光电活性的层压件

技术领域

本发明涉及一种光电活性的层压件/层压材料。

背景技术

在纯电动车辆或至少部分电动的混合动力车辆的情况下，设有一个或多个必须不时充电的蓄能器。为此，除了通过充电电缆或感应式充电的常规充电技术外，已知在形成车辆外壳的构件上，例如在全景车顶或全景滑动车顶上设置太阳能电池。这些太阳能电池通常内置在由玻璃制成的构件中，例如在上述的全景车顶或全景滑动车顶中，这种玻璃车顶模块的结构包括上玻璃层和下玻璃层，太阳能电池插入到上玻璃层和下玻璃层之间。在这种夹层结构中，太阳能电池层实际上处于夹层结构的中间，在太阳能电池层与上玻璃层和下玻璃层之间引入了一个或多个载体膜。全景车顶或全景滑动车顶具有中央的、稳定的车顶模块的功能，因此整个结构是刚性的。

发明内容

本发明基于这样的问题，即提出一种在其处理和可能的用途上更灵活的光电活性的构件。

为了解决这个问题，根据本发明提供了一种光电活性的层压件，其至少包括：形成层压件顶侧的、入射的光辐射能透过的覆盖膜；光电活性的太阳能电池膜；和由纤维复合材料制成的载体层。

根据本发明，提出了一种光电活性的层压件，该层压件非常薄并且总体上是柔性的。也就是说，由于其柔性，即使机动车外壳不是平面的而是拱曲的，例如在前盖或发动机罩、后盖板、车门等的情况下或相应地具有尖锐的弧度，也可以将该层压件固定在机动车外壳上。因此，该柔性层压件可以在不同位置安装在车辆上，并且也可以随后进行装配。当然，光电活性的层压件也可以安装在其它物体上，也就是说，其用途不限于机动车领域。

根据本发明的层压件包括形成层压件顶侧的覆盖膜，入射的光辐射能透过该覆盖膜。该覆盖膜优选地由PU(聚氨酯)、SAN(苯乙烯-丙烯腈)、PC(聚碳酸酯)或PA(聚酰胺)制成，但是也可以使用具有期望的机械性能、尤其是透过性的其它塑料膜。因为入射的光辐射必须能透过该覆盖膜，该入射的光辐射应被位于层压件夹层内的太阳能电池膜转换，也就是说，该覆盖膜应尽可能少地起吸收作用。如所描述的，如果根据本发明的层压件在车身构件涂漆之前直接被施加到相应的车身构件上，则该覆盖膜足够稳定并且可以用作漆替代品。为此，覆盖膜也可以被染色，以便考虑适当的颜色要求。

层压件还包括光电活性的太阳能电池膜、也就是说格外薄的膜，该膜包括相应形成在该膜上的太阳能电池。这种柔性太阳能电池膜由例如由聚酰亚胺制成的极薄的载体膜形成，在该载体膜上施加了例如由碲化镉(CdTe)制成的光电活性的层，该光电活性的层可选地在背面被另一由例如聚酰亚胺制成的极薄的载体膜包围。整个膜结构或层结构非常薄，因此是非常柔性的。

此外，根据本发明的层压件包括由纤维复合材料制成的、薄的柔性载体层，该柔性载体层赋予层压件足够的稳定性。该载体层可以由例如玻璃纤维增强的或碳纤维增强的塑料制成，由此这种载体层也可以被制造得非常薄，从而总体上获得了非常薄的层压结构，这实现了有利的柔性。

因此，与先前已知的包括一个或多个玻璃平面的太阳能构件相比，根据本发明的层压件还非常轻，这导致例如在KFZ领域中使用时的总重量较低，并且由于可以安装在不同形状的车辆外表面上而可以实现明显更大的太阳能表面。

覆盖膜本身的厚度应最高为1mm。如上所述，覆盖膜可以是能透过的膜，但是其也可以是被染色的，但是必须始终具有足够高的光透过性或辐射透过性，以使光以尽可能未受到削弱的方式入射到太阳能电池膜上，并且太阳能电池膜能以足够高的效率将光能转换为电能。

太阳能电池膜本身应具有至少0.06mm的厚度，特别是具有在0.06mm至2mm之间的厚度。厚度优选在约0.3mm至0.5mm的范围内。

载体层应具有至少0.8mm的厚度，特别是具有在0.8mm至3mm之间的厚度。各个膜/层被选择得越薄，层压结构当然就越有柔性。

根据本发明的第一替代方案，根据本发明的层压件仅包括覆盖膜、太阳能电池膜和载体层。在这种情况下，将覆盖膜直接施加到太阳能电池膜上，然后将太阳能电池膜直接施加到载体层上。

替代地，可以提供至少一个布置在覆盖膜与载体层之间的中间膜。可以通过该中间膜在一侧将太阳能电池膜包围，该中间膜起着类似保护膜的作用，以便使太阳能电池膜与覆盖膜或者载体层略微分开，中间膜的厚度同样也应尽可能低，至少应为0.1mm、优选在0.1mm至1mm之间。

中间膜优选布置在太阳能电池膜与载体层之间，因此中间膜用于将太阳能电池膜相对于GFK(玻璃纤维增强塑料)载体层或CFK(碳纤维增强塑料)载体层屏蔽。另外，也可以在覆盖膜与太阳能电池膜之间布置中间膜，也就是说，太阳能电池膜在两侧都被载体膜包围并且相对于各个相邻的覆盖膜或载体层屏蔽。

中间膜本身可以由与覆盖膜相同的材料制成，即，中间膜也可以由例如PU、SAN、PC或PA制成。但是，优选使用由PVB(聚乙烯醇缩丁醛)制成的中间膜。

为了使根据本发明的层压件能够尽可能简单地装配在基板上，可以想到的是，在已预制的情况下，层压件设有位于载体层上的粘接剂，该层压件可以通过该粘接剂粘接到表面上，其中，该粘接剂被可移除的保护膜、例如隔离纸/有机硅纸(Silikonpapier)覆盖。也就是说，层压件在工厂已经配备了相应的粘接剂。

可以例如设有直接的粘合材料涂层作为粘接剂，例如，该粘合材料涂层被喷涂到载体层上或借助于压延机等施加在载体层上。替代地，作为粘接剂也可以使用例如也借助于压延机施加的粘接膜、特别是双面的粘接膜。

除了根据本发明的光电活性的层压件之外，本发明还涉及一种机动车，其中，至少一个外表面被所述类型的光电活性的层压件覆盖。

可以借助于粘接剂、特别是粘接膜将层压件粘接到外表面上。如果层压件本身尚未配备粘接剂，则在铺设层压件的范围内可以施加该粘接剂。

附图说明

本发明的其它优点和细节从下面描述的实施例中并且根据附图得出。在此示出：

图1以剖视图示出根据本发明的第一实施方式的层压件的原理图，

图2以剖视图示出根据本发明的第二实施方式的层压件的原理图，

图3以剖视图示出根据本发明的第三实施方式的层压件的原理图，和

图4示出根据本发明的机动车的原理图。

具体实施方式

图1以原理图的形式示出根据本发明的层压件1。该层压件由覆盖膜2组成，该覆盖膜例如由PU、PC、SAN或PA制成。覆盖膜2是能透过的，但是也可以是彩色的。无论如何，该覆盖膜是入射的光辐射能透过的/对于入射的光辐射都是透明的，因此入射的光辐射可以尽可能以未受到削弱的方式穿过覆盖膜2。但是，代替所提及的膜类型，也可以使用另一种无定形的塑料材料，只要该材料足够稳定且足够透明，但同时具有柔性即可。

覆盖膜2被施加到太阳能电池膜3上，太阳能电池膜的厚度至少为0.06mm，优选地为大约0.3mm至0.5mm。太阳能电池膜可以是聚酰亚胺膜，在该聚酰亚胺膜上在极薄的覆层中施加有光电活性的材料、例如碲化镉。但是，也可以考虑其它光敏材料或载体膜。无论如何，该太阳能电池膜都是非常薄且柔性的。

太阳能电池膜3又被施加到由玻璃纤维增强的或碳纤维增强的复合材料制成的载体层4上，其中，该载体层也是非常薄且柔性的。该载体层的厚度约为0.8mm-3mm。总的来说，这产生了非常薄且非常轻和柔性的层压结构，因此无论物体的曲率如何，该非常薄的层压结构都可以被施加到不同几何形状的物体上，例如被施加到机动车车身的外壳上。

为了更容易装配，可以想到的是，为层压件1原本就提供施加到载体层4上的粘接剂5，但是这是可选的，因此不必在工厂进行，因此在图1中该粘接剂5仅以虚线示出。粘接剂5可以例如是直接的粘合材料涂层，其被可移除的保护膜、例如隔离纸覆盖，该粘接剂涂层也可以是双面的粘接膜，其也被这种保护膜覆盖。通过该粘接剂5，可以容易地将根据本发明的层压件粘接到期望的表面上。

图2示出根据本发明的层压件1的另一个实施方式，该层压件包括上述类型的覆盖膜2。同样也设有规定类型的太阳能电池膜，在该太阳能电池膜片上施加有覆盖膜2。

与根据图1的构造不同，将太阳能电池膜施加到中间膜6上，该中间膜也非常薄；其优选具有0.1mm至1mm的厚度。中间膜优选是PVB膜，但是该中间膜也可以是与覆盖膜2相同的塑料材料。该中间膜用于将太阳能电池膜3相对于载体层4屏蔽开，也就是说，将中间膜6施加到上面已经针对图1描述的载体层4上。

在这里，也可以可选地将粘接剂5施加到载体层4上。

图3还示出根据本发明的层压件1，其同样也具有上述类型的覆盖膜2。但是，与根据图2的构造不同，在此将覆盖膜施加在另一中间膜7上，该中间膜优选可以是厚度为0.1mm至1mm的PVB膜，但是也可以由与覆盖膜2相同的塑料材料制成。该中间膜7被施加到上述类型的太阳能电池膜3上，因此其用作太阳能电池膜相对于覆盖膜2的保护膜。

类似于图2，再次将太阳能电池膜3施加到第一中间膜6上，该第一中间膜优选也被实施成PVB膜或对应于中间膜7实施，该第一中间膜又被施加到载体层4上。在此，整体上也形成非常薄的层压结构，其仍是足够柔性的，这是因为所使用的所有膜或层都非常薄并且各自都是柔性的。

此处还可选地再次以虚线示出粘接剂5的施加。

图4示出根据本发明的机动车9，其或者是纯电动车辆、也就是说仅电动地运行的车辆，或者是混合动力车辆。如图所示，机动车9的外表面4在多个部位大面积地被根据本发明的层压件1覆盖。例如，层压件1可以被粘接到前罩或发动机罩10上，该层压件也可以被大面积地粘接到车顶11或行李箱盖或后盖12上。在这些位置上的安装是有利的，这是因为在白天保证了在这些位置上的非常好的光入射。

附加地或替代地，层压件也可以布置在车门13、14上。

优选地，也可以称为太阳能电池层压件或柔性太阳能电池模块的一个或多个层压件1直接与高压电路联接，通过该高压电路，机动车9可以电动地运行或行驶，也就是说，通过该层压件产生的“太阳能”可以被直接馈入该高压电路，从而可以增加电动车辆的续驶里程。还可以想到的是，将这种“太阳能”存储或暂时存储在相应的蓄能器中，并在需要时使用。