WO2012150330A2 - Optisches bauelement - Google Patents

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WO2012150330A2
WO2012150330A2 PCT/EP2012/058223 EP2012058223W WO2012150330A2 WO 2012150330 A2 WO2012150330 A2 WO 2012150330A2 EP 2012058223 W EP2012058223 W EP 2012058223W WO 2012150330 A2 WO2012150330 A2 WO 2012150330A2
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    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/549—Organic PV cells

Definitions

  • the invention relates to an optical component having a plurality of layer structures.
  • optical components or functional glasses as they can be used for example as a vehicle side window, rear window or for a vehicle roof, known.
  • Such optical components or functional glasses can be used for example as a vehicle side window, rear window or for a vehicle roof, known.
  • Components can take on different functions, such as
  • an electroluminescent layer is arranged between two transparent electrodes.
  • the object of the present invention is now to provide an optical
  • Such a component should preferably be suitable for use in the region of the outer skin of a vehicle body.
  • Layer structure which is designed as a photovoltaic cell, with a second
  • Layer structure which is designed as a switchableêtn warmth. Both layer structures can be realized in various known technologies.
  • the first layer structure of the photovoltaic cell can be carried out semitransparent, in addition to the functionality of the photovoltaic cell also to allow the functionality of a window, a transparent vehicle roof or the like.
  • This structure is combined with the second layer structure, which is designed as surface illumination element.
  • a surface light-emitting element can be formed, for example, by an electroluminescent material which is inserted between two transparent electrodes and optionally a reflective or semi-reflective layer.
  • a luminescent material with a corresponding structure which stimulates this luminescence for example an organic light-emitting diode, would also be possible and conceivable.
  • the optical component according to the invention thus enables both the generation of electric current in the event of external light incidence and the generation of a glow in the dark by means of a combined layer structure of the photovoltaic cell and switchable surface illumination element.
  • the area lighting element can be activated via a corresponding switch in order, for example, to generate a, in particular dimmable, backlight in a vehicle, a so-called ambient light.
  • the solution according to claim 3 provides that the described first layer structure, which is designed as a photovoltaic cell, with a second
  • Layer structure is combined, which is designed as a reversibly electrically switchable layer structure in its transparency.
  • a reversibly electrically switchable layer structure in its transparency can be used, for example, as an electrochromic
  • Layer structure or in particular be designed as a polymeric layer structure in which dispersed liquid crystals are arranged in the polymer.
  • alignment of the dispersed liquid crystals can then be achieved when an electrical potential is applied. If these are oriented to a certain extent, a high degree of transparency can be set as required, depending on the applied voltage. With switched off electrical Potential, the crystals rearrange arbitrarily and scatter the light, creating an opaque structure.
  • Such a structure makes it possible, in addition to the construction of the photovoltaic cell and ideally in the direction of the incoming light behind the preferably semitransparent formed photovoltaic cell, further shading of the interior to scatter, for example, incident light, and thus a thermal heating of an interior, in particular the interior of a Vehicle, counteract.
  • Layer structure The combination of these two layer structures enables a, in particular dimmable, electrical illumination via the surface illumination element and at the same time allows the transparency of the layer structure to be changed so that it can be changed from a transparent state to an opaque state of the second layer structure.
  • Solutions according to the invention may further be provided that all three layers described so far are combined in one component. This then makes it possible that electricity or electrical power is generated via the photovoltaic.
  • the layer which can be reversibly changed in its transparency, it is then possible to realize a visual and solar protection, which in particular with regard to the achieved
  • Level of transparency is freely adjustable and so can prevent unwanted glances and heat from the vehicle, but can also be switched as far as transparent, if necessary, that the environment of the vehicle can be observed.
  • the third layer then makes possible, as a surface light, a preferably dimmable illumination, in particular of a vehicle, so that an indirect light can be used, for example, as a light source
  • Component is integrated. Such integration of antennas is in particular in the glazing of vehicles known and customary per se. This additional functionality can be additionally integrated into the optical component in one of the embodiments described above, so as to provide another
  • the layer structures are each formed electrically insulated from each other. This electrical insulation of the layer structures, which
  • such an optical component can preferably be used for vehicles.
  • the particularly preferred use is in the region of the outer skin of a vehicle body into which the optical component according to the invention is to be used.
  • the advantages described above play a decisive role, in particular in such a use, since vehicles are often exposed to strong sunlight, which is to be used on the one hand energy generating and on the other hand to be shaded from the interior, to overheating the interior and thus typically a very high energy consumption to prevent the air conditioning.
  • vehicles are often in the dark on the road, so that an ambient lighting is a particular advantage.
  • the ambient illumination according to the invention is of particular advantage for ambiente backlighting, as can be assumed for example from a vehicle roof, since this generates a slightly dimmable, very diffuse background light which creates a pleasant interior atmosphere, without becoming so bright that the driver is thus distracted from the road and without unwanted reflections in the windshield are generated by the interior lighting.
  • Showing: 1 shows a basic structure of an optical component according to the
  • FIG. 2 shows a photovoltaic cell which can be used in the structure of FIG. 1;
  • FIG. Fig. 3 is a schematic representation of a surface lighting element, which is located in the
  • optical component of Figure 1 can be used
  • FIG. 4 is a schematic diagram of a layer whose transparency can be changed and which can be used in the optical component of FIG. 1 in a first embodiment
  • FIG. 5 shows a schematic representation of a layer whose transparency changes, which can be used in the optical component of FIG. 1, in a second state.
  • an optical component 1 In the illustration of Figure 1, a section of an optical component 1 is shown in principle and not to scale. It consists of three layer structures 2, 3, 4. These layer structures follow in the optical component 1 in the order mentioned in the direction of incident light 5, in particular incident
  • the incident light or sunlight 5 then passes first into the first layer structure 2, which is in the form of a photovoltaic cell.
  • the layer structure 2 should in particular be designed as a thin-film photovoltaic cell or thin-film stacked photovoltaic cell.
  • the structure should in particular be designed to be semitransparent in order to pass incident light 5 into the layer structures 3 and 4 as well as into the interior 6 located behind the optical component 1, for example the interior of a vehicle.
  • Layer structure 2 is followed by an optically transparent electrically insulating layer 7, which in turn is followed by a second layer structure 3.
  • This second layer structure 3 should be designed as a switchable surface illumination element.
  • an electrically insulating layer 8 to which a third layer structure 4 adjoins, should follow this layer structure 3.
  • This third layer structure 4 should be electrically reversibly switchable in its transparency.
  • One An example of such a layer structure could be, for example, a per se known electrochromic layer structure in which color and / or transparency can be changed by electrochemical effects.
  • the third should be, for example, a per se known electrochromic layer structure in which color and / or transparency can be changed by electrochemical effects.
  • the third should be, for example, a per se known electrochromic layer structure in which color and / or transparency can be changed by electrochemical effects.
  • the third should be, for example, a per se known electrochromic layer structure in which color and / or transparency can be changed by electrochemical effects.
  • the third should
  • Layer structure 4 however, be formed with polymer-dispersed liquid crystals, as will be explained later.
  • This structure of the optical component 1 can be used for various purposes. He should find his preferred use in semitransparent roofs in vehicles, semi-transparent side windows or rear windows of the vehicle.
  • the first layer structure 2 is explained again in detail.
  • the example shows a thin-film stack photovoltaic cell, which is constructed in a conventional manner. Seen from top to bottom, the layer structure of a front glass 9 and a transparent flexible front carrier substrate 9 is supported. Then a transparent front contact 10, for example in the form of a so-called TCO (transparent conductive oxide) is applied. Subsequently follows a so-called "top cell” of amorphous silicon as the third layer 1 1. At this layer 1 1 is followed by an intermediate reflector 12, which is provided with a ⁇ -5 ⁇ "bottom cell" 13.
  • the structure for a surface-emitting element as layer structure 3 is given by way of example.
  • This surface illumination element again consists of a semitransparent view in the direction 16 of the incident light
  • This partially reflective layer 16 is followed by a transparent electrode 1, to which an electroluminescent material 18, for example based on zinc sulfide, follows. The conclusion in turn forms a transparent electrode 19.
  • Reflecting layer 16 may optionally also be connected to the first electrode 17
  • the reflective layer 16 can be summarized or the reflective layer 16 can be dispensed with entirely. Will the electrodes 17, 19 now with a corresponding
  • the electroluminescent layer 18 can be reflected downwards in the exemplary embodiment shown here, that is to say into the interior space 6, so that the luminous efficacy in the illumination through the
  • the semitransparent reflective layer 16 is formed in such a way that the light 5 penetrating from the outside through the layer structure 2 of the photovoltaic cell penetrates this layer so that sunlight can shine into the interior 6.
  • the final third layer structure 4 is intended either as an electrochromic
  • Layer structure or preferably as a layer structure 4 with dispersed liquid crystals in a polymer matrix 20 may be formed. Such a structure is shown in detail in the illustration of Figures 4 and 5.
  • two transparent electrodes 21, 22 can be seen.
  • no voltage is applied between the electrodes 21, 22.
  • the polymer material 20 which is transparent in itself.
  • small droplets 23 of a carrier liquid are arranged distributed.
  • the droplets in this case have liquid crystals or other suitable particles, which are present in the state shown in Figure 4 arbitrarily distributed in the droplets 23 and
  • the third layer structure 4 is thus opaque in the state shown in FIG. 4 and does not let incoming light pass or only to a very small extent. If a corresponding voltage is applied between the electrodes 21, 22, then the liquid crystals in the droplets 23 are aligned accordingly. The orientation causes a reduction in scattering as the particles in the droplets 23 become increasingly aligned. As the voltage across the electrodes 21, 22 increases, so can an increasing, adjustable transparency of the third layer structure 4 be achieved, so that the optical element 1 enters
  • FIG. 5 shows the state of maximum transparency.
  • the third can be

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein optisches Bauelement (1) mit mehreren Schichtaufbauten, wobei ein erster Schichtaufbau (2) als Photovoltaikzelle ausgebildet ist und ein zweiter Schichtaufbau (3) als schaltbares Flächenleuchtelement ausgebildet ist. Alternativ oder ergänzend kann einer der Schichtaufbauten auch als in seiner Transparenz reversibel elektrisch schaltbarer Schichtaufbau (4) ausgebildet sein.

Description

Optisches Bauelement
Die Erfindung betrifft ein optisches Bauelement mit mehreren Schichtaufbauten.
Aus dem allgemeinen Stand der Technik sind optische Bauelemente beziehungsweise funktionale Gläser, wie sie beispielsweise als Fahrzeugseitenscheibe, Rückscheibe oder für ein Fahrzeugdach, eingesetzt werden können, bekannt. Solche optischen
Bauelemente können verschiedene Funktionen übernehmen, beispielsweise die
Erzeugung von elektrischer Leistung durch einen photovoltaischen Schichtaufbau oder auch ein Abschatten oder ein Verändern der Farbe beispielsweise durch einen elektrochromen Schichtaufbau oder einen Schichtaufbau mit einer polymeren Schicht mit darin dispergierten Flüssigkristallen, welche sich in Abhängigkeit eines elektrischen Potentials entsprechend ausrichten und so Licht hindurch lassen oder streuen. Letztlich ist es außerdem bekannt, optische Bauelemente als flächige Leuchtelemente
auszuführen, beispielsweise in dem zwischen zwei transparenten Elektroden eine elektrolumineszierende Schicht angeordnet ist.
Die Aufgabe der hier vorliegenden Erfindung besteht nun darin, ein optisches
Bauelement zu schaffen, welches eine große Bandbreite in seiner Funktionalität aufweist. Ein solches Bauelement soll vorzugsweise zur Verwendung im Bereich der Außenhaut einer Fahrzeugkarosserie geeignet sein.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die unabhängigen Patentansprüche 1 , 3 und 5 jeweils für sich und unabhängig voneinander gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den restlichen hiervon abhängigen Unteransprüchen. Ein optisches Bauelement gemäß dem Patentanspruch 1 vereint einen ersten
Schichtaufbau, welcher als Photovoltaikzelle ausgebildet ist, mit einem zweiten
Schichtaufbau, welcher als schaltbares Flächenleuchtelement ausgebildet ist. Beide Schichtaufbauten lassen sich in verschiedenen bekannten Technologien realisieren. Insbesondere kann der erste Schichtaufbau der Photovoltaikzelle dabei semitransparent ausgeführt werden, um zusätzlich zur Funktionalität der Photovoltaikzelle außerdem die Funktionalität eines Fensters, eines durchsichtigen Fahrzeugdaches oder dergleichen zu ermöglichen. Dieser Aufbau ist kombiniert mit dem zweiten Schichtaufbau, welcher als Flächenleuchtelement ausgebildet ist. Ein solches Flächenleuchtelement kann beispielsweise durch ein elektrolumineszentes Material ausgebildet werden, welches zwischen zwei transparenten Elektroden sowie gegebenenfalls einer reflektierenden oder halbreflektierenden Schicht eingesetzt wird. Alternativ dazu wäre auch ein lumineszentes Material mit einem entsprechenden Aufbau, welcher diese Lumineszenz anregt, beispielsweise einer organischen Leuchtdiode, möglich und denkbar.
Das erfindungsgemäße optische Bauelement ermöglicht so durch einen kombinierten Schichtaufbau von Photovoltaikzelle und schaltbarem Flächenleuchtelement sowohl die Generierung von elektrischem Strom bei äußerem Lichteinfall als auch die Erzeugung eines Leuchtens in der Dunkelheit. Beispielsweise kann über einen entsprechenden Schalter das Flächenleuchtelement aktiviert werden, um beispielsweise eine, insbesondere dimmbare, Hintergrundbeleuchtung in einem Fahrzeug, ein sogenanntes ambientes Licht, zu erzeugen.
Die Lösung gemäß dem Patentanspruch 3 sieht es vor, dass der beschriebene erste Schichtaufbau, welcher als Photovoltaikzelle ausgebildet ist, mit einem zweiten
Schichtaufbau kombiniert wird, welcher als in seiner Transparenz reversibel elektrisch schaltbarer Schichtaufbau ausgebildet ist. Ein solcher in seiner Transparenz reversibel elektrisch schaltbarer Schichtaufbau kann beispielsweise als elektrochromer
Schichtaufbau oder insbesondere als polymerer Schichtaufbau ausgebildet sein, bei welchem dispergierte Flüssigkristalle in dem Polymer angeordnet sind. Über geeignete transparente Elektroden lässt sich dann beim Anlegen eines elektrischen Potentials eine Ausrichtung der dispergierten Flüssigkristalle erreichen. Sind diese bis zu einem gewissen Grad ausgerichtet, lässt sich in Abhängigkeit der angelegten Spannung ein hoher Grad an Transparenz beliebig einstellen. Bei abgeschaltetem elektrischem Potential ordnen sich die Kristalle wieder willkürlich an und streuen das Licht, sodass ein opaker Aufbau entsteht. Ein solcher Aufbau ermöglicht es ergänzend zum Aufbau der Photovoltaikzelle und idealerweise in Richtung des eintretenden Lichts hinter der vorzugsweise semitransparent ausgebildeten Photovoltaikzelle angeordnet, eine weitere Abschattung des Innenraums, um beispielsweise einfallendes Licht zu streuen, und so ein thermisches Aufheizen eines Innenraums, insbesondere dem Innenraum eines Fahrzeugs, entgegenzuwirken.
Im Patentanspruch 5 ist eine weitere erfindungsgemäße Lösung mit einem optischen Bauelement angegeben. Das optische Bauelement gemäß Anspruch 5 kombiniert dabei als ersten Schichtaufbau ein schaltbares Flächenleuchtelement mit dem zweiten
Schichtaufbau eines in seiner Transparenz reversibel elektrisch schaltbaren
Schichtaufbaus. Die Kombination dieser beiden Schichtaufbauten ermöglicht eine, insbesondere dimmbare, elektrische Beleuchtung über das Flächenleuchtelement und erlaubt gleichzeitig die Transparenz des Schichtaufbaus so zu verändern, dass von einem durchsichtigen Zustand auf einen opaken Zustand des zweiten Schichtaufbaus gewechselt werden kann.
In besonders günstigen und vorteilhaften Weiterbildungen der beschriebenen
erfindungsgemäßen Lösungen kann es ferner vorgesehen sein, dass alle drei bisher beschriebenen Schichten in einem Bauelement vereint werden. Dies ermöglicht es dann, dass über die Photovoltaik Strom beziehungsweise elektrische Leistung erzeugt wird. Über die in ihrer Transparenz reversibel veränderbare Schicht lässt sich dann ein Sicht- und Sonnenschutz realisieren, welcher insbesondere hinsichtlich des erzielten
Transparenzgrades frei einstellbar ist und so unerwünschte Blicke und Wärme aus dem Fahrzeug abhalten kann, jedoch auch bei Bedarf soweit transparent geschaltet werden kann, dass die Umgebung des Fahrzeugs beobachtet werden kann. Die dritte Schicht ermöglicht dann als Flächenleuchte eine vorzugsweise dimmbare Beleuchtung, insbesondere eines Fahrzeugs, sodass ein indirektes Licht beispielsweise als
Hintergrundbeleuchtung während des nächtlichen Betriebs des Fahrzeugs möglich wird.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen optischen Bauelemente kann es ferner vorgesehen sein, dass wenigstens eine Antenne in das optische
Bauelement integriert ausgebildet ist. Eine solche Integration von Antennen ist insbesondere bei der Verglasung von Fahrzeugen an sich bekannt und üblich. Diese zusätzliche Funktionalität lässt sich in das optische Bauelement in einer der oben beschriebenen Ausführungsvarianten zusätzlich integrieren, um so eine weitere
Funktionalität mit zu realisieren.
In einer sehr günstigen Ausgestaltung der optischen Bauelemente ist es ferner vorgesehen, dass die Schichtaufbauten jeweils elektrisch isoliert gegeneinander ausgebildet sind. Diese elektrische Isolation der Schichtaufbauten, welche
typischerweise über eine elektrische Funktionalität verfügen und insbesondere in der Art von Kondensatoren aufgebaut sein können, ist vorteilhaft, um die Funktionalität der einzelnen Schichtaufbauten vollkommen unabhängig voneinander steuern zu können.
Wie bereits erwähnt, kann ein derartig aufgebautes optisches Bauelement vorzugsweise für Fahrzeuge eingesetzt werden. Die besonders bevorzugte Verwendung liegt im Bereich der Außenhaut einer Fahrzeugkarosserie, in welche das erfindungsgemäße optische Bauelement eingesetzt sein soll. Die oben beschriebenen Vorteile spielen insbesondere bei einer derartigen Verwendung eine entscheidende Rolle, da Fahrzeuge häufig starker Sonneneinstrahlung ausgesetzt sind, welche einerseits energieerzeugend genutzt werden soll und andererseits vom Innenraum abgeschattet werden soll, um ein zu starkes Aufheizen des Innenraums und damit typischerweise einen sehr hohen Energieverbrauch der Klimaanlage zu verhindern. Außerdem sind Fahrzeuge häufig im Dunkeln unterwegs, sodass eine ambiente Beleuchtung einen besonderen Vorteil darstellt. Da der Fahrer sich auch im Dunkeln auf die Straße konzentrieren muss, ist für eine ambiente Hintergrundbeleuchtung, wie sie beispielsweise von einem Fahrzeugdach ausgehen kann, die flächige Beleuchtung gemäß der Erfindung von besonderem Vorteil, da diese ein leicht dimmbares, sehr diffuses Hintergrundlicht erzeugt, welches eine angenehme Innenraumatmosphäre erzeugt, ohne so hell zu werden, dass der Fahrer dadurch von der Fahrbahn abgelenkt ist, und ohne dass unerwünschte Spiegelungen in der Frontscheibe durch die Innenbeleuchtung erzeugt werden.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Aufbaus ergeben sich aus dem nachfolgend anhand der Figuren dargestellten Ausführungsbeispiel.
Dabei zeigen: Fig. 1 einen prinzipmäßigen Aufbau eines optischen Bauelements gemäß der
Erfindung;
Fig. 2 eine Photovoltaikzelle, welche sich in dem Aufbau der Figur 1 verwenden lässt; Fig. 3 eine Prinzipdarstellung eines Flächenleuchtelements, welches sich in dem
optischen Bauelement der Figur 1 verwenden lässt;
Fig. 4 eine Prinzipdarstellung einer in ihrer Transparenz veränderlichen Schicht, welche sich in dem optischen Bauelement der Figur 1 verwenden lässt in einem ersten
Zustand; und
Fig. 5 eine Prinzipdarstellung einer in ihrer Transparenz veränderlichen Schicht, welche sich in dem optischen Bauelement der Figur 1 verwenden lässt in einem zweiten Zustand.
In der Darstellung der Figur 1 ist ein Ausschnitt aus einem optischen Bauelement 1 prinzipmäßig und nicht maßstäblich dargestellt. Es besteht aus drei Schichtaufbauten 2, 3, 4. Diese Schichtaufbauten folgen in dem optischen Bauelement 1 in der genannten Reihenfolge in Richtung von einfallendem Licht 5, insbesondere einfallendem
Sonnenlicht. Das einfallende Licht beziehungsweise Sonnenlicht 5 gelangt dann zuerst in den ersten Schichtaufbau 2, welcher in Form einer Photovoltaikzelle ausgebildet ist. Der Schichtaufbau 2 soll dabei insbesondere als Dünnschicht-Photovoltaikzelle oder Dünnschicht-Stapel-Photovoltaikzelle ausgebildet sein. Der Aufbau soll insbesondere semitransparent ausgebildet werden, um einfallendes Licht 5 in die Schichtaufbauten 3 und 4 sowie in den hinter dem optischen Bauelement 1 liegenden Innenraum 6, beispielsweise den Innenraum eines Fahrzeugs, weiterzuleiten. Auf den ersten
Schichtaufbau 2 folgt eine optisch transparente elektrisch isolierende Schicht 7, auf welche dann wiederum ein zweiter Schichtaufbau 3 folgt. Dieser zweite Schichtaufbau 3 soll als schaltbares Flächenleuchtelement ausgebildet sein. Dieses schaltbare
Flächenleuchtelement kann dann elektrisch schaltbar entweder zwischen einem
Einschalten und einem Ausschalten oder kontinuierlich schaltbar, also dimmbar, ausgebildet sein. Es kann flächig ein diffuses indirektes Licht erzeugen, um so beispielsweise den Innenraum 6 in der Nacht mit einem ambienten Hintergrundlicht zu beleuchten. Auf diesem Schichtaufbau 3 soll wiederum eine elektrisch isolierende Schicht 8 folgen, an welche sich ein dritter Schichtaufbau 4 anschließt. Dieser dritte Schichtaufbau 4 soll in seiner Transparenz elektrisch reversibel schaltbar sein. Ein Beispiel für einen solchen Schichtaufbau könnte beispielsweise ein an sich bekannter elektrochromer Schichtaufbau sein, bei welchem durch elektrochemische Effekte Farbe und/oder Transparenz verändert werden kann. Insbesondere soll der dritte
Schichtaufbau 4 jedoch mit polymerdispergierten Flüssigkristallen ausgebildet sein, wie dies später noch erläutert wird.
Dieser Aufbau des optischen Bauelements 1 kann für verschiedene Zwecke eingesetzt werden. Er soll seine vorzugsweise Verwendung bei semitransparenten Dächern in Fahrzeugen, bei semitransparenten Seitenscheiben oder Heckscheiben des Fahrzeugs finden.
In der Darstellung der Figur 2 ist rein beispielhaft der erste Schichtaufbau 2 nochmals im Detail erläutert. Das Beispiel zeigt dabei eine Dünnschicht-Stapel-Photovoltaikzelle, welche in an sich bekannter Art und Weise aufgebaut ist. Von oben nach unten gesehen wird der Schichtaufbau von einem Frontglas 9 beziehungsweise einem transparenten flexiblen Frontträgersubstrat 9 getragen. Darauf ist ein transparenter Frontkontakt 10, beispielsweise in Form eines sogenannten TCO (transparent conductive oxide) aufgebracht. Nachfolgend folgt eine sogenannte„Topzelle" aus amorphen Silicium als dritte Schicht 1 1 . An diese Schicht 1 1 schließt sich ein Zwischenreflektor 12 an, welcher mit einer μο-5ίΝοίυΓη„Bottom-Zelle" 13 versehen ist. Daraufhin folgt der Rückkontakt 14 sowie gegebenenfalls ein dielektrischer Rückreflektor 15. Dieser Aufbau ist an sich bekannt und kann beispielsweise über PVD- und CVD-Prozesse und dazwischen angeordneten Schneiden der Schichten mittels Laser in der gewünschten Art und Weise aufgebaut werden. Sowohl bei Dünnschicht-Photovoltaikzellen als auch bei Dünnschicht- Stapel-Photovoltaikzellen als Schichtaufbau 2 ist es dabei möglich, den Aufbau semitransparent auszubilden, entweder durch den Einsatz geeigneter Materialien im Bereich der Reflektoren und/oder durch eine Segmentierung der Photovoltaikzelle, sodass zwischen den photovoltaisch aktiven Zellbereichen transparent durchscheinende Bereiche frei bleiben.
In der Darstellung der Figur 3 ist beispielhaft der Aufbau für ein Flächenleuchtelement als Schichtaufbau 3 angegeben. Dieses Flächenleuchtelement besteht wiederum in Richtung 16 des einfallenden Lichts gesehen aus einer halbdurchlässigen
reflektierenden Schicht, welche von innen, also in der Darstellung von unten kommendes Licht reflektiert und von oben durch den Schichtaufbau 2 der Photovoltaikzelle hindurch dringendes Licht passieren lässt. Auf diese teilweise reflektierende Schicht 16 folgt eine transparente Elektrode 1 , an welche sich ein elektrolumineszentes Material 18, beispielsweise auf der Basis von Zinksulfid, anschließt. Den Abschluss bildet wiederum eine transparente Elektrode 19. Die reflektierende beziehungsweise teilweise
reflektierende Schicht 16 kann optional auch mit der ersten Elektrode 17
zusammengefasst werden oder auf die reflektierende Schicht 16 kann gänzlich verzichtet werden. Werden die Elektroden 17, 19 nun mit einer entsprechenden
Spannung beaufschlagt, so erzeugt dies ein Leuchten der elektrolumineszierenden Schicht 18, welche den unterhalb und oberhalb des zweiten Schichtaufbaus 3 angeordneten Bereich erleuchtet. Wird die halbdurchlässige reflektierende Schicht 16 eingesetzt, so kann das von der elektrolumineszierenden Schicht 18 erzeugte Licht in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel nach unten, also in den Innenraum 6, reflektiert werden, sodass die Lichtausbeute bei der Beleuchtung durch das
Flächenleuchtelement des Schichtaufbaus 3 erhöht wird. Die halbdurchlässige reflektierende Schicht 16 ist dabei so ausgebildet, dass das von außen durch den Schichtaufbau 2 der Photovoltaikzelle eindringende Licht 5 diese Schicht durchdringt, sodass Sonnenlicht in das Innere 6 scheinen kann.
Der abschließende dritte Schichtaufbau 4 soll entweder als elektrochromer
Schichtaufbau oder vorzugsweise als Schichtaufbau 4 mit dispergierten Flüssigkristallen in einer Polymermatrix 20 ausgebildet sein. Ein solcher Aufbau ist in der Darstellung der Figuren 4 und 5 näher dargestellt. In der Darstellung der Figur 4 sind zwei transparente Elektroden 21 , 22 zu erkennen. In der Darstellung der Figur 4 ist keine Spannung zwischen den Elektroden 21 , 22 angelegt. Zwischen den Elektroden 21 , 22 findet sich das Polymermaterial 20, welches an sich durchsichtig ist. In diesem Polymermaterial 20 sind kleine Tröpfchen 23 einer Trägerflüssigkeit verteilt angeordnet. Die Tröpfchen weisen dabei Flüssigkristalle oder andere geeignete Teilchen auf, welche in dem in Figur 4 dargestellten Zustand willkürlich verteilt in den Tröpfchen 23 vorliegen und
eintretendes Licht streuen. Der dritte Schichtaufbau 4 ist in dem in Figur 4 dargestellten Zustand damit opak und lässt eintretendes Licht nicht oder nur zu einem sehr geringen Anteil passieren. Wird zwischen den Elektroden 21 , 22 nun eine entsprechende Spannung angelegt, so richten sich die Flüssigkristalle in den Tröpfchen 23 entsprechend aus. Die Ausrichtung bewirkt eine Verringerung der Streuung, und zwar in dem Maße, in dem die Teilchen in den Tröpfchen 23 zunehmend ausgerichtet sind. Mit zunehmender Spannung an den Elektroden 21 , 22 lässt sich so eine zunehmende einstellbare Transparenz des dritten Schichtaufbaus 4 erzielen, sodass durch das optische Element 1 eintretendes
Sonnenlicht 5 in das Fahrzeuginnere 6 gelangt. In Figur 5 ist der Zustand maximaler Transparenz dargestellt. Je nach gewünschter Transparenz lässt sich der dritte
Schichtaufbau 4 also entsprechend einstellen, sodass ein an sich von innen nach außen durchsichtiger Aufbau des optischen Bauelements 1 entsteht.

Claims

Patentansprüche
1 . Optisches Bauelement (1 ) mit mehreren Schichtaufbauten, wobei
1 .1 ein erster Schichtaufbau (2) als Photovoltaikzelle ausgebildet ist; und
1 .2 ein zweiter Schichtaufbau (3) als schaltbares Flachenleuchtelement ausgebildet ist.
2. Optisches Bauelement (1 ) nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
zusätzlich ein dritter Schichtaufbau (4) vorhanden ist, welcher als in seiner
Transparenz reversibel elektrisch schaltbarer Schichtaufbau (4) ausgebildet ist.
3. Optisches Bauelement (1 ) mit mehreren Schichtaufbauten, wobei
3.1 ein erster Schichtaufbau (2) als Photovoltaikzelle ausgebildet ist; und
3.2 ein zweiter Schichtaufbau (4) als in seiner Transparenz reversibel elektrisch
schaltbarer Schichtaufbau (4) ausgebildet ist.
4. Optisches Bauelement (1 ) nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
zusätzlich ein dritter Schichtaufbau (3) vorhanden ist, welcher als schaltbares Flächenleuchtelement ausgebildet ist.
5. Optisches Bauelement (1 ) mit mehreren Schichtaufbauten, wobei
5.1 ein erster Schichtaufbau (2) als schaltbares Flächenleuchtelement ausgebildet ist; und
5.2 ein zweiter Schichtaufbau (4) als in seiner Transparenz reversibel elektrisch schaltbarer Schichtaufbau (4) ausgebildet ist.
6. Optisches Bauelement (1 ),
dadurch gekennzeichnet, dass
zusätzlich ein dritter Schichtaufbau (3) vorhanden ist, welcher als Photovoltaikzelle ausgebildet ist.
7. Optisches Bauelement (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche
dadurch gekennzeichnet, dass
die Schichtaufbauten (2, 3, 4) jeweils elektrisch gegeneinander isoliert (7, 8) ausgebildet sind.
8. Optisches Bauelement (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche
dadurch gekennzeichnet, dass
wenigstens eine Antenne in das optische Bauelement (1 ) integriert ausgebildet ist.
9. Optisches Bauelement (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
in Richtung des einfallenden Lichts (5), sofern vorhanden, zuerst ein Schichtaufbau (2) angeordnet ist, welcher als Photovoltaikzelle ausgebildet ist; dann ein
Schichtaufbau (3) angeordnet ist, welcher als schaltbares Flächenleuchtelement ausgebildet ist, und dann ein Schichtaufbau (4) angeordnet ist, welcher als in seiner Transparenz reversibel elektrisch schaltbarer Schichtaufbau (4) ausgebildet ist.
10. Verwendung eines optischen Bauelements (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 als optisches Bauteil in einer Außenhaut einer Fahrzeugkarosserie.
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