines Solarmodulmontageteils und eines Montagebasisteils aus Edelstahl oder aus eloxiertem Aluminium zur Befestigung von Solarmodulen beschrieben. In DE 101 16 783 A1 wird die Verwendung von Stahlseilen zur Fixierung von langgestreckten Trageelementen zur Befestigung von flächigen Solarkomponenten beschrieben. Ein Nachteil der verwendeten Befestigungsmaterialien ist ihr Gewicht und ihre Starrheit. Dies beschränkt den Einsatzbereich der Solarmodule. Flexible Dünnschichtsolarzellen können ebenso mit starren und schweren Befestigungsmaterialien versehen werden. Diese Vorgehensweise besitzt jedoch den entscheidenden Nachteil des Verlustes der Flexibilität und des geringen Gewichtes dieser Dünnschichtsolarzellen.
Die Erfindung hat das Ziel, den Einsatzbereich von flexiblen Dünnschichtsolarzellen zu erweitern und ihre Anwendung für jedermann zu ermöglichen.
Die Erfindung hat die Aufgabe, eine Befestigungsmöglichkeit für flexible Solarzellen und Solarmodule anzugeben, die sehr einfach aufgebaut ist und universell eingesetzt werden kann.
Die Aufgabe wird gelöst, indem eine flexible Solarzelle, Dünnschichtsolarzelle oder Solarmodul auf der Rückseite (Träger) mit einer zusätzlichen Schicht (Haftmaterial) ergänzt wird, die es erlaubt, die Dünnschichtsolarzelle auf einem Untergrund sicher zu befestigen. Erfindungsgemäß besitzt das Haftmaterial sowohl flexible als auch haftende Eigenschaften. Das Haftmaterial kann ein Kleber sein, der bis zum Befestigen der flexiblen Dünnschichtsolarzelle durch eine abziehbare Abdeckung geschützt ist. Das kann auch eine aufgebrachte zweiseitige Klebefolie sein, wie sie handelsüblich ist. Das kann auch eine Klebstoffschicht sein, die unter Luft- oder unter Licht- oder unter Feuchtigkeitseinwirkung oder unter Wärmeeinwirkung Klebeeigenschaften entfaltet und die Dünnschichtsolarzelle auf einem festen oder einem flexiblen Untergrund arretiert.
Das Haftmaterial kann auch eine Kombination aus einer selbsthaftenden Schicht und einer aktivierbaren Klebstoffschicht sein. Das Haftmaterial kann auch ein handelsüblicher Klettverschluss sein, der auf einem zuvor auf dem Untergrund angebrachten Gegenstück befestigt wird. Eine weitere Möglichkeit ist die Verwendung eines flächigen flexiblen Permanentmagneten als Haftmaterial, der das Aufbringen der Solarzelle auf ferromagnetische Oberflächen ermöglicht. Die Verwendung eines Klettverschlusses, eines Permanentmagneten oder einer beidseitig klebenden wiederlösbaren Klebefolie (beschrieben in DE 100 63 018 A1 ) ermöglicht beispielsweise die einfache Entfernung der Solarzelle von der Oberfläche und die Wiederverwendung.
Es ist ferner möglich, auf der Rückseite der flexiblen Solarzelle eine Textilschicht dauerhaft zu befestigen, die größer ist als die Solarzelle selbst und die Solarzelle auf textilem Material wie einer Jacke, Mütze, Rucksack oder dergleichen wie einen Sticker aufzunähen, aufzukleben oder anderweitig dauerhaft zu befestigen. Zu letztgenanntem gehört auch das Befestigen mit zum Beispiel Druckknöpfen, Reißverschluß oder dergleichen.
Die flexible Solarzelle kann völlig unterschiedliche Abmaße haben, die von Quadratzentimetern bis zu Quadtratmeter reichen kann. Demgegenüber kann das Haftmaterial den Träger vollständig oder nur teilweise bedecken. Die erfindungsgemäße, sinnvolle Kombination aus flexibler Solarzelle und flexiblen Haftmaterial ermöglicht dem Verbraucher innovative und kreative Verwendung, die ihm bisher durch die starre und schwere Befestigungstechnik verschlossen blieb. Neue Anwendungsfelder ergeben sich z.B. in der Automobilbranche, beim Flugzeugbau, beim Spielzeug, in der Textilindustrie sowie beim Modellbau durch das Aufbringen nicht nur auf ebenen Flächen, sondern auch auf stärker gekrümmten Oberflächen.
Der erfindungsgemäße Schichtaufbau kann beispielsweise wie folgt aussehen:

– energiewandelnden Schichten
– Träger
– Haftmaterial

Die Erfindung erlaubt auch das Befestigen von flexiblen Solarzellen, die zuvor einlaminiert und/oder mit einer transparenten Schutzschicht und/oder eine zusätzliche Schicht auf der Rückseite des Trägers als elastische Zwischenschicht zum Auffangen von Bewegungen und Verspannungen versehen wurden. In diesen Fällen wird die Haftschicht auf die letzte sich unterhalb des Trägers befindlichen Schicht aufgebracht.
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden, ohne sie damit einschränken zu wollen.
Beispiel 1:
Die in 1 dargestellte Aufbau besteht aus einer flexiblen Schutzschicht (1) gefolgt von energiewandelnden Schichten (2), diese bestehen beispielhaft aus einem transparentem Frontkontakt (z.B.: ZnO), einer CdS-Pufferschicht, einer polykristallinem CuInSe₂-Absorberschicht und einem Rückkontakt aus Molybdän. Die energiewandelnden Schichten befinden sich auf einem flexiblen Träger (3) aus einem Polymer der die flexible Eigenschaft der Solarzelle bestimmt. Unterhalb des Trägers ist das Haftmaterial (4), in diesem Ausführungsbeispiel eine zweiseitige Klebefolie, angebracht.

1 –: flexiblen Schutzschicht
2 –: energiewandelnde Schichten
3 –: Träger
4 –: Haftmaterial

Claims

Flexible Dünnschichtsolarzelle, dadurch gekennzeichnet, dass sich auf der Rückseite der Dünnschichtsolarzelle ein flexibles Haftmaterial befindet.
Flexible Dünnschichtsolarzelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Haftmaterial eine Klebstoffschicht ist, die durch Wärme-, Luft-, Licht- oder Feuchtigkeitseinwirkung Klebeeigenschaften ausbildet.
Flexible Dünnschichtsolarzelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Haftmaterial eine zweiseitige Klebfolie ist.
Flexible Dünnschichtsolarzelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Haftmaterial eine Kombination aus einer selbstklebenden Schicht und einer Klebstoffschicht ist, die durch Wärme-, Luft-, Licht- oder Feuchtigkeitseinwirkung Klebeeigenschaften ausbildet.
Flexible Dünnschichtsolarzelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Haftmaterial ein Klettverschluss ist.
Flexible Dünnschichtsolarzelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Haftmaterial ein flexibler flächiger Permanentmagnet ist.
Flexible Dünnschichtsolarzelle nach Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich zwischen Träger und Haftmaterial eine elastische Zwischenschicht befindet.
Flexible Dünnschichtsolarzelle nach Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich zwischen Träger und Haftmaterial eine Verstärkungsschicht oder Einlaminierungsmaterial befindet.
Flexible Dünnschichtsolarzelle nach Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Haftmaterial die Rückseite teilweise oder vollständig bedeckt.
Flexible Dünnschichtsolarzelle nach Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückseite der Solarzelle mit einer flexiblen Kunststoff- oder Textilschicht versehen ist, die ihrerseits auf einer Unterlage befestigt wird.
Flexible Dünnschichtsolarzelle nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigung auf der Unterlage durch Druckknöpfe, Reißverschluß, Aufnähen oder Aufkleben erfolgt.