DE102018213627B4 - Flat material with a photovoltaic module, product with such a flat material and method for producing a flat material - Google Patents
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Abstract
Flächenmaterial (2), welches drei Schichten (4, 6, 8) aufweist, nämlich eine Außenschicht (4), eine Innenschicht (8) und eine Kernschicht (6),- wobei die Kernschicht (6) zwischen der Außenschicht (4) und der Innenschicht (8) angeordnet ist,- wobei die Kernschicht (6) ein organisches Photovoltaikmodul (10) aufweist, welches mit der Außenschicht (4) und der Innenschicht (8) jeweils verbunden ist,- wobei die Innenschicht (8) und die Außenschicht (4) gemeinsam das Photovoltaikmodul (10) vollständig einschließen und mit diesem in einem Überlappbereich (14) überlappen, sodass das Photovoltaikmodul (10) verdeckt ist,- wobei wenigstens im Überlappbereich (10) die Außenschicht (4) derart transparent ausgebildet ist, dass diese Licht (L) zu dem Photovoltaikmodul (10) hindurch lässt, zur Energieerzeugung,- wobei wenigstens im Überlappbereich (14) die Außenschicht (4) derart ausgebildet ist, dass diese eine textil- oder lederartige Haptik aufweist,- wobei die Außenschicht (4) eine Oberflächenstrukturierung (16) aufweist, zur Ausbildung der textil- oder lederartigen Haptik.Flat material (2), which has three layers (4, 6, 8), namely an outer layer (4), an inner layer (8) and a core layer (6), - the core layer (6) between the outer layer (4) and of the inner layer (8),- the core layer (6) having an organic photovoltaic module (10) which is connected to the outer layer (4) and the inner layer (8),- the inner layer (8) and the outer layer (4) together completely enclose the photovoltaic module (10) and overlap it in an overlapping area (14) so that the photovoltaic module (10) is covered, - the outer layer (4) being transparent at least in the overlapping area (10) in such a way that this allows light (L) to pass through to the photovoltaic module (10) for generating energy,- at least in the overlapping area (14) the outer layer (4) being designed in such a way that it has a textile or leather-like feel,- the outer layer (4 ) a surface structure turing (16) has to form the textile or leather-like feel.
Description
Die Erfindung betrifft eine Flächenmaterial mit einem Photovoltaikmodul, ein Erzeugnis mit einer solchen Flächenmaterial sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Flächenmaterial.The invention relates to a flat material with a photovoltaic module, a product with such a flat material and a method for producing a flat material.
Mobile Endgeräte nehmen heutzutage einen wichtigen Stellenwert im Alltag ein und sind für viele Anwendungen und auch die menschliche Kommunikation kaum noch wegzudenken. So gibt es beispielsweise alleine etwa 1,4 Milliarden Smartphones auf der Welt - Tendenz steigend. Ein weit verbreitetes Problem dieser mobilen Endgeräte ist die begrenzte Akkulaufzeit bei häufigem Einsatz oder bei der Nutzung von stromzehrenden Anwendungen, beispielsweise Spiele-Apps. Abhilfe können festinstallierte Vorrichtungen, wie Steckdosen in Zügen oder Ladestationen in Einkaufszentren oder Flughäfen, bieten, diese Vorrichtungen weisen aber den Nachteil auf, dass sie sich an einem festen Ort befinden und daher nur für eine begrenzte Zeit, beispielsweise die Reisedauer oder die Aufenthaltszeit im Einkaufszentrum, verfügbar sind.Mobile end devices have an important place in everyday life these days and it is hard to imagine many applications and human communication without them. For example, there are around 1.4 billion smartphones in the world alone - and the trend is rising. A widespread problem with these mobile devices is the limited battery life when used frequently or when using power-consuming applications, such as gaming apps. Fixed devices, such as sockets on trains or charging stations in shopping centers or airports, can help, but these devices have the disadvantage that they are in a fixed place and therefore only for a limited time, for example the duration of the journey or the time in the shopping center , Are available.
Mögliche mobile Erzeugnisse zum Laden von Akkus mobiler Endgeräte sind sogenannte Powerbanks, also Energiespeicher-Ladegeräte mit denen sich die Akkus mobiler Endgeräte auch unterwegs laden lassen. Das Problem dabei ist aber, dass Powerbanks oft nur Energie für wenige Akkuladungen speichern können und dann selbst wieder geladen werden müssen. Powerbanks sind außerdem vergleichsweise unhandlich und können sich beim Betrieb in unangenehmer Weise erwärmen.Possible mobile products for charging the batteries of mobile end devices are so-called power banks, i.e. energy storage chargers with which the batteries of mobile end devices can also be charged on the go. The problem with this, however, is that power banks can often only store energy for a few battery charges and then have to be recharged themselves. Power banks are also comparatively unwieldy and can heat up uncomfortably during operation.
Weitere mögliche mobile Erzeugnisse zum Laden von Akkus sind Solarladegeräte oder Solarpowerbanks, die die notwendige elektrische Energie zum Laden der Akkus von mobilen Endgeräten aus dem Sonnenlicht erzeugen. Solche Erzeugnisse sind durch die Verwendung von Solarenergie ökologisch vorteilhaft. Gleichzeitig ist es für viele Anwender wichtig zu wissen, woher die elektrische Energie stammt, ganz im Gegensatz zu der elektrischen Energie aus der Steckdose. Problematisch ist allerdings, dass diese auf Solarzellen basierenden Ladegeräte oder Powerbanks vergleichsweise große Flächen für die Solarzellen aufweisen müssen, damit ausreichend Energie zum Laden von Akkus produziert wird bzw. die Powerbank selbst in vergleichsweise geringer Zeit aufgeladen werden kann. Außerdem müssen Solarladegeräte oder Solarpowerbanks Kontakt zu Sonnenlicht haben, um ihre Lade- bzw. Aufladefunktion zu erfüllen, d.h. beim Transport dieser Erzeugnisse in Taschen oder ähnlichem kann das Laden bzw. Aufladen nicht stattfinden.Other possible mobile products for charging batteries are solar chargers or solar power banks, which generate the electrical energy required to charge the batteries of mobile devices from sunlight. Such products are ecologically beneficial through the use of solar energy. At the same time, it is important for many users to know where the electrical energy comes from, in contrast to the electrical energy from the socket. The problem, however, is that these solar cell-based chargers or power banks have to have comparatively large areas for the solar cells so that sufficient energy is produced to charge the batteries or the power bank itself can be charged in a comparatively short time. In addition, solar chargers or solar power banks must have contact with sunlight in order to fulfill their charging or charging function, i.e. charging or charging cannot take place when these products are transported in bags or the like.
Es besteht daher ein Bedarf an einem Erzeugnis, welches eine umfassende Lösung bietet und die Probleme der bekannten mobilen Ladegeräte beseitigt. Zudem sind für Erzeugnisse zum Laden von Akkus auch Designaspekte zu berücksichtigen, um insbesondere eine möglichst hohe Akzeptanz bei der Verwendung solcher Erzeugnisse im Alltag erzielen.There is therefore a need for a product that offers a comprehensive solution and eliminates the problems of the known mobile chargers. In addition, design aspects must also be taken into account for products for charging rechargeable batteries, in particular in order to achieve the highest possible level of acceptance when using such products in everyday life.
Eine Einbettung von Solarzellen zwischen zwei Schutzschichten wird jeweils beschrieben in
In der
Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein mobiles Laden zu ermöglichen und dieses möglichst komfortabel und zuverlässig zu gestalten. Es soll also eine möglichst komfortable und zuverlässige Ladefunktion insbesondere zum Laden eines mobilen Endgeräts bereitgestellt werden. Dabei sollen auch Designaspekte berücksichtigt werden.Against this background, it is an object of the invention to enable mobile charging and to make it as convenient and reliable as possible. A charging function that is as convenient and reliable as possible should therefore be provided, in particular for charging a mobile terminal device. Design aspects should also be taken into account.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Flächenmaterial mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1, durch ein Erzeugnis mit den Merkmalen gemäß Anspruch 12 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Anspruch 15. Vorteilhafte Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Varianten sind Gegenstand der Unteransprüche. Dabei gelten die Ausführungen im Zusammenhang mit dem Flächenmaterial sinngemäß auch für das Erzeugnis sowie das Verfahren und umgekehrt.The object is achieved by a flat material with the features according to claim 1, by a product with the features according to
Das Flächenmaterial ist insbesondere ein flächiges Material, d.h. ein Material, welches sich allgemein beliebig in zwei Dimensionen erstreckt und eine im Vergleich dazu geringe Gesamtschichtdicke aufweist. Das Flächenmaterial ist insbesondere flexibel und lässt sich dadurch besonders gut verarbeiten. Das Flächenmaterial ist in einer geeigneten Ausgestaltung als Endlosware herstellbar und hergestellt, in einer geeigneten Variante ist das Flächenmaterial vorkonfektioniert und weist dann entsprechend bestimmte Abmessungen auf, welche an einen konkreten Verwendungszweck angepasst sind. Insgesamt ist das Flächenmaterial vorzugsweise nach Art eines Textils ausgebildet und vorteilhaft entsprechend auch wie ein solches verarbeitbar.The planar material is in particular a planar material, i.e. a material which generally extends in any two dimensions and has a comparatively small overall layer thickness. The flat material is particularly flexible and can therefore be processed particularly well. In a suitable configuration, the flat material can be produced and manufactured as a continuous product; in a suitable variant, the flat material is prefabricated and then has correspondingly specific dimensions, which are adapted to a specific intended use. Overall, the planar material is preferably designed in the manner of a textile and can advantageously also be processed like such.
Das Flächenmaterial weist drei Schichten auf, nämlich eine Außenschicht, eine Innenschicht und eine Kernschicht. Insofern ist das Flächenmaterial insgesamt also aus mehreren Schichten zusammengesetzt. Das Flächenmaterial wird daher auch als „Schichtverbund“ oder „Schichtmaterial“ bezeichnet. Die Außenschicht, die Innenschicht und die Kernschicht werden jeweils auch allgemein als Schicht bezeichnet. Die Außenschicht wird auch als „äußere Schicht“ oder als „Außenseite“ bezeichnet. Die Innenschicht wird auch als „innere Schicht“ oder als „Innenseite“ bezeichnet.The sheet material has three layers, namely an outer layer, an inner layer and a core layer. In this respect, the planar material is composed of several layers overall. The surface material is therefore also referred to as "layered composite" or "layered material". The outer layer, the inner layer and the core layer are each also referred to generically as a layer. The outer layer is also referred to as the "outer layer" or the "outside". The inner layer is also referred to as the "inner layer" or the "inside".
Die Kernschicht ist zwischen der Außenschicht und der Innenschicht angeordnet. Die Kernschicht weist ein organisches Photovoltaikmodul auf, welches mit der Außenschicht und der Innenschicht jeweils verbunden ist. Das Photovoltaikmodul wird kurz auch als „PV-Modul“ oder als „photovoltaisches Element“ bezeichnet. Das Photovoltaikmodul dient dabei der Erzeugung von Energie durch Absorption von Licht, welches von außen in die Flächenmaterial und in das Photovoltaikmodul eindringt. Das Photovoltaikelement dient der Erzeugung von Solarenergie, vorzugsweise zwecks Ladung eines Akkus eines insbesondere mobilen Endgeräts. Der Anordnung des Photovoltaikmoduls zwischen zwei weiteren Schichten liegt insbesondere der Gedanke zugrunde, dass die Schichtstruktur des Flächenmaterials vorteilhaft den Einsatz von Photovoltaikmodulen innerhalb eines konstruktiv zu verarbeitenden Materials ermöglicht, wobei dann aus diesem Material, nämlich dem Flächenmaterial, im Weiteren diverse Erzeugnisse mit verschiedensten Formen herstellen lassen und vorzugsweise auch hergestellt werden. Das spezielle Flächenmaterial weist den Vorteil auf, dass das Photovoltaikmodul in dem Flächenmaterial sowohl vor äußeren Einflüssen, wie Witterung oder anderen potentiell schädigenden Einflüssen, geschützt ist, gleichzeitig aber auch optisch und haptisch verborgen ist und der optische und haptische Gesamteindruck des aus dem Flächenmaterial hergestellten Erzeugnisses und dessen Design nicht beeinträchtigt werden. Das resultierende Erzeugnis ist vorzugsweise ein dreidimensionaler Körper, der sich insbesondere aufgrund der Flexibilität des Flächenmaterials in gewisser Weise verformen lässt, z.B. dehnen und stauchen lässt, ohne jedoch das Photovoltaikmodul zu beschädigen.The core layer is positioned between the outer layer and the inner layer. The core layer has an organic photovoltaic module which is connected to the outer layer and the inner layer, respectively. The photovoltaic module is also referred to as a "PV module" or as a "photovoltaic element". The photovoltaic module serves to generate energy by absorbing light that penetrates the surface material and the photovoltaic module from the outside. The photovoltaic element is used to generate solar energy, preferably for the purpose of charging a battery, in particular a mobile terminal device. The arrangement of the photovoltaic module between two further layers is based in particular on the idea that the layer structure of the flat material advantageously enables the use of photovoltaic modules within a material to be processed constructively, with various products with the most varied shapes then being produced from this material, namely the flat material let and preferably also be produced. The special flat material has the advantage that the photovoltaic module in the flat material is protected from external influences, such as weather or other potentially damaging influences, but at the same time is also visually and haptically hidden and the overall optical and haptic impression of the product made from the flat material and its design are not affected. The resulting product is preferably a three-dimensional body that can be deformed in a certain way, e.g. stretched and compressed, in particular due to the flexibility of the sheet material, without damaging the photovoltaic module.
Das Photovoltaikmodul ist vorliegend ein organisches Photovoltaikmodul und dadurch besonders flexibel, sodass die Flexibilität des Flächenmaterials insgesamt durch das Photovoltaikmodul vorteilhaft nicht beeinflusst wird. Die Anwesenheit des Photovoltaikmoduls führt also vorteilhaft zu keinen oder wenigstens keinen wesentlichen Einschränkungen hinsichtlich der Verwendbarkeit und Verarbeitbarkeit des Flächenmaterials. Das Photovoltaikmodul ist mit der Innenschicht und der Außenschicht jeweils verbunden und dadurch in dessen relativer Lage bezüglich dieser beiden Schichten insbesondere fixiert.In the present case, the photovoltaic module is an organic photovoltaic module and is therefore particularly flexible, so that the flexibility of the surface material as a whole is advantageously not influenced by the photovoltaic module. The presence of the photovoltaic module therefore advantageously leads to no or at least no significant restrictions with regard to the usability and processability of the planar material. The photovoltaic module is connected to the inner layer and the outer layer in each case and is thereby in particular fixed in its relative position with respect to these two layers.
Das Photovoltaikmodul weist ein oder mehrere Photovoltaikelemente auf, welche wiederum jeweils eine oder mehrere Zellen aufweisen. Eine Zelle stellt dabei insbesondere eine kleinste elektrische Einheit des Photovoltaikmoduls dar. Im Falle mehrerer Zellen oder mehrerer Photovoltaikelemente sind diese geeigneterweise miteinander elektrisch verschaltet, um z.B. eine bestimmte Spannung oder einen bestimmten Strom zu erzielen.The photovoltaic module has one or more photovoltaic elements, which in turn each have one or more cells. A cell represents in particular the smallest electrical unit of the photovoltaic module. In the case of multiple cells or multiple photovoltaic elements, these are suitably electrically connected to one another in order to achieve a specific voltage or a specific current, for example.
Vorzugsweise wird die Kernschicht lediglich durch das Photovoltaikmodul gebildet, d.h. die Kernschicht weist keinerlei weiteren Bestandteile auf, sodass also die Begriffe „Kernschicht“ und „Photovoltaikmodul“ denselben Gegenstand bezeichnen.The core layer is preferably only formed by the photovoltaic module, i.e. the core layer has no other components, so that the terms "core layer" and "photovoltaic module" refer to the same object.
Die Innenschicht und die Außenschicht schließen gemeinsam das Photovoltaikmodul vollständig ein und überlappen mit dem Photovoltaikmodul in einem Überlappbereich, sodass das Photovoltaikmodul verdeckt ist. Das Photovoltaikmodul weist allgemein eine Vorderseite auf, über welche Licht zur Energieerzeugung absorbiert wird, und eine gegenüberliegende Rückseite. Die Vorderseite ist dann zur Außenschicht hin orientiert und mit dieser verbunden, während die Rückseite zur Innenschicht hin orientiert und mit dieser verbunden ist. Dadurch ist das Photovoltaikmodul also vollständig von der Innenschicht und der Außenschicht eingeschlossen und beidseitig verdeckt.The inner layer and the outer layer together completely enclose the photovoltaic module and overlap with the photovoltaic module in an overlap area such that the photovoltaic module is covered. The photovoltaic module generally has a front surface through which light is absorbed for power generation and an opposite back surface. The front is then oriented and bonded to the outer layer while the back is oriented and bonded to the inner layer. As a result, the photovoltaic module is completely enclosed by the inner layer and the outer layer and covered on both sides.
Zur Energieerzeugung ist die Außenschicht wenigstens im Überlappbereich derart transparent ausgebildet, dass die Außenschicht Licht zu dem Photovoltaikmodul hindurch lässt. Die Außenschicht ist also wenigstens im Überlappbereich lichtdurchlässig ausgebildet. Vorzugsweise weist die Außenschicht eine Transparenz im Bereich von 80 % bis 100 % auf. Die Transparenz wird insbesondere durch eine geeignete Materialwahl eingestellt.In order to generate energy, the outer layer is transparent, at least in the overlapping area, in such a way that the outer layer lets light through to the photovoltaic module. The outer layer is therefore translucent at least in the overlapping area. The outer layer preferably has a transparency in the range from 80% to 100%. The transparency is set in particular by a suitable choice of material.
Vorzugsweise ist die Außenschicht für Sonnenlicht transparent. In einer zweckmäßigen Ausgestaltung ist die Außenschicht jedoch lediglich für einen Teilbereich des Spektrums des Sonnenlichts transparent, sodass die Außenschicht entsprechend farbig erscheint. Dadurch wird zwar die Menge an Licht, welche zum Photovoltaikmodul gelangt, reduziert, dagegen wird aber eine unter Designaspekten vorteilhafte Farbgebung des Flächenmaterials erzielt. Denkbar und geeignet ist auch eine Ausgestaltung, bei welcher die Außenschicht lediglich in einem nicht-sichtbaren Spektralbereich transparent ist, sodass zur Farbgebund der Außenschicht ein maximaler Freiheitsgrad erzielt wird. Beispielsweise werden nur Infrarot- und/oder UV-Strahlung durch die Außenschicht hindurchgelassen.Preferably the outer layer is transparent to sunlight. In an expedient configuration, however, the outer layer is only transparent for a part of the spectrum of sunlight, so that the outer layer appears correspondingly colored. Although this reduces the amount of light that reaches the photovoltaic module, it achieves a coloring of the surface material that is advantageous from a design point of view. Also conceivable and suitable is an embodiment in which the outer layer is transparent only in a non-visible spectral range, so that a maximum degree of freedom is achieved with regard to the color scheme of the outer layer. For example, only infrared and/or UV radiation is allowed to pass through the outer layer.
Zusätzlich ist im Überlappbereich die Außenschicht derart ausgebildet, dass diese eine textil- oder lederartige Haptik aufweist. Darunter wird insbesondere verstanden, dass die Außenschicht sich bei Berührung textil- oder lederartig anfühlt, also die Haptik eines Textils, z.B. eines Gewebes, oder eines Leders und allgemein eines textilen oder nicht-textilen Flächenmaterials aufweist oder imitiert.In addition, the outer layer is designed in the overlap area in such a way that it has a textile or has a leather-like feel. This means in particular that the outer layer has a textile or leather-like feel to the touch, ie has or imitates the feel of a textile, eg a fabric, or leather and generally a textile or non-textile sheet material.
Die spezielle Transparenz und Haptik der Außenschicht sind wenigstens im Überlappbereich wie oben beschrieben ausgebildet, vorzugsweise ist die Außenschicht jedoch insgesamt homogen derart ausgebildet, dass die Außenschicht über ihre Gesamtfläche dieselben haptischen und vorzugsweise auch dieselben optischen Eigenschaften aufweist. Die Außenschicht ist also nicht in unterschiedliche Zonen mit unterschiedlichen Eigenschaften segmentiert, sondern durchgängig gleichartig ausgebildet.The special transparency and feel of the outer layer are formed at least in the overlapping area as described above, but the outer layer is preferably formed homogeneously overall in such a way that the outer layer has the same haptic and preferably also the same optical properties over its entire surface. The outer layer is therefore not segmented into different zones with different properties, but is of the same design throughout.
Ein Kerngedanke der Erfindung besteht insbesondere darin, ein Photovoltaikmodul derart in das insbesondere textilartige Flächenmaterial zu integrieren, dass das Photovoltaikmodul sich in das Flächenmaterial möglichst unauffällig einfügt, d.h. speziell von außen für einen Betrachter möglichst nicht sichtbar und nicht erfühlbar ist. Dies wird vorliegend durch die spezielle Außenschicht realisiert. Dadurch, dass die Außenschicht transparent ist, wird zum Einen die technische Funktionalität des Flächenmaterials gewährleistet, nämlich die Energieerzeugung. Durch die spezielle Haptik fühlt sich das Flächenmaterial andererseits jedoch wie ein Textil oder Leder an. Durch die Verdeckung des Photovoltaikmoduls durch die Außenschicht wird zudem nach außen hin auch ein besonders homogener visueller Eindruck erzielt, wodurch das Photovoltaikmodul auch optisch in den Hintergrund tritt. Dies gilt entsprechend auch für Innenschicht, welche das Photovoltaikmodul rückseitig verdeckt.A core idea of the invention consists in particular in integrating a photovoltaic module into the textile-like sheet material in such a way that the photovoltaic module fits into the sheet material as unobtrusively as possible, i.e. it is not visible and cannot be felt by an observer, especially from the outside. In the present case, this is realized by the special outer layer. Because the outer layer is transparent, the technical functionality of the surface material is guaranteed, namely the generation of energy. On the other hand, due to the special feel, the surface material feels like a textile or leather. By covering the photovoltaic module with the outer layer, a particularly homogeneous visual impression is also achieved on the outside, as a result of which the photovoltaic module also recedes optically into the background. This also applies correspondingly to the inner layer, which covers the rear of the photovoltaic module.
Dadurch dass das Photovoltaikmodul zwischen der Innenschicht und der Außenschicht eingeschlossen ist, ist das Photovoltaikmodul zunächst vorteilhaft optimal vor Witterung oder anderen Beschädigungen und Beeinträchtigungen geschützt, darüber hinaus aber vorzugsweise auch nicht er tastbar. Das Photovoltaikmodul verschwindet also visuell sowie auch haptisch weitestgehend oder sogar gänzlich innerhalb des Flächenmaterials. Unter Designaspekten ist dies besonders vorteilhaft, da nun eine technische Funktionalität realisiert ist, welche auf das Design des Flächenmaterials und auf ein daraus gefertigtes Erzeugnis einen besonders geringen Einfluss hat. Dadurch lassen sich also Flächenmaterialen und Erzeugnisse herstellen, welche mit einer entsprechenden technischen Funktionalität, hier einer Energieerzeugung, ausgestattet sind und weitestgehend unabhängig davon eine vorteilhafte Anmutung aufweisen, welche insbesondere zu einer erhöhten Akzeptanz einer Verwendung im Alltag führt. Gleichzeitig ist durch die Außenschicht und die innenschicht eine besonders ansehnliche Gestaltung eines Erzeugnisses realisiert, vorzugsweise eine besonders homogene Erscheinung in Farbe und Struktur. Generell sind also vorzugsweise die Optik, also Form und Farbe, des Photovoltaikmoduls und der Außenschicht sowie die Haptik des gesamten Flächenmaterials unter Designaspekten ausgewählt und eingestellt und vorteilhafterweise auch aufeinander abgestimmt und zusätzlich, aber vorzugsweise nachrangig, ist eine technische Funktionalität realisiert.As a result of the photovoltaic module being enclosed between the inner layer and the outer layer, the photovoltaic module is initially advantageously optimally protected from the weather or other damage and impairments, but is also preferably not palpable. The photovoltaic module thus disappears visually as well as haptically as far as possible or even completely within the surface material. This is particularly advantageous from a design point of view, since a technical functionality is now realized which has a particularly small influence on the design of the surface material and on a product made from it. This means that surface materials and products can be produced that are equipped with a corresponding technical functionality, here energy generation, and largely independently of this have an advantageous appearance, which in particular leads to increased acceptance of everyday use. At the same time, a particularly attractive design of a product is realized by the outer layer and the inner layer, preferably a particularly homogeneous appearance in terms of color and structure. In general, the optics, i.e. shape and color, of the photovoltaic module and the outer layer as well as the haptics of the entire surface material are therefore preferably selected and adjusted under design aspects and advantageously also coordinated with one another and a technical functionality is additionally, but preferably subordinately, implemented.
Das Flächenmaterial weist eine Gesamtschichtdicke auf, welche vorzugsweise wenigstens 1 mm und höchstens 5 mm beträgt. Dadurch und durch die spezielle Schichtstruktur, wird vorteilhaft erreicht, dass das Flächenmaterial in dessen Haptik, dessen Biege- und Formverhalten sowie dessen Strapazierfähigkeit einem Textil oder einem Leder, beispielsweise einem Gürtelleder, ähnelt.The sheet material has a total layer thickness which is preferably at least 1 mm and at most 5 mm. As a result of this and the special layer structure, it is advantageously achieved that the surface material resembles a textile or leather, for example belt leather, in terms of its feel, its bending and shape behavior and its durability.
Die Außenschicht stellt innerhalb des Flächenmaterials eine äußerste Schicht dar, welche typischerweise in direktem Kontakt zur Umwelt, insbesondere zum Sonnenlicht oder einer anderen Lichtquelle steht. Diese Außenschicht ist hinsichtlich des Designs insbesondere die wichtigste Schicht, da diese für einen Anwender die optische und haptische Berührungsstelle zum Erzeugnis und dessen Design herstellt.The outer layer represents an outermost layer within the sheet material, which is typically in direct contact with the environment, in particular with sunlight or another light source. In terms of design, this outer layer is in particular the most important layer, since it creates the visual and haptic point of contact with the product and its design for a user.
Vorliegend weist die Außenschicht eine Oberflächenstrukturierung auf, insbesondere eine Prägung, zur Ausbildung der textil- oder lederartigen Haptik. Die Außenschicht ist also außenseitig strukturiert, um bei einerIn the present case, the outer layer has a surface structure, in particular an embossing, to form the textile or leather-like feel. The outer layer is so structured on the outside to at a
Berührung ein definiertes Berührungsgefühl zu erzeugen, nämlich den Eindruck, dass es sich bei dem Flächenmaterial zumindest außenseitig um ein Textil oder ein Leder handelt. Durch Ausbildung der Oberflächenstrukturierung wird bei der Herstellung des Flächenmaterials oder eines Erzeugnisses daraus also dessen Haptik eingestellt. Die Oberflächenstrukturierung ist dabei vorzugsweise über die gesamte Außenschicht ausgebildet. In einer ersten Ausgestaltung ist die Oberflächenstrukturierung auf der gesamten Außenschicht überall gleichartig ausgebildet, in einer Variante variiert die Oberflächenstrukturierung je nach Position auf der Außenschicht, sodass eine lokal variierende Haptik realisiert ist.Touch to produce a defined feeling of touch, namely the impression that the surface material is at least a textile or leather on the outside. The haptics of the planar material or a product made from it are adjusted by forming the surface structure. The surface structure is preferably formed over the entire outer layer. In a first configuration, the surface structuring is of the same design everywhere on the entire outer layer; in one variant, the surface structuring varies depending on the position on the outer layer, so that a locally varying feel is realized.
Bei der Herstellung des Flächenmaterials oder alternativ bei der Herstellung eines Erzeugnisses daraus, wird die Oberflächenstrukturierung durch Prägen, Lasertexturierung, oder ein anderes strukturgebendes Bearbeitungs- oder Herstellverfahren, hergestellt. Dabei wird die Außenschicht insbesondere dreidimensional strukturiert, d.h. die Oberflächenstrukturierung bildet eine fühlbare, reliefartige Struktur, beispielsweise eine wellenartige Struktur, und allgemein eine Struktur, welche aus Erhebungen und Vertiefungen besteht. Die Erhebungen und Vertiefungen sind beispielsweise jeweils spitz oder abgerundet ausgebildet oder eine Kombination hiervon.During the manufacture of the planar material or alternatively during the manufacture of a product from it, the surface structure is produced by embossing, laser texturing, or another structure-giving machining or manufacturing process. The outer layer is particularly structured three-dimensionally, ie the upper surface structuring forms a tactile, relief-like structure, for example a wave-like structure, and generally a structure consisting of elevations and depressions. The elevations and depressions are, for example, each pointed or rounded, or a combination thereof.
Durch die Oberflächenstrukturierung werden nicht nur die haptischen Eigenschaften des Flächenmaterials verbessert, sondern vorzugsweise auch eine oder mehrere optische Eigenschaften. In einer zweckmäßigen Ausgestaltung wird die Oberflächenstrukturierung derart ausgebildet, dass diese einfallendes Licht gezielt auf das Photovoltaikmodul leitet oder sogar auf dieses fokussiert, z.B. durch einen Prismaeffekt oder einen Linseneffekt, wodurch insbesondere die Energieerzeugung verbessert wird. Alternativ oder zusätzlich wird die Oberflächenstrukturierung als eine Antireflexstrukturierung ausgebildet, also als eine Struktur, durch welche die Reflexivität der Außenschicht reduziert wird.The surface structuring not only improves the haptic properties of the planar material, but preferably also one or more optical properties. In an expedient embodiment, the surface structuring is designed in such a way that it directs incident light to the photovoltaic module in a targeted manner or even focuses it on it, e.g. through a prism effect or a lens effect, which in particular improves the generation of energy. Alternatively or additionally, the surface structuring is formed as an antireflection structuring, ie as a structure by which the reflectivity of the outer layer is reduced.
In einer zweckmäßigen Ausgestaltung weist das Photovoltaikmodul ein Schaltungslayout auf, mit einem Totbereich, in welchem keine Lichtabsorption und somit keine Energieerzeugung möglich sind. In dem Totbereich ist beispielsweise ein Sammelleiter oder eine Elektrode angeordnet, welcher oder welche insbesondere ein darunter liegendes aktives Material verdeckt. Die Oberflächenstrukturierung ist dann zweckmäßigerweise derart ausgebildet, dass Licht vom Totbereich fort und hin zu einem aktiven Bereich geleitet wird. Der aktive Bereich ist im Gegensatz zum Totbereich nicht verdeckt, sodass Licht, welches von der Außenschicht in den aktiven Bereich gelangt, zur Energieerzeugung absorbiert wird.In an expedient embodiment, the photovoltaic module has a circuit layout with a dead zone in which no light absorption and thus no energy generation are possible. A busbar or an electrode, for example, is arranged in the dead area, which in particular covers an underlying active material. The surface structuring is then expediently designed in such a way that light is guided away from the dead area and towards an active area. In contrast to the dead area, the active area is not covered, so that light that reaches the active area from the outer layer is absorbed to generate energy.
Die Außenschicht weist vorzugsweise eine Schichtdicke im Bereich von 0,2 mm bis 3,0 mm auf. Die Außenschicht besteht allgemein zweckmäßigerweise aus einem Kunststoff. In einer bevorzugten Ausgestaltung besteht die Außenschicht aus einem TPU, d.h. einem thermoplastischen Polyurethan, oder aus einem Silikon. Diese Werkstoffe zeichnen sich durch eine gute Verarbeitbarkeit und speziell eine gute Modellierbarkeit aus sowie durch eine gute Beständigkeit und Flexibilität. Zudem lässt sich die Haptik des Flächenmaterials mit diesen Werkstoffen besonders gut einstellen. Beide Werkstoffe weisen einen hohen Designfreiheitsgrad auf. Bei Verwendung eines Silikons wird dieses bei der Herstellung vorzugsweise in flüssiger Phase verarbeitet.The outer layer preferably has a layer thickness in the range from 0.2 mm to 3.0 mm. The outer layer is generally expediently made of a plastic. In a preferred embodiment, the outer layer consists of a TPU, i.e. a thermoplastic polyurethane, or of a silicone. These materials are characterized by good workability and, in particular, good modeling properties, as well as good durability and flexibility. In addition, the feel of the surface material can be adjusted particularly well with these materials. Both materials have a high degree of design freedom. If a silicone is used, it is preferably processed in the liquid phase during manufacture.
Die Innenschicht weist vorzugsweise eine Schichtdicke im Bereich von 0,2 mm bis 3,0 mm auf. Bei einem Erzeugnis, welches aus der Flächenmaterial hergestellt ist, weist die Innenschicht nach innen und ist also auf einer Innenseite des Erzeugnisses angeordnet. An die Innenschicht sind somit zunächst hinsichtlich der Durchlässigkeit von Licht insbesondere keine besonderen Anforderungen gestellt. Insbesondere dient die Innenschicht vorzugsweise der Stabilisierung des Flächenmaterials oder der Farbgebung des Flächenmaterials oder beides.The inner layer preferably has a layer thickness in the range from 0.2 mm to 3.0 mm. In a product made from the sheet material, the inner layer faces inwards and is thus arranged on an inside of the product. First of all, there are no special requirements for the inner layer, particularly with regard to the permeability of light. In particular, the inner layer preferably serves to stabilize the planar material or to color the planar material, or both.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Innenschicht blickdicht, d.h. insbesondere undurchsichtig oder opak, ausgebildet, sodass das Photovoltaikmodul durch die Innenschicht hindurch nicht sichtbar ist. Damit ist das Vorhandensein des Photovoltaikmoduls und allgemein der Kernschicht vorteilhaft optisch verschleiert. Das Photovoltaikmodul ist also für einen Anwender unsichtbar und vorzugsweise auch nicht ertastbar.In a preferred embodiment, the inner layer is opaque, i.e. in particular non-transparent or opaque, so that the photovoltaic module is not visible through the inner layer. The presence of the photovoltaic module and, in general, of the core layer is thus advantageously optically disguised. The photovoltaic module is therefore invisible to a user and preferably cannot be felt either.
Zugleich ist die Innenschicht zweckmäßigerweise optisch und haptisch ansprechend ausgebildet, insbesondere bei Erzeugnisses, bei denen ein Anwender die Innenseite des Erzeugnisses sehen oder fühlen kann, wie beispielsweise bei Taschen und Koffern. In einer bevorzugten Ausgestaltung besteht die Innenschicht daher aus einem Textil, speziell insbesondere aus einem Gewebe, oder aus einem Leder. Allgemein besteht die Innenschicht vorzugsweise aus einem Werkstoff mit einer gewebe- oder lederartigen Haptik. In einer geeigneten Ausgestaltung ist die Innenschicht eine Gewebeschicht, d.h. eine Schicht aus einem Stoff, welcher aus natürlichen oder künstlichen Fasern gewebt ist.At the same time, the inner layer is expediently designed to be visually and haptically appealing, particularly in the case of products where a user can see or feel the inside of the product, such as bags and suitcases. In a preferred embodiment, the inner layer therefore consists of a textile, especially in particular a fabric, or leather. In general, the inner layer preferably consists of a material with a fabric or leather-like feel. In a suitable embodiment, the inner layer is a fabric layer, i.e. a layer of fabric woven from natural or man-made fibres.
In einer bevorzugten Ausgestaltung weist die Außenschicht ein Muster auf, welches von außen sichtbar ist, und das Photovoltaikmodul weist ein Schaltungslayout auf, welches derart ausgebildet ist, dass dieses visuell dem Muster der Außenschicht entspricht. Dem liegt insbesondere die Überlegung zugrunde, dass das Photovoltaikmodul aufgrund der Transparenz der Außenschicht und ggf. trotz einer Oberflächenstrukturierung möglicherweise weiterhin bis zu einem gewissen Grad von außen sichtbar ist. Zur weiteren Verschleierung des Photovoltaikmoduls wird also dessen optische Erscheinung soweit wie möglich an die optische Erscheinung der Außenschicht angepasst. Das ist speziell bei einem organischen Photovoltaikmodul möglich, da ein solches einen besonders hohen Designfreiheitsgrad hinsichtlich dessen Schaltungslayout aufweist. Das Schaltungslayout und speziell dessen optische Erscheinung sind vorrangig durch die einzelnen Zellen des Photovoltaikmoduls und deren Verschaltung untereinander definiert. Durch entsprechende Anordnung der Zellen relativ zueinander und durch entsprechende Gestaltung von Elektroden und Verbindungen, wird dann die Gesamterscheinung des Photovoltaikmoduls an die Außenschicht angepasst. Geeignet ist aber auch alternativ oder zusätzlich ein umgekehrtes Vorgehen, bei welchem die Außenschicht gezielt mit einem Muster versehen wird, welches die optische Erscheinung des Photovoltaikmoduls imitiert oder aufnimmt.In a preferred embodiment, the outer layer has a pattern that is visible from the outside, and the photovoltaic module has a circuit layout that is designed in such a way that it visually corresponds to the pattern of the outer layer. This is based in particular on the consideration that the photovoltaic module may still be visible to a certain extent from the outside due to the transparency of the outer layer and possibly despite a surface structure. In order to further disguise the photovoltaic module, its visual appearance is therefore adapted as far as possible to the visual appearance of the outer layer. This is particularly possible with an organic photovoltaic module, since such a module has a particularly high degree of design freedom with regard to its circuit layout. The circuit layout and especially its visual appearance are primarily defined by the individual cells of the photovoltaic module and how they are connected to one another. The overall appearance of the photovoltaic module is then adapted to the outer layer by appropriate arrangement of the cells relative to one another and by appropriate design of electrodes and connections. However, alternative or additional is also suitable Lich a reverse procedure, in which the outer layer is specifically provided with a pattern that imitates or absorbs the optical appearance of the photovoltaic module.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist zwischen dem Photovoltaikmodul und der Außenschicht eine erste Zwischenschicht angeordnet und zwischen dem Photovoltaikmodul und der Innenschicht ist eine zweite Zwischenschicht angeordnet. Die erste Zwischenschicht und die zweite Zwischenschicht sind jeweils als eine Klebeschicht ausgebildet und verbinden dadurch das Photovoltaikmodul mit der Innenschicht und der Außenschicht stoffschlüssig. Die Verwendung zweier Zwischenschichten zugleich ist an sich nicht zwingend notwendig, aber bevorzugt. Grundsätzlich geeignet ist auch eine Ausgestaltung, bei welcher lediglich eine Zwischenschicht entweder zwischen Photovoltaikelement und Außenschicht oder zwischen Photovoltaikelement und Innenschicht verwendet wird. Die Zwischenschichten müssen nicht zwingend gleichartig ausgebildet sein, sondern können sich insbesondere hinsichtlich Materialwahl und Dimensionierung auch unterscheiden.In a preferred configuration, a first intermediate layer is arranged between the photovoltaic module and the outer layer and a second intermediate layer is arranged between the photovoltaic module and the inner layer. The first intermediate layer and the second intermediate layer are each formed as an adhesive layer and thereby connect the photovoltaic module to the inner layer and the outer layer in a materially bonded manner. The use of two intermediate layers at the same time is not absolutely necessary per se, but is preferred. An embodiment in which only one intermediate layer is used either between the photovoltaic element and the outer layer or between the photovoltaic element and the inner layer is also fundamentally suitable. The intermediate layers do not necessarily have to be of the same design, but can also differ, in particular with regard to the choice of material and dimensioning.
Durch die zusätzlichen Zwischenschichten wird eine besonders feste Verbindung zwischen dem Photovoltaikmodul und den umliegenden Schichten erzielt. Die Zwischenschichten dienen hier insbesondere als Haftvermittler. Durch die jeweilige Zwischenschicht wird bei der Herstellung des Flächenmaterials vorteilhaft eine Lamination oder ein Verschweißen der Kernschicht mit der Innenschicht bzw. der Außenschicht verbessert. Besonders vorteilhaft ist dies im Zusammenhang mit der Innenschicht, wenn diese wie oben beschrieben aus einem Textil oder aus Leder besteht.The additional intermediate layers achieve a particularly strong connection between the photovoltaic module and the surrounding layers. The intermediate layers serve here in particular as adhesion promoters. The respective intermediate layer advantageously improves lamination or welding of the core layer to the inner layer or the outer layer during production of the planar material. This is particularly advantageous in connection with the inner layer if this consists of a textile or leather as described above.
Die Zwischenschichten bestehen allgemein vorzugsweise jeweils aus einem Kunststoff. In einer besonders zweckmäßigen Ausgestaltung bestehen die Zwischenschichten jeweils aus einem TPU oder aus einem Silikon. Für beide Zwischenschichten wird zweckmäßigerweise das gleiche Material gewählt, alternativ werden die Zwischenschichten aus unterschiedlichen Materialien gefertigt. Vorzugsweise besteht die erste Zwischenschicht aus dem gleichen oder einem ähnlichen Material wie die Außenschicht. Die zweite Zwischenschicht besteht vorzugsweise aus dem gleichen oder einem ähnlichen Material wie die Innenschicht. Dadurch wird insbesondere ein jeweils optimaler Stoffschluss erzielt. Die Zwischenschichten weisen jeweils eine Schichtdicke vorzugsweise im Bereich von 0,2 mm bis 3,0 mm auf.In general, the intermediate layers preferably each consist of a plastic. In a particularly expedient embodiment, the intermediate layers each consist of a TPU or a silicone. The same material is expediently selected for both intermediate layers; alternatively, the intermediate layers are made of different materials. The first intermediate layer preferably consists of the same or a similar material as the outer layer. The second intermediate layer preferably consists of the same or a similar material as the inner layer. In this way, in particular, an optimum bond is achieved in each case. The intermediate layers each have a layer thickness preferably in the range from 0.2 mm to 3.0 mm.
Das Photovoltaikmodul weist selbst eine Schichtstruktur auf und weist dabei eine aktive Schicht auf, zur Absorption von Licht und zur Energieerzeugung. Die aktive Schicht weist hierzu ein organisches Halbleitermaterial oder einen organischen Halbleitermaterialverbund auf. Aufgrund dieses Materials ergibt sich insbesondere die besondere und im Vergleich zu kristallinen Materialien höhere Flexibilität des Photovoltaikmoduls. Die aktive Schicht ist insbesondere von zwei Elektroden eingeschlossen, nämlich einer oberen Elektrode und einer unteren Elektrode. Über die Elektroden ist die erzeugte Energie abführbar und einem Verbraucher zuführbar. Das Photovoltaikmodul ist vorzugsweise durch ein Druckverfahren hergestellt und zweckmäßigerweise als eine frei konfektionierbare Endlosfolie, welche vorteilhaft in Abhängigkeit von der Gestaltung des Flächenmaterials oder des Erzeugnisses mit den gewünschten Abmessungen produzierbar ist. Allgemein wird bei dem organischen Photovoltaikmodul auf starre Materialien, insbesondere kristalline Halbleitermaterialien als aktive Schicht oder Glas als Substrat oder zur Einkapselung verzichtet, um eine möglichst hohe Flexibilität zu erzielen. Als Substrat wir vielmehr vorzugsweise ein Kunststoff verwendet, besonders bevorzugt PET.The photovoltaic module itself has a layered structure and has an active layer for absorbing light and generating energy. For this purpose, the active layer has an organic semiconductor material or an organic semiconductor material composite. This material results in particular in the special and, in comparison to crystalline materials, greater flexibility of the photovoltaic module. In particular, the active layer is enclosed by two electrodes, namely a top electrode and a bottom electrode. The energy generated can be dissipated via the electrodes and fed to a consumer. The photovoltaic module is preferably produced by a printing process and expediently as a freely configurable endless film, which can advantageously be produced with the desired dimensions depending on the design of the sheet material or the product. In general, rigid materials, in particular crystalline semiconductor materials as the active layer or glass as the substrate or for encapsulation, are dispensed with in the organic photovoltaic module in order to achieve the highest possible flexibility. Instead, a plastic is preferably used as the substrate, particularly preferably PET.
In einer bevorzugten Ausgestaltung weist das Photovoltaikmodul außenumfänglich zwei Barriereschichten auf und ist durch diese eingekapselt. Die Barriereschichten bilden demnach zwei äußerste Schichten des Photovoltaikmoduls und schützen die innenliegenden Schichten, insbesondere die aktive Schicht und die Elektroden, vor Umwelteinflüssen. Ein weiterer Vorteil ist, dass das Photovoltaikmodul zerstörungsfrei in das Flächenmaterial integrierbar und mit den anderen Schichten verbindbar ist. Zusätzlich wirken die Barriereschichten auch mechanisch stabilisierend und schützend.In a preferred embodiment, the photovoltaic module has two barrier layers on the outside and is encapsulated by them. Accordingly, the barrier layers form two outermost layers of the photovoltaic module and protect the inner layers, in particular the active layer and the electrodes, from environmental influences. A further advantage is that the photovoltaic module can be integrated non-destructively into the surface material and connected to the other layers. In addition, the barrier layers also have a mechanically stabilizing and protective effect.
Die Barriereschichten sind vorzugsweise aus PET hergestellt. In einer bevorzugten Ausgestaltung sind die beiden Barriereschichten jeweils als eine PET-Folie ausgebildet. In einer geeigneten Ausgestaltung weisen die Barriereschichten insbesondere außenseitig zusätzlich eine Bedampfung auf, z.B. aus Metall oder Siliziumoxid.The barrier layers are preferably made of PET. In a preferred embodiment, the two barrier layers are each formed as a PET film. In a suitable configuration, the barrier layers additionally have a vapor coating, e.g. made of metal or silicon oxide, particularly on the outside.
In einer bevorzugten Ausgestaltung erstreckt sich die Kernschicht lediglich über einen Teilbereich des Flächenmaterials, sodass außerhalb dieses Teilbereichs die Außenschicht direkt mit der Innenschicht verbunden ist. Dabei wird unter „direkt verbunden“ insbesondere verstanden, dass d.h. die Außenschicht mit der Innenschicht unmittelbar oder höchstens über die oben genannten Zwischenschichten verbunden ist und dass ansonsten keine weiteren Schichten zwischen der Außenschicht und der Innenschicht angeordnet sind. Dem liegt die Überlegung zugrunde, dass es grundsätzlich ausreicht, dass die Kernschicht zumindest partiell in dem Flächenmaterial vorhanden ist, d.h. die Kernschicht muss sich nicht über das gesamte Flächenmaterial erstrecken, sondern liegt dann in nur einem oder in mehreren voneinander insbesondere unabhängigen Bereichen des Flächenmaterials vor. Die Abmessungen dieses Bereichs oder der mehreren Bereiche hängt insbesondere von der zu erwartenden Lichteinstrahlung ab und somit insbesondere vom erwarteten Nutzungsverhalten und der konkreten Gestaltung des Erzeugnisses. So wäre es beispielsweise nicht zweckmäßig, dass die Kernschicht mit dem Photovoltaikmodul in dem Flächenmaterial auch an solchen Stellen eines Erzeugnisses vorhanden ist, an welchen zusätzliche Applikationen angeordnet sind, beispielsweise kleine Taschen, da an diesen Stellen kein Licht zum Photovoltaikmodul durchdringen könnte. Entsprechend ist vorzugsweise in solchen Bereichen des Flächenmaterials, an welchen eine zusätzliche Applikation angebracht ist oder zur späteren Anbringung vorgesehen ist, kein Photovoltaikmodul angeordnet, d.h. diese Bereiche sind frei von einem Photovoltaikmodul.In a preferred embodiment, the core layer only extends over a portion of the planar material, so that the outer layer is connected directly to the inner layer outside of this portion. “Directly connected” is understood to mean in particular that the outer layer is connected to the inner layer directly or at most via the above-mentioned intermediate layers and that no further layers are otherwise arranged between the outer layer and the inner layer. This is based on the consideration that it is basically sufficient for the core layer to be present at least partially in the planar material, ie the core layer does not have to extend over the entire planar material, but is then only in one or in several areas of the planar material that are in particular independent of one another. The dimensions of this area or of the several areas depend in particular on the expected incidence of light and thus in particular on the expected usage behavior and the specific design of the product. For example, it would not be expedient for the core layer with the photovoltaic module to also be present in the surface material at those points on a product where additional applications are arranged, for example small pockets, since no light could penetrate to the photovoltaic module at these points. Correspondingly, no photovoltaic module is preferably arranged in those areas of the planar material to which an additional application is attached or is intended for later attachment, ie these areas are free of a photovoltaic module.
Bei der Erstreckung lediglich über einen Teilbereich des Flächenmaterials, ist vorzugsweise ein Randbereich ausgebildet, welcher die Kernschicht und speziell das Photovoltaikmodul vollständig und unterbrechungsfrei umläuft, sodass das Photovoltaikmodul also vollständig zwischen der Außenschicht und der Innenschicht eingebettet und eingekapselt ist. Insbesondere in diesem Randbereich sind dann die Innenschicht und die Außenschicht direkt miteinander verbunden.When extending only over a partial area of the sheet material, an edge area is preferably formed, which completely and without interruption surrounds the core layer and specifically the photovoltaic module, so that the photovoltaic module is completely embedded and encapsulated between the outer layer and the inner layer. The inner layer and the outer layer are then connected directly to one another, particularly in this edge area.
Speziell in einer Ausgestaltung, bei welcher sich die Kernschicht nicht über das gesamte Flächenmaterial erstreckt, sondern wie oben beschrieben nur in einem oder mehreren Bereichen vorhanden ist, ist die Kernschicht vorzugsweise durch die Außenschicht und die Innenschicht eingekapselt. Hierzu sind die Außenschicht und die Innenschicht in den Bereichen ohne Kernschicht direkt miteinander verbunden oder speziell vorzugsweise aufeinander laminiert.Especially in an embodiment in which the core layer does not extend over the entire sheet material, but is only present in one or more regions as described above, the core layer is preferably encapsulated by the outer layer and the inner layer. For this purpose, the outer layer and the inner layer are connected directly to one another in the areas without a core layer or, specifically, preferably laminated to one another.
Geeignet ist auch eine Ausgestaltung, bei welcher sich die Kernschicht nahezu über die gesamte Fläche des Flächenmaterials erstreckt, d.h. insbesondere zu wenigstens 95% der Gesamtfläche des Flächenmaterials. Mit anderen Worten: die Kernschicht wird nur über entsprechend schmale Randbereiche durch die übrigen Schichten eingekapselt, z.B. weist der Randbereich eine Randbreite im Bereich von 0,5 mm bis 10 mm auf. Das gilt sinngemäß auch für ein Erzeugnis, welches aus dem Flächenmaterial hergestellt ist und bei welchem beispielsweise Nähte oder Applikationen oder dergleichen dann in einem entsprechenden Randbereich untergebracht sind.Also suitable is an embodiment in which the core layer extends almost over the entire area of the planar material, i.e. in particular over at least 95% of the total area of the planar material. In other words: the core layer is only encapsulated by the other layers via correspondingly narrow edge areas, e.g. the edge area has an edge width in the range from 0.5 mm to 10 mm. This also applies analogously to a product that is made from the flat material and in which, for example, seams or appliqués or the like are then accommodated in a corresponding edge area.
Besonders zweckmäßig ist eine Ausgestaltung, bei welcher wenigstens eine und vorzugsweise mehrere Eigenschaften des Flächenmaterials über dessen gesamter Fläche homogen ausgebildet ist bzw. sind. Alternativ ist wenigstens die Außenschicht derart ausgebildet. Trotz eines lediglich lokal angeordneten Photovoltaikmoduls verhält sich das Flächenmaterial dann hinsichtlich dieser Eigenschaft an jeder Stelle gleich, unabhängig davon, ob an dieser Stelle ein Photovoltaikmodul angeordnet ist oder nicht. Dadurch wird das Vorhandensein des Photovoltaikmoduls besonders effektiv verschleiert. Besonders bevorzugt sind das Flächenmaterial oder wenigstens die Außenschicht hinsichtlich einer oder mehrerer der folgenden Eigenschaften homogen ausgebildet: Schichtdicke, Transparenz, Farbe, Struktur, Muster, Biegeflexibilität, Steifigkeit. Dadurch entsteht insgesamt vorteilhaft ein besonders homogener Eindruck von dem Flächenmaterial und entsprechend auch von einem daraus hergestellten Erzeugnis.A configuration in which at least one and preferably several properties of the surface material is or are homogeneous over its entire surface is particularly expedient. Alternatively, at least the outer layer is designed in this way. Despite a photovoltaic module that is only arranged locally, the surface material behaves the same at every point with regard to this property, regardless of whether a photovoltaic module is arranged at this point or not. As a result, the presence of the photovoltaic module is disguised particularly effectively. The planar material or at least the outer layer is particularly preferably homogeneous with regard to one or more of the following properties: layer thickness, transparency, color, structure, pattern, bending flexibility, rigidity. This advantageously creates an overall particularly homogeneous impression of the planar material and correspondingly also of a product made from it.
Ein erfindungsgemäßes Erzeugnis ist wenigstens teilweise aus dem Flächenmaterial hergestellt und weist einen Ladeanschluss auf, welcher mit dem Photovoltaikmodul verbunden ist, zum Laden eines mobilen Endgeräts mittels des Photovoltaikmoduls. Insofern wird die Aufgabe insbesondere auch gelöst durch die Verwendung eines Flächenmaterials wie vorstehend beschrieben in einem entsprechenden Erzeugnis oder zur Herstellung. In einer geeigneten Ausgestaltung ist der Ladeanschluss ein USB-Anschluss. Allgemein ist der Ladeanschluss zweckmäßigerweise darauf ausgelegt, dass daran jedes mögliche Ladekabel oder kabellose Ladegerät angeschlossen werden kann, damit unterschiedliche mobile Endgeräte verschiedener Hersteller ohne Zuhilfenahme weiterer Adapter geladen werden können.A product according to the invention is at least partially made from the flat material and has a charging connection, which is connected to the photovoltaic module, for charging a mobile end device using the photovoltaic module. In this respect, the object is also achieved in particular by using a planar material as described above in a corresponding product or for production. In a suitable embodiment, the charging connection is a USB connection. In general, the charging connection is expediently designed so that any possible charging cable or wireless charger can be connected to it, so that different mobile end devices from different manufacturers can be charged without the use of additional adapters.
An das Erzeugnis selbst sind zunächst keine weiteren speziellen Anforderungen gestellt, außer dass das Erzeugnis eine Fläche aufweist, welche allgemein nach außen und einer Lichtquelle zugewandt ist und welche aus der Flächenmaterial gebildet ist. Ein Teilbereich des Erzeugnisses ist also durch die Flächenmaterial einerseits optisch und haptisch vorteilhaft gestaltet und andererseits speziell durch das Photovoltaikmodul auch technisch funktional gestaltet.First of all, there are no other special requirements for the product itself, other than that the product has a surface which faces generally outwards and towards a light source and which is formed from the sheet material. A sub-area of the product is therefore designed to be advantageous both optically and haptically on the one hand due to the surface material and on the other hand it is also technically functional, especially due to the photovoltaic module.
Vorzugsweise ist das Erzeugnis ein mobiles Erzeugnis, d.h. gerade nicht feststehend sondern prinzipiell transportabel. Der Begriff mobiles Erzeugnis meint also insbesondere einen beweglichen, auch tragbaren, dreidimensionalen Gegenstand, der draußen, also außerhalb geschlossener Räume oder Gebäude, getragen oder verwendet werden kann. Besonders bevorzugte Erzeugnisse sind Transport- und Aufbewahrungsbehältnisse, insbesondere Taschen und Koffer; Transportmittel, insbesondere Kinderwagen; Outdoor- und Campingprodukte, insbesondere Sonnenschirme und Zelte; Schlauchboote oder Bootszubehör, insbesondere Segel; Bekleidungsstücke, insbesondere Mäntel, Jacke, Schutzwesten oder Schutzbekleidung für Motoräder, Fahrräder oder allgemein als Sicherheitsbekleidung; und Mützen, Hüten oder Kappen, insbesondere Sonnenhüte, Cowboyhüte, Wanderhüte, Schirmmützen, insbesondere Baseballkappen oder Snapback-Kappen.The product is preferably a mobile product, that is to say it is not stationary but, in principle, transportable. The term mobile product means, in particular, a mobile, also portable, three-dimensional object that can be carried or used outside, i.e. outside closed rooms or buildings. Particularly preferred products are transport and storage containers, especially bags and suitcases; Means of transport, in particular baby carriages; outdoor and camping products, in particular parasols and tents; inflatable boats or boat accessories, in particular sails; Clothing, in particular coats, jackets, protective vests or protective clothing for motorcycles, bicycles or generally being safety clothing; and caps, hats or caps, in particular sun hats, cowboy hats, hiking hats, peaked caps, in particular baseball caps or snapback caps.
Zu den Begriffen Tasche oder Koffer werden vorliegend insbesondere folgende Gegenstände gezählt: Aktentaschen und Aktenkoffer, auch Laptop- bzw. Notebooktaschen; Handtaschen, beispielsweise Shopper, Pochettes, Wochenendtaschen, Baguettes, Messengers oder Clutches; Rucksäcke, beispielsweise Traggestelle, Packboards, Kurierrucksäcke, Laptop- oder Notebook-Rucksäcke, City-Rucksäcke, Kofferrucksäcke, Fotorucksäcke, Trekkingrucksäcke, Trinkrucksäcke, Tornister, Seesäcke oder Schulrucksäcke; Reisetaschen, auch Weekendbags oder Weekender; Schultaschen bzw. Schulranzen; Sporttaschen; Kuriertaschen bzw. im allgemeinen Umhängetaschen, auch Postbotentaschen; Bauchtaschen; Tragetaschen; Taschen für Zweiräder, insbesondere Hecktaschen, Fahrrad- oder Motoradtaschen oder -koffer, Satteltaschen (auch bei Transporttieren wie Pferden einsetzbare Satteltaschen), Tankrucksäcke; Koffer, insbesondere Reisekoffer und Trolleys; Beutel, beispielsweise Turnbeutel; Kisten und Boxen.In the present case, the following items in particular are counted among the terms bag or suitcase: briefcases and briefcases, including laptop or notebook bags; handbags, for example shoppers, pochettes, weekend bags, baguettes, messengers or clutches; rucksacks, for example carrying frames, packboards, courier rucksacks, laptop or notebook rucksacks, city rucksacks, suitcase rucksacks, photo rucksacks, trekking rucksacks, drinking rucksacks, knapsacks, duffel bags or school rucksacks; traveling bags, including weekend bags or weekenders; school bags or satchels; sports bags; messenger bags or shoulder bags in general, including postman bags; fanny packs; carrier bags; Bags for two-wheelers, in particular tail bags, bicycle or motorcycle bags or cases, saddlebags (including saddlebags that can be used for transport animals such as horses), tank bags; suitcases, in particular trunks and trolleys; bags, for example gym bags; crates and boxes.
Als mobile Erzeugnisse sind vorliegend Taschen und Koffer bevorzugt. Besonders bevorzugt sind Taschen, insbesondere Aktentaschen, Handtaschen, Rucksäcke, Kuriertaschen bzw. Umhängetaschen, Bauchtaschen und Taschen für Zweiräder.In the present case, bags and suitcases are preferred as mobile products. Bags, in particular briefcases, handbags, rucksacks, courier bags or shoulder bags, fanny packs and bags for bicycles are particularly preferred.
Ein mobiles Endgerät ist vorliegend insbesondere ein tragbares elektronisches Gerät, welches in irgendeiner Art und Weise von einem Menschen bedienbar und/oder steuerbar ist. Mobile Endgeräte sind insbesondere folgende Geräte: Mobiltelefone, insbesondere Smartphones und Phablets; Tablets; Video- und Fotokameras; mobile Abspielgeräte wie MP3-Player; Notebooks bzw. Laptops; E-Book-Lesegeräte; tragbare Lautsprecher bzw. Boxen; kabellose Kopfhörer; tragbare medizinische Geräte, wie Langzeit-EKG-Geräte, Messgeräte, beispielsweise zur Messung des Insulinspiegels, mobile Sauerstoffgeräte; und tragbare Leuchten, wie LED-Leuchten oder Taschenlampen.In the present case, a mobile terminal device is in particular a portable electronic device which can be operated and/or controlled by a human in some way. Mobile devices are in particular the following devices: mobile phones, in particular smartphones and phablets; tablets; video and photo cameras; mobile players such as MP3 players; notebooks or laptops; e-book readers; portable loudspeakers or boxes; wireless headphones; Portable medical devices, such as long-term ECG devices, measuring devices, for example for measuring insulin levels, mobile oxygen devices; and portable lights such as LED lights or flashlights.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist ein Energiespeicher, insbesondere eine Powerbank oder ein Akku, an den Ladeanschluss des Erzeugnisses angeschlossen. Bei Einstrahlung von Licht wird dann der Energiespeicher aufgeladen. Das mobile Endgerät wird dann über den Energiespeicher mittelbar an den Ladeanschluss angeschlossen und entsprechend über den zwischengeschalteten Energiespeicher geladen. Das ermöglicht eine besonders effiziente Nutzung von zur Verfügung stehendem Licht. Unabhängig vom Ladezustand des mobilen Endgeräts wird bei Vorhandensein von Licht der lokale Energiespeicher geladen, mittels welchem dann bei akutem Bedarf das mobile Endgerät geladen werden kann, unabhängig davon, ob zu diesem Zeitpunkt Licht vorhanden ist oder nicht.In a preferred embodiment, an energy store, in particular a power bank or a rechargeable battery, is connected to the charging connection of the product. When exposed to light, the energy store is then charged. The mobile terminal device is then connected indirectly to the charging connection via the energy store and charged accordingly via the interposed energy store. This enables the available light to be used particularly efficiently. Irrespective of the state of charge of the mobile end device, the local energy store is charged when there is light, by means of which the mobile end device can then be charged in the event of an acute need, regardless of whether there is light at that time or not.
Der zwischengeschaltete Energiespeicher ist vorzugsweise tragbar und vorzugsweise abnehmbar. Dadurch ist der Energiespeicher aus dem Erzeugnis, vorzugsweise bei voller Ladung, entnehmbar, um auch unabhängig von dem Erzeugnis zum Laden von elektrischen Geräten verwendet werden zu können. In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Erzeugnis eine vom restlichen Erzeugnis unabhängige und herausnehmbare Innentasche auf, in welcher der Energiespeicher untergebracht ist. Diese Innentasche ist über eine lösbare Verbindung in dem Erzeugnis befestigt. Die lösbare Verbindung weist insbesondere Knöpfe, Schnüre, einen oder mehrere Klettverschlüsse, einen oder mehrere Druckknöpfe oder einen oder mehrere Magnetverschlüsse auf. Das Material für die Innentasche ist vorzugsweise ein weiches Material. Besonders geeignet als weiches Material ist Wollfilz, Leder, Kunstleder oder ein Material aus gewebten natürlichen oder künstlichen Fasern. Die Innentasche weist ein Fach für den Energiespeicher auf. Ein Kabel führt von einer Innenseite des Erzeugnisses in das Fach hinein und verbindet das Photovoltaikmodul mit dem Energiespeicher. Das Konzept der Innentasche ist sinngemäß auch auf das mobile Endgerät anwendbar, sodass dann das Erzeugnis eine Innentasche zur Aufnahme des Endgeräts aufweist. Der Ladeanschluss ist dann zweckmäßigerweise in der Innentasche angeordnet und innerhalb dieser zugänglich, um das Endgerät zum Laden anzuschließen.The intermediate energy store is preferably portable and preferably removable. As a result, the energy store can be removed from the product, preferably when fully charged, so that it can also be used independently of the product for charging electrical devices. In a preferred embodiment, the product has an inner pocket that is independent of the rest of the product and can be removed, in which the energy store is accommodated. This inner pocket is attached to the product via a detachable connection. The detachable connection has in particular buttons, cords, one or more Velcro fasteners, one or more snap fasteners or one or more magnetic fasteners. The material for the inner bag is preferably a soft material. Wool felt, leather, artificial leather or a material made of woven natural or artificial fibers is particularly suitable as the soft material. The inside pocket has a compartment for the energy storage. A cable leads into the compartment from an inside of the product and connects the photovoltaic module to the energy store. The concept of the inside pocket can also be applied to the mobile end device, so that the product then has an inside pocket to hold the end device. The charging connection is then expediently arranged in the inner pocket and is accessible within this in order to connect the terminal device for charging.
In einer weiterhin bevorzugten Ausführungsform weist das mobile Erzeugnis eine Steuereinheit auf, mittels welcher das Photovoltaikmodul oder einzelne Photovoltaikelemente elektrisch abtrennbar sind. Mit anderen Worten: die Steuereinheit ist dazu ausgebildet das Photovoltaikmodul oder Teile davon vom Stromkreis zu trennen. Damit wird dem Problem einer möglichen Verschattung , speziell Teilverschattung des Photovoltaikmoduls entgegengewirkt. Befinden sich Teile des Photovoltaikmoduls im Schatten kann dies zu einem umfangreichen Ertragsverlust führen, wobei der prozentuale Ertragsverlust oft höher ist als der Anteil der verschatteten Fläche. Teile des Photovoltaikmoduls sind z.B. ein oder mehrere Photovoltaikelemente oder eine oder mehrere Zellen des Photovoltaikmoduls. Diejenigen Teile des Photovoltaikmoduls, welche verschattet sind, werden auch als verschattete Teile bezeichnet. Bei komplex geformten und insbesondere dreidimensionalen Gegenständen wie den vorliegend beschriebenen Erzeugnissen besteht die Gefahr, dass allein schon aufgrund der Form des Erzeugnisses ein oder mehrere Teile ebenjenes Erzeugnisses und somit auch des Photovoltaikmoduls verschattet werden. Die Steuereinheit trennt nun entweder automatisch oder manuell veranlasst die verschatteten Teile des Photovoltaikmoduls vom Stromkreis. Die manuelle Steuerung erfolgt beispielsweise durch einen entsprechenden Schalter oder beispielsweise softwaregesteuert und vom Anwender durchgeführt, z.B. mittels einer Smartphone-App. Vorteilhaft ist auch eine Ausgestaltung, bei welcher am Erzeugnis, insbesondere auf dessen Außenseite, ein oder mehrere Sensoren angebracht sind, welche die Intensität des einfallenden Lichts messen und an die Steuereinheit weitergeben, welche dann bei einer Verschattung, d.h. bei einer geringen Intensität des einfallenden Lichts, die verschatteten Teile automatisch abschaltet, also vom Stromkreis trennt.In a further preferred embodiment, the mobile product has a control unit, by means of which the photovoltaic module or individual photovoltaic elements can be electrically disconnected. In other words: the control unit is designed to disconnect the photovoltaic module or parts thereof from the electrical circuit. This counteracts the problem of possible shading, especially partial shading of the photovoltaic module. If parts of the photovoltaic module are in the shade, this can lead to extensive yield losses, with the percentage yield loss often being higher than the proportion of the shaded area. Parts of the photovoltaic module are, for example, one or more photovoltaic elements or one or more cells of the photovoltaic module. Those parts of the photovoltaic module that are shaded are also referred to as shaded parts. For complex shaped and esp With special three-dimensional objects such as the products described here, there is a risk that due to the shape of the product alone, one or more parts of that product and thus also the photovoltaic module will be shaded. The control unit now separates the shaded parts of the photovoltaic module from the circuit either automatically or manually. The manual control takes place, for example, by means of a corresponding switch or, for example, software-controlled and carried out by the user, for example using a smartphone app. Also advantageous is a configuration in which one or more sensors are attached to the product, in particular on its outside, which measure the intensity of the incident light and pass it on to the control unit, which then in the event of shading, ie when the intensity of the incident light is low , which automatically switches off the shaded parts, i.e. disconnects them from the circuit.
Das Erzeugnis weist allgemein eine Grundform auf, welche je nach Zweck des Erzeugnisses variiert und welche die Erscheinung des Erzeugnisses maßgeblich prägt. Das Flächenmaterial ist dann bei dem Erzeugnis vorzugsweise ein Element, welches die Grundform des Erzeugnisses bestimmt, in einer Variante wird die Grundform zusätzlich durch ein Grundgerüst, d.h. einen Rahmen ein Skelett oder Ähnliches bestimmt. Das Flächenmaterial bestimmt somit wesentlich die Optik und die Haptik und allgemein das Design des Erzeugnisses. Dabei steht die Außenschicht des Flächenmaterials insbesondere in direktem Kontakt zur Umwelt und damit auch zum Licht, speziell zum Sonnenlicht oder einer anderen Lichtquelle. Durch die Integration des Photovoltaikmoduls in das Flächenmaterial ist das Erzeugnis entsprechend seines üblichen Einsatzzwecks verwendbar und erzeugt dabei zugleich Strom zum Laden des Akkus eines mobilen Endgerätes, sofern Kontakt zum Licht besteht.The product generally has a basic shape, which varies depending on the purpose of the product and which significantly characterizes the appearance of the product. In the case of the product, the planar material is then preferably an element which determines the basic form of the product, in one variant the basic form is additionally determined by a basic framework, i.e. a frame, a skeleton or the like. The surface material thus essentially determines the look and feel and in general the design of the product. The outer layer of the planar material is in particular in direct contact with the environment and thus also with light, specifically with sunlight or another light source. Thanks to the integration of the photovoltaic module in the surface material, the product can be used for its usual purpose and at the same time generates electricity to charge the battery of a mobile device if there is contact with the light.
Für den Fall, dass das Erzeugnis mehrere Teile des Flächenmaterials aufweist, ist es denkbar, dass - in Abhängigkeit vom Erzeugnis und dessen Design - bestimmte Teile des Flächenmaterials keine Kernschicht aufweisen, wobei aber immer wenigstens eines der mehreren Teile eine Kernschicht mit einem Photovoltaikmodul aufweist.In the event that the product has several parts of the sheet material, it is conceivable that - depending on the product and its design - certain parts of the sheet material have no core layer, but always at least one of the several parts has a core layer with a photovoltaic module.
Ein Erzeugnis wie oben beschrieben ist im Gegensatz zu herkömmlichen Solarladegeräten und Solarpowerbanks derart ausgebildet, dass auch beim Transport selbst elektrische Energie erzeugt wird, insbesondere dann wenn das Erzeugnis ein Transportmittel ist, z.B. eine Tasche oder ein Koffer. Gleichzeitig erzeugt das Erzeugnis vorteilhaft auch in Gebäuden Strom, sofern das Erzeugnis ähnlich einem Solarladegerät oder einer Solarpowerbank an einen Ort gelegt wird, an welchem Kontakt zu Licht besteht.In contrast to conventional solar chargers and solar power banks, a product as described above is designed in such a way that electrical energy is also generated during transport itself, especially if the product is a means of transport, e.g. a bag or a suitcase. At the same time, the product advantageously also generates electricity in buildings if the product is placed in a place similar to a solar charger or a solar power bank where there is contact with light.
Die Integration des Photovoltaikmoduls in das Flächenmaterial hat den weiteren Vorteil, dass ein zusätzliches Anbringen eines Photovoltaikmoduls auf der Außenseite eines Materials, aus welchem ein Erzeugnis gebildet ist, vermieden wird. Das Anbringen von Photovoltaikmodulen kann nämlich sowohl den optischen Eindruck des mobilen Erzeugnisses mindern, als auch in Abhängigkeit von der Art der Anbringung zu Haftungsproblemen in der Weise führen, dass sich das Photovoltaikmodul ablöst und dadurch unbrauchbar wird. Ein weiteres Problem ist, dass speziell kristalline Photovoltaikmodule ein vergleichsweise hohes Gewicht aufweisen und eine große Fläche abdecken müssen, um eine ausreichende Leistung zu erzielen. Außerdem sind speziell kristalline Photovoltaikmodule vergleichsweise starr und deshalb auch zerstörungsanfällig.The integration of the photovoltaic module in the flat material has the further advantage that an additional attachment of a photovoltaic module on the outside of a material from which a product is formed is avoided. The attachment of photovoltaic modules can both reduce the visual impression of the mobile product and, depending on the type of attachment, lead to adhesion problems in that the photovoltaic module detaches and becomes unusable as a result. Another problem is that crystalline photovoltaic modules in particular are comparatively heavy and have to cover a large area in order to achieve sufficient power. In addition, crystalline photovoltaic modules in particular are comparatively rigid and therefore also susceptible to destruction.
In einer geeigneten Ausgestaltung weist das Erzeugnis das Flächenmaterial als ein einziges Teil auf, sogenannte „one piece unit“, d.h. das Flächenmaterial ist einteilig ausgebildet und nicht in mehrere einzelne Teile unterbrochen. Vorteilhafterweise ist das Flächenmaterial derart ausgebildet, dass dieses eine besonders hohe Stabilität aufweist und eine alleinig tragende Konstruktion des Erzeugnisses bildet, sodass ein Grundgerüst nicht nötig ist und auf ein solches dann vorzugsweise verzichtet wird. Dabei sind vorzugsweise entsprechende Kantenenden und/oder Ecken eines einstückigen Flächenmaterials miteinander und/oder mit anderen Bereichen des Flächenmaterials verbunden, um daraus die Grundform des Erzeugnisses zu bilden. Beispielsweise weist das Erzeugnis die Grundform einer Tasche oder eines Koffers auf. Andere Erzeugnisse, insbesondere Kleidungsstücke, sind in einer geeigneten Ausgestaltung aus einem einteiligen Flächenmaterial gebildet, ohne dass eine Verbindung von Kantenden und/oder Ecken miteinander oder mit einer anderen Bereichen notwendig ist. Gegebenenfalls ist hier durch ein Umschlagen und Vernähen einer Kante ein Saum gebildet.In a suitable embodiment, the product has the flat material as a single part, a so-called "one piece unit", i.e. the flat material is designed in one piece and is not broken into several individual parts. Advantageously, the flat material is designed in such a way that it has a particularly high level of stability and forms the sole supporting structure of the product, so that a basic structure is not necessary and such is then preferably dispensed with. In this case, corresponding edge ends and/or corners of a one-piece sheet material are preferably connected to one another and/or to other areas of the sheet material in order to form the basic shape of the product therefrom. For example, the product has the basic shape of a bag or a suitcase. Other products, particularly items of clothing, are formed in a suitable embodiment from a one-piece sheet material without the need for a connection of edge ends and/or corners to one another or to another area. If necessary, a hem is formed here by turning over and sewing an edge.
In einer geeigneten Variante sind dagegen mehrere voneinander zunächst separate Teile aus dem Flächenmaterial gefertigt und dann zu dem Erzeugnis zusammengesetzt. Mit anderen Worten: das Erzeugnis weist zwei oder mehr Teile aus dem Flächenmaterial auf, wodurch vorteilhaft eine Konstruktion von Erzeugnissen mit komplexeren Formen ermöglicht ist. In diesem Fall sind insbesondere mindestens zwei oder mehr Teile aus Dem Flächenmaterial miteinander verbunden, um entweder das Erzeugnis selbst zu bilden, wie beispielsweise beim Verbinden mehrerer Teile zu einem Kleidungsstück, oder um eine Fläche zu bilden, aus welcher ggf. in Kombination mit anderen Materialien das Erzeugnis gebildet wird, beispielsweise wie bei einem Sonnenschirm, wobei das Flächenmaterial dann auf einem entsprechenden Grundgerüst befestigt wird.In a suitable variant, on the other hand, several parts that are initially separate from one another are made of the flat material and then assembled to form the product. In other words, the product has two or more pieces of sheet material, which advantageously allows construction of products with more complex shapes. In this case, in particular, at least two or more pieces of sheet material are joined together to either form the product itself, such as when joining multiple pieces to form a garment, or to form a sheet from which, if necessary, in combination with other materials the product is formed, for example as in the case of a parasol, the sheet material then being attached to an appropriate framework.
Eine Verbindung von Kantenenden und/oder Ecken des Flächenmaterials, sowie eine Verbindung von mehreren Teilen des Flächenmaterials erfolgt beispielsweise durch Nähen, Verkleben, Nieten, Knöpfen, Verschrauben, Schnüren, einen oder mehrere Klettverschlüsse, einen oder mehrere Druckknöpfe oder einen oder mehrere Magnetverschlüsse. Das Photovoltaikmodul wird hierbei zweckmäßigerweise ausgelassen oder umgangen, d.h. eine Verbindung im Bereich des Photovoltaikmoduls wird zweckmäßigerweise vermieden, um das Photovoltaikmodul nicht zu beschädigen. Eine Verbindung wird also vorzugsweise nur an solchen Stellen ausgebildet, an welchen kein Photovoltaikmodul angeordnet ist. Vorzugsweise ist zwischen dem Photovoltaikelement und einer Verbindung ein Abstand von wenigstens 10 mm, besonders bevorzugt wenigstens 30 mm ausgebildet.A connection of edge ends and/or corners of the flat material, as well as a connection of several parts of the flat material, takes place, for example, by sewing, gluing, riveting, buttons, screwing, lacing, one or more Velcro fasteners, one or more snap fasteners or one or more magnetic fasteners. The photovoltaic module is expediently left out or bypassed, i.e. a connection in the area of the photovoltaic module is expediently avoided in order not to damage the photovoltaic module. A connection is therefore preferably only formed at those points at which no photovoltaic module is arranged. A distance of at least 10 mm, particularly preferably at least 30 mm, is preferably formed between the photovoltaic element and a connection.
Das Erzeugnis ist in einer geeigneten Ausgestaltung alleinig aus dem Flächenmaterial gebildet und weist in einer alternativen geeigneten Ausgestaltung ein Grundgerüst auf, an welcher das Flächenmaterial angebracht ist. Beispielsweise weist das Erzeugnis wie bei einem Sonnenschirm, einem Kinderwagen oder diversen Koffern, ein Grundgerüst auf, z.B. einen Rahmen oder ein Skelett, an welchem das Flächenmaterial angebracht und vorzugsweise befestigt ist. Beispielsweise ist das Flächenmaterial auf das Grundgerüst aufgespannt. Eine Anbringung des Flächenmaterials an dem Grundgerüst erfolgt beispielsweise über entsprechende Schlaufen in oder an dem Flächenmaterial, oder durch Verkleben, Vernieten, Vernähen, Knöpfen, Verschrauben, Schnüren, einen oder mehrere Klettverschlüsse, einen oder mehrere Druckknöpfe oder einen oder mehrere Magnetverschlüsse. Die jeweiligen Stellen des Flächenmaterials, an welchen dieses an einem Grundgerüst angebracht wird ist vorzugsweise frei von einem Photovoltaikmodul. Die obigen Ausführungen bezüglich der Verbindung eines Flächenmaterials mit sich selbst oder mit anderen Teilen gelten entsprechend. So ist auch hier vorzugsweise zwischen einer Verbindungsstelle, zur Anbindung an ein Grundgerüst, und einem Photovoltaikmodul ein Abstand von wenigstens 10 mm, besonders bevorzugt wenigstens 30 mm ausgebildet.In a suitable configuration, the product is formed solely from the flat material and, in an alternative suitable configuration, has a basic structure to which the flat material is attached. For example, like a parasol, a baby carriage or various suitcases, the product has a basic structure, e.g. a frame or a skeleton, to which the sheet material is attached and preferably fastened. For example, the surface material is clamped onto the basic structure. The planar material is attached to the basic structure, for example, via appropriate loops in or on the planar material, or by gluing, riveting, sewing, buttoning, screwing, lacing, one or more Velcro fasteners, one or more snap fasteners or one or more magnetic fasteners. The respective points of the planar material at which this is attached to a basic structure is preferably free of a photovoltaic module. The above statements regarding the connection of a surface material to itself or to other parts apply accordingly. Here, too, there is preferably a distance of at least 10 mm, particularly preferably at least 30 mm, between a connection point for connection to a basic structure and a photovoltaic module.
Das Grundgerüst besteht z.B. aus Holz, Metall, Kunststoff oder Kombinationen daraus. Für das Grundgerüst sind sehr leichte, stabile und belastbare Materialien bevorzugt, insbesondere Komposit-Werkstoffe, Glasfaser-Werkstoffe, Carbon, Titan, Aluminium, Bambus, Hickory, Eiche, Buche, Esche, Ulme, Walnuss, Kirsche oder Ahorn. Das Grundgerüst ist entweder einteilig oder mehrteilig ausgebildet, z.B. aus mehreren Teilen zusammengesetzt, welche durch eine formschlüssige Verbindung, eine kraftschlüssige Verbindung oder eine stoffschlüssige Verbindung miteinander verbindbar sind oder verbunden sind. Bevorzugte Verbindungsformen sind Verkleben, Vernieten, Zusammenstecken, Verschweißen, Verknoten, Klemmen, Verschrauben, eine oder mehrere Nut-Feder-Verbindungen, eine oder mehrere reißverschlussartige Verbindungen, eine oder mehrere Schwalbenschwanzverbindungen, eine oder mehrere Verbindungsbeschläge oder Kombination aus den vorgenannten Verbindungsformen.The basic structure consists e.g. of wood, metal, plastic or combinations thereof. Very light, stable and resilient materials are preferred for the basic structure, in particular composite materials, glass fiber materials, carbon, titanium, aluminum, bamboo, hickory, oak, beech, ash, elm, walnut, cherry or maple. The basic framework is designed either in one piece or in several parts, e.g. composed of several parts which can be or are connected to one another by means of a positive connection, a non-positive connection or a material connection. Preferred forms of connection are gluing, riveting, plugging together, welding, knotting, clamping, screwing, one or more tongue and groove connections, one or more zipper-like connections, one or more dovetail connections, one or more connection fittings or a combination of the aforementioned connection types.
Das Erzeugnis weist in einer vorteilhaften Ausgestaltung weitere Applikationen auf, z.B. Knöpfe, zusätzliche Taschen, Zeichnungsrollen oder Fächer, Reißverschlüsse, Ösen oder Schlaufen, beispielsweise zum Anbringen eines Schultergurts bei Taschen, abnehmbare oder feste (Seiten)Elemente auf der Außenseite und/oder der Innenseite der Flächenmaterial, welche gleichzeitig die Außenseite bzw. die Innenseite des mobilen Erzeugnisses definieren.In an advantageous embodiment, the product has further applications, e.g. buttons, additional pockets, drawing rolls or compartments, zippers, eyelets or loops, e.g. for attaching a shoulder strap to bags, removable or fixed (side) elements on the outside and/or inside the surface material, which at the same time define the outside and the inside of the mobile product.
Das erfindungsgemäße Verfahren dient zur Herstellung eines Flächenmaterials wie vorstehend beschrieben. Das Flächenmaterial weist drei Schichten auf, nämlich eine Außenschicht, eine Innenschicht und eine Kernschicht, wobei die Kernschicht zwischen der Außenschicht und der Innenschicht einlaminiert wird, wobei die Kernschicht ein Photovoltaikmodul aufweist, welches mit der Außenschicht und der Innenschicht jeweils verbunden wird, wobei das Photovoltaikmodul insbesondere beidseitig verdeckt wird, indem dieses in einem Überlappbereich mit der Innenschicht und der Außenschicht überlappend angeordnet wird und von der Innenschicht und der Außenschicht gemeinsam vollständig eingeschlossen wird, wobei wenigstens im Überlappbereich die Außenschicht derart transparent ausgebildet ist, dass diese Licht zu dem Photovoltaikmodul hindurch lässt, zur Energieerzeugung, wobei wenigstens im Überlappbereich die Außenschicht derart ausgebildet ist oder in einer Weiterbildung als Teil des Verfahrens derart ausgebildet wird, dass ebendiese Außenschicht eine textil- oder lederartige Haptik aufweist.The method according to the invention serves to produce a planar material as described above. The planar material has three layers, namely an outer layer, an inner layer and a core layer, with the core layer being laminated in between the outer layer and the inner layer, with the core layer having a photovoltaic module which is connected to the outer layer and the inner layer, the photovoltaic module covered on both sides in particular by being arranged so that they overlap with the inner layer and the outer layer in an overlapping area and being completely enclosed by the inner layer and the outer layer together, the outer layer being transparent at least in the overlapping area in such a way that it lets light through to the photovoltaic module , for generating energy, wherein at least in the overlapping area the outer layer is designed in such a way or, in a development as part of the method, is designed in such a way that this very outer layer has a textile or leather-like feel.
Vorliegend werden die drei Schichten miteinander laminiert, d.h. die Außenschicht, die Kernschicht mit dem Photovoltaikmodul und die Innenschicht werden übereinander gestapelt und zusammengepresst. Dabei erfolgen eine Druckbehandlung und eine Temperaturbehandlung, sodass im Ergebnis eine Lamination erfolgt. Das Flächenmaterial ist dann entsprechend ein Laminat. Bei der Druckbehandlung werden die Schichten gemeinsam vorzugsweise mit einem Druck im Bereich von 1 bar bis 20 bar beaufschlagt. Bei der Temperaturbehandlung werden die Schichten gemeinsam vorzugsweise mit einer Temperatur im Bereich von 80 °C bis 180 °C beaufschlagt.In the present case, the three layers are laminated together, ie the outer layer, the core layer with the photovoltaic module and the inner layer are stacked on top of one another and pressed together. In this case, a pressure treatment and a temperature treatment take place, so that a lamination takes place as a result. The sheet material is then correspondingly a laminate. During the pressure treatment, the layers are preferably applied together at a pressure in the range of 1 bar pressurized up to 20 bar. During the temperature treatment, the layers are preferably jointly exposed to a temperature in the range from 80.degree. C. to 180.degree.
In einer bevorzugten Ausgestaltung wird die textil- oder lederartigen Haptik dadurch ausgebildet, dass in die Außenschicht eine Oberflächenstrukturierung eingeprägt wird. In einer ersten Variante erfolgt die Prägung erst nachdem die Schichten zum Flächenmaterial zusammengesetzt wurden, in einer zweiten Variante erfolgt die Prägung vor dem Zusammensetzen.In a preferred embodiment, the textile or leather-like feel is formed in that a surface structure is embossed into the outer layer. In a first variant, the embossing takes place only after the layers have been assembled to form the planar material, in a second variant, the embossing takes place before the assembly.
Zum Prägen wird in einer zweckmäßigen Ausgestaltung ein Prägewerkzeug verwendet, welches ein Negativ einer Oberflächenstruktur enthält, welche dann aufgeprägt wird. Andere Prägeverfahren wie oben beschrieben sind aber grundsätzlich denkbar und auch geeignet. In einer geeigneten Ausgestaltung ist das Prägewerkzeug eine strukturierte, z.B. geriffelte Silikonfolie, mittels welcher in der Außenschicht eine Oberflächenstrukturierung geformt wird.In an expedient embodiment, an embossing tool is used for embossing, which tool contains a negative of a surface structure, which is then embossed. However, other embossing methods as described above are fundamentally conceivable and also suitable. In a suitable embodiment, the embossing tool is a structured, e.g. corrugated silicone film, by means of which a surface structure is formed in the outer layer.
Bei einer Außenschicht aus Silikon, wird in einer geeigneten Ausgestaltung das Silikon in flüssiger Form auf das Prägewerkzeug aufgetragen, erstarrt dort und nimmt entsprechend die Oberflächenstruktur auf. In einer anderen geeigneten Ausgestaltung ist die Außenschicht aus TPU, welches erwärmt wird und an das Prägewerkzeug gepresst wird, sodass die Außenschicht die Oberflächenstruktur aufnimmt.With an outer layer made of silicone, in a suitable embodiment, the silicone is applied in liquid form to the embossing tool, solidifies there and takes on the surface structure accordingly. In another suitable embodiment, the outer layer is made of TPU, which is heated and pressed against the embossing tool, so that the outer layer takes on the surface structure.
Bei der Herstellung des Flächenmaterials ist die Verwendung einer der Zwischenschichten oder beider Zwischenschichten wie oben beschrieben besonders vorteilhaft. Die Kernschicht und speziell das Photovoltaikmodul werden zwischen der Außenschicht und der Innenschicht einlaminiert. Hierzu werden die Schichten und die Zwischenschichten zunächst überlappend zusammengelegt, sodass die Zwischenschichten die Kernschicht umgeben und diese dann besonders fest mit der Außenschicht und der Innenschicht verbunden wird.When producing the planar material, the use of one of the intermediate layers or both intermediate layers as described above is particularly advantageous. The core layer and especially the photovoltaic module are laminated in between the outer layer and the inner layer. For this purpose, the layers and the intermediate layers are initially put together in an overlapping manner, so that the intermediate layers surround the core layer and this is then connected particularly firmly to the outer layer and the inner layer.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen jeweils schematisch:
-
1 einen Ausschnitt eines Flächenmaterials in einer Draufsicht, -
2 das Flächenmaterial aus1 in einer Schnittansicht, -
3 ein Erzeugnis, welches aus dem Flächenmaterial hergestellt ist, -
4 das Erzeugnis aus3 in einer Schnittansicht, -
5 eine Variante des Flächenabschnitts.
-
1 a section of a surface material in a plan view, -
2 the surface material1 in a sectional view, -
3 a product made from the sheet material, -
4 the product out3 in a sectional view, -
5 a variant of the surface section.
Die
Das Flächenmaterial 2 weist wie aus
Die Innenschicht 8 und die Außenschicht 4 schließen vorliegend gemeinsam das Photovoltaikmodul 10 vollständig ein und überlappen mit diesem in einem Überlappbereich 14, wie aus
Zur Energieerzeugung ist die Außenschicht 4 wenigstens im Überlappbereich 14 derart transparent ausgebildet, dass die Außenschicht 4 Licht L zu dem Photovoltaikmodul 10 hindurch lässt. Die Außenschicht 4 ist also wenigstens im Überlappbereich 14 lichtdurchlässig ausgebildet. Zusätzlich ist im Überlappbereich 14 die Außenschicht 4 auch derart ausgebildet, dass diese eine textil- oder lederartige Haptik aufweist und sich daher bei Berührung textil- oder lederartig anfühlt. Die spezielle Transparenz und Haptik der Außenschicht 4 sind nicht zwingend lediglich im Überlappbereich 14 ausgebildet. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Außenschicht 4 sogar insgesamt homogen derart ausgebildet, dass diese über ihre Gesamtfläche dieselben haptischen und optischen Eigenschaften aufweist. Das Photovoltaikmodul 10 ist also derart in das textilartige Flächenmaterial 2 integriert, dass das Photovoltaikmodul 10 sich in das Flächenmaterial 2 möglichst unauffällig einfügt und speziell von außen für einen Betrachter nicht sichtbar und auch nicht erfühlbar ist. Dies wird vorliegend durch die spezielle Außenschicht 4 realisiert, welche zum Einen die technische Funktionalität des Flächenmaterials 2 gewährleistet und zum Anderen das Photovoltaikmodul 10 haptisch und auch visuell verbirgt und also allgemein zu einem homogener Gesamteindruck beiträgt.In order to generate energy, the
In
Die Außenschicht 4 ist vorliegend außenseitig strukturiert und weist eine Oberflächenstrukturierung 16 auf, zur Ausbildung der textil- oder lederartigen Haptik. Dadurch wird bei einer Berührung ein definiertes Berührungsgefühl erzeugt, nämlich den Eindruck, dass es sich bei dem Flächenmaterial 2 zumindest außenseitig um ein Textil oder ein Leder handelt. Die Oberflächenstrukturierung 16ist hier über die gesamte Außenschicht 4 ausgebildet. Durch die Oberflächenstrukturierung 16 werden vorliegend nicht nur die haptischen Eigenschaften des Flächenmaterials 2 verbessert, sondern auch die optischen Eigenschaften, indem einfallendes Licht L gezielt auf das Photovoltaikmodul 2 geleitet wird. Die Oberflächenstrukturierung 16 ist besonders im Querschnitt der
Alternativ oder zusätzlich weist die Außenschicht 4 ein Muster M auf, welches von außen sichtbar ist, und das Photovoltaikmodul 10 weist ein Schaltungslayout S auf, welches derart ausgebildet ist, dass dieses visuell dem Muster M der Außenschicht 4 entspricht oder umgekehrt. Ein Beispiel hierfür ist in
In den Figuren ist zudem ein generell rechteckiges Photovoltaikelement 10 gezeigt, allerdings werden in Varianten andere Formen verwendet, um beispielsweise ein Muster der Außenschicht 4 zu übernehmen oder um eine entsprechend nicht-rechteckig geformte Fläche eines Erzeugnisses 12 auf visuell ansprechende Weise zu füllen.A generally rectangular
Bei einem Erzeugnis 12 wie z.B. in
Die Außenschicht 4 besteht vorliegend aus einem TPU. In einer nicht gezeigten Variante besteht die Außenschicht 4 aus einem Silikon. Die Innenschicht 8 besteht hingegen aus einem Textil, speziell insbesondere aus einem Gewebe, oder aus einem Leder, um entsprechend optisch und haptisch ansprechend zu sein. In einer nicht gezeigten Variante ist auch die Innenschicht 8 aus einem TPU oder einem Silikon gefertigt.In the present case, the
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist zwischen dem Photovoltaikmodul 10 und der Außenschicht 4 eine erste Zwischenschicht 18 angeordnet und zwischen dem Photovoltaikmodul 10 und der Innenschicht 8 ist eine zweite Zwischenschicht 20 angeordnet. Die Zwischenschichten 18, 20 sind jeweils als eine Klebeschicht ausgebildet und verbinden dadurch das Photovoltaikmodul 10 den umliegenden Schichten 4, 8 stoffschlüssig. Die Zwischenschichten 18, 20 bestehen vorliegend jeweils aus einem TPU oder aus einem Silikon.In the exemplary embodiment shown, a first
Die Gesamtschichtdicke D1 beträgt vorliegend zwischen 1 mm und 5 mm. Die Außenschicht 4 weist dabei eine Schichtdicke D2 im Bereich von 0,2 mm bis 3,0 mm auf. Die Innenschicht 8 weist eine Schichtdicke D3 im Bereich von 0,2 mm bis 3,0 mm auf. Die erste Zwischenschicht 18 weist eine Schichtdicke D4 im Bereich von 0,2 mm bis 3,0 mm auf. Die zweite Zwischenschicht 20 weist eine Schichtdicke D5 im Bereich von 0,2 mm bis 3,0 mm auf.In the present case, the total layer thickness D1 is between 1 mm and 5 mm. The
Wie aus
Wie aus den Figuren deutlich wird, erstreckt sich die Kernschicht 6 vorliegend lediglich über einen Teilbereich des Flächenmaterials 2, sodass außerhalb dieses Teilbereichs die Außenschicht 4 direkt mit der Innenschicht 8 verbunden ist. Der Teilbereich ist allgemein identisch mit dem Überlappbereich 14. Dadurch ist ein Randbereich 26 ausgebildet, welcher die Kernschicht 6 und speziell das Photovoltaikmodul 10 vollständig und unterbrechungsfrei umläuft und in welchem die Innenschicht 8 und die Außenschicht 4 direkt miteinander verbunden sind. Der Randbereich 26 weist hier eine Randbreite B im Bereich von 0,5 mm bis 10 mm auf.As is clear from the figures, the
Das Erzeugnis 12 weist wie in
In einer Variante ist anstelle des mobilen Endgeräts 30 an dem Ladeanschluss 28 ein Energiespeicher angeschlossen, welcher dann bei Einstrahlung von Licht L aufgeladen wird. Diese Variante ist an sich nicht gezeigt, ergibt sich aber aus
Das Erzeugnis 12 weist eine vom restlichen Erzeugnis unabhängige und herausnehmbare Innentasche 32 auf, in welcher das mobile Endgerät 30 oder der Energiespeicher untergebracht ist. Diese Innentasche 32 ist über eine nicht dargestellt lösbare Verbindung in dem Erzeugnis 12 befestigt.The
Weiterhin weist hier gezeigte das mobile Erzeugnis 12 eine Steuereinheit 34 auf, welche ausgebildet das Photovoltaikmodul 10 oder Teile davon bei einer Abschattung vom Stromkreis zu trennen. Damit wird dem Problem einer möglichen Verschattung, speziell Teilverschattung des Photovoltaikmoduls 10 entgegengewirkt. Bei komplex geformten und dreidimensionalen Gegenständen wie dem vorliegend beschriebenen Erzeugnis 12 besteht die Gefahr, dass allein schon aufgrund der Form des Erzeugnisses 12 ein oder mehrere Teile davon und somit auch Teile des Photovoltaikmoduls 10 verschattet werden. Die Steuereinheit 34 trennt nun entweder automatisch oder manuell veranlasst die verschatteten Teile des Photovoltaikmoduls 10 vom Stromkreis. In
BezugszeichenlisteReference List
- 22
- Flächenmaterialsurface material
- 44
- Außenschichtouter layer
- 66
- Kernschichtcore layer
- 88th
- Innenschichtinner layer
- 1010
- Photovoltaikmodulphotovoltaic module
- 1212
- Erzeugnisproduct
- 1414
- Überlappbereichoverlap area
- 1616
- Oberflächenstrukturierungsurface texturing
- 1818
- erste Zwischenschichtfirst intermediate layer
- 2020
- zweite Zwischenschichtsecond intermediate layer
- 22, 2422, 24
- Barriereschichtbarrier layer
- 2626
- Randbereichedge area
- 2828
- Ladeanschlusscharging port
- 3030
- mobiles Endgerätmobile device
- 3232
- Innentascheinside pocket
- 3434
- Steuereinheitcontrol unit
- 3636
- Sensor sensor
- BB
- Randbreitemargin width
- D1D1
- Gesamtschichtdicketotal layer thickness
- D2, D3, D4, D5D2, D3, D4, D5
- Schichtdickelayer thickness
- LL
- Lichtlight
- MM
- Mustertemplate
- SS
- Schaltungslayoutcircuit layout
Claims (15)
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---|---|---|---|
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DE102018213627.0A Active DE102018213627B4 (en) | 2017-08-17 | 2018-08-13 | Flat material with a photovoltaic module, product with such a flat material and method for producing a flat material |
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Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8101684B2 (en) | 2006-07-31 | 2012-01-24 | Mitsui Chemicals, Inc. | Thermoplastic resin composition for sealing solar cell, sheet for sealing solar cell and solar cell |
US8835519B2 (en) | 2010-11-23 | 2014-09-16 | Lg Hausys, Ltd. | Sheet for a sealing member of a solar cell, and method for preparing same |
US8933524B2 (en) | 2010-01-26 | 2015-01-13 | Sekisui Chemical Co., Ltd. | Sealing material for solar cell, protective sheet for solar cell, and process for production of solar cell module |
US9724869B2 (en) | 2014-12-29 | 2017-08-08 | Tacto Tek Oy | Multilayer structure for accommodating electronics and related method of manufacture |
-
2018
- 2018-08-13 DE DE102018213627.0A patent/DE102018213627B4/en active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8101684B2 (en) | 2006-07-31 | 2012-01-24 | Mitsui Chemicals, Inc. | Thermoplastic resin composition for sealing solar cell, sheet for sealing solar cell and solar cell |
US8933524B2 (en) | 2010-01-26 | 2015-01-13 | Sekisui Chemical Co., Ltd. | Sealing material for solar cell, protective sheet for solar cell, and process for production of solar cell module |
US8835519B2 (en) | 2010-11-23 | 2014-09-16 | Lg Hausys, Ltd. | Sheet for a sealing member of a solar cell, and method for preparing same |
US9724869B2 (en) | 2014-12-29 | 2017-08-08 | Tacto Tek Oy | Multilayer structure for accommodating electronics and related method of manufacture |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE102018213627A1 (en) | 2019-02-21 |
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|
R020 | Patent grant now final |