具有柔性太阳能电池的织物结构

技术领域

本发明涉及一种具有柔性太阳能电池的织物结构及其制造方法，以及包含该织物结构的装置。

背景技术

已经提出将太阳能电池与织物材料组合。

DE 10 2010 026 221 A1公开了一种机动车的折叠车顶装置，具有车顶，该车顶具有多个在车顶处于打开位置时能够彼此折叠的、本身柔性设计的车顶部段，至少一个柔性设计的太阳能模块集成在该车顶部段中。太阳能模块设置在外部的UV透明的层(例如浇注树脂、PUR、EVA、PVB…)和内部的柔性设计的层(薄膜、针织物、纺织物等)之间。

EP 1 082 502 B1公开了一种具有框架和可移动的遮篷罩面的遮篷，该遮篷罩面可以取出和移除。遮篷罩面在上侧上具有柔性太阳能模块。太阳能模块作为条带施加到遮篷罩面(织物等)上并且通过保护漆(涂层)密封。框架包括辊体，遮篷罩面可以被卷在辊体上。至少一个蓄能单元被连接到太阳能模块上并且被安装在辊中。它存储由太阳能模块产生的电能。遮篷可以利用存储在蓄能单元中的能量来运行。

EP 3 097 591 A1涉及一种高效柔性光伏膜，该光伏膜通过将非常柔性的超薄光伏膜与非常薄的棱镜防反射膜组合而获得，该棱镜防反射膜吸收太阳辐射的能量并校正太阳光线的角度。

发明内容

在此背景下，本发明的目的在于，提供一种包含太阳能电池的织物结构、一种用于制造该织物结构的方法以及一种包含该织物结构的装置，所述织物结构将高可变形性和相对于环境影响的鲁棒性与高能效相结合。

根据本发明，该目的通过一种具有权利要求1的特征的织物结构、一种具有权利要求6的特征的方法以及一种具有权利要求7-10的特征的装置来实现。本发明的扩展方案和改进方案由从属权利要求、说明书和附图中得出。

本发明的主题是一种织物结构，该织物结构具有聚酯织物，在聚酯织物上设有丁基橡胶层，在该丁基橡胶层上设有聚丙烯腈层，在该聚丙烯腈层上设有至少一个柔性的薄膜太阳能电池元件，该薄膜太阳能电池元件的电连接线路在聚丙烯腈层与丁基橡胶层之间引导。聚酯织物、丁基橡胶和聚丙烯腈的组合提供了一种密封的复合物。因此，太阳能电池不易腐蚀或短路。丁基橡胶和聚丙烯腈产生一种密封的并且特别是柔性的复合物。

在一实施方式中，整个复合物的层厚度为1mm至5mm。在一实施方式中，柔性薄膜太阳能电池元件的层厚度为0.1mm至0.5mm。在一实施方式中，剩余层的厚度为0.1mm至0.5mm。

在一实施方式中，电连接线路的端部与集成的连接插头联接。该插头可以集成在载体层(PAN、丁基橡胶和PES织物)上或者集成在包括太阳能电池在内的整个复合物上。

在一实施方式中，至少一个柔性薄膜太阳能电池元件通过粘附层或印刷膏/印刷浆/印刷糊固定到聚丙烯腈层上。

在另一实施方式中，透明保护层被施加到至少一个柔性薄膜太阳能电池元件上。在一实施方式中，透明保护层包括透明保护膜。在一实施方式中，透明保护膜是聚烯烃膜或其他透明塑料材料制成的膜。在另一实施方式中，透明保护层由透明且柔性的浇注树脂制成。

在一实施方式中，至少一个薄膜柔性太阳能电池元件是具有至少一个光伏层的高效柔性光伏膜。在一实施方式中，光伏层由光伏电池板或光伏电池层组成。在一实施方式中，光伏电池是非晶硅薄膜电池。在另一实施方式中，光伏电池是铜、铟、镓、硒化合物型(CIGS)、碲化镉型(CdTe)或硒化镉型(CdS)、可印刷或不可印刷的有机型(OPV)或“染料敏化太阳能电池”(DSSC、DSC)型电池。在一实施方式中，光伏层被封装在两个柔性聚合物膜之间。在一实施方式中，聚合物膜是乙烯丙烯酸(EAA)或乙烯丙烯酸甲酯(EMA)的共聚物。

本发明还涉及一种用于制造根据本发明的织物结构的方法。在该方法中，首先将丁基橡胶层施加到聚酯织物上。在丁基橡胶层上铺设电连接线路以连接至少一个薄膜太阳能电池元件。在电连接线路上这样施加聚丙烯腈层，使得电连接线路的端部被引导穿过该聚丙烯腈层。然后将至少一个薄膜太阳能电池元件固定在聚丙烯腈层上并且与电连接线路连接。在本方法的另一实施方式中，电连接线路的另一端连接到连接插头。在该方法的一实施方式中，柔性薄膜太阳能电池元件通过粘附层或印刷膏固定在聚丙烯腈层上。在该方法的另一实施方式中，将透明保护层施加到薄膜柔性太阳能电池元件上。在一实施方式中，透明保护层是透明保护膜。在另一实施例中，通过施加透明且柔性的浇注树脂来产生透明保护层。附加地或替代地，所述至少一个薄膜太阳能电池元件可以与聚丙烯腈、丁基橡胶和聚酯织物的复合物在该复合物的外边缘中用由聚酯制成的线缝合。由此，织物结构变得更稳定并且更不易于出现分层。

本发明还涉及一种包含根据本发明的织物结构或由根据本发明的织物结构制造的装置。这包括：包含根据本发明的织物结构的敞篷车顶/活动顶篷、包含根据本发明的织物结构的车库顶罩、包含根据本发明的织物结构的遮阳顶篷或包含根据本发明的织物结构的船帆。

根据本发明的解决方案的优点包括，所述织物结构能够承受非常高的变形程度而不会受到直接损坏，防水或抵抗环境影响，并且具有高能效(当前可实现约120W/m2的功率)。

本发明的其它优点和设计方案由说明书和附图得出。

应理解的是，在不脱离本发明的范围的情况下，上述的和下面还将阐述的特征不仅可以以分别说明的组合、而且也可以以其他组合或单独地使用。

附图说明

本发明借助于实施方式在附图中示意性地示出并且参考附图进一步描述。本发明示出：

图1示出了根据本发明的织物结构的一种实施方式。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的织物结构10的一种实施方式。在聚酯织物11上设置有由丁基橡胶制成的层12，在该层上设置由聚丙烯腈制成的层13。在聚丙烯腈层13上存在至少一个柔性薄膜太阳能电池元件14，其电连接线路15在聚丙烯腈层13与丁基橡胶层12之间引导。电连接线路15的一端连接到薄膜太阳能电池元件14，另一端连接到连接插头18。柔性薄膜太阳能电池元件14借助于粘附层16或印刷膏16固定在聚丙烯腈层13上。在所示实施例中，透明保护层17，例如透明保护膜，被施加到柔性薄膜太阳能电池元件14上。在另一实施例中，透明保护层17由透明且柔性的浇注树脂制成。

附图标记列表

10织物结构

11聚酯织物

12丁基橡胶层

13聚丙烯腈层

14薄膜太阳能电池元件

15连接线路

16粘附层/印刷膏层

17透明保护层

18连接插头