[发明专利]具有图案化盖板和光学干涉层的立面元件

说明书

一种立面元件（1），其包括透明的盖板（2）和安装在盖板（2）上的不透明的背面元件（3），其中，盖板（2）具有面向外部环境的外表面（4）以及面向背面元件（3）的内表面（5）。按照第一方面，外表面（4）具有至少一个图案化区域（8），在所述图案化区域上布置有干涉层（9）。按照第二方面，干涉层（9）布置在内表面（5）上。另外，内表面（5）和/或外表面（4）在每种情况下都具有至少一个图案化区域（8、8'），其中，要么外表面（4）具有至少一个图案化区域（8'），要么附加的干涉层（9'）布置在外表面（4）上。图案化区域（8、8'）具有以下特征：‑垂直于盖板（2）的平面的高度轮廓，该高度轮廓具有丘和谷，其中，丘和谷之间的平均高度差至少为5µm，‑图案化区域（8、8'）的至少50％由相对于盖板（2）的平面倾斜的段（10）组成，其中，参考盖板（2）的平面，至少20％的段（10）具有在从大于0°到最大15°范围内的倾斜角，并且至少30％的段（10）具有在从大于15°到最大45°范围内的倾斜角，其中‑段（10）在每种情况下都是平坦的，并且具有至少为1µm²的段面积，其中，段（10）在每种情况下的平均粗糙度小于外表面或内表面上的光学干涉层（9）的层厚度的15％。

技术领域

本发明属于立面生产的技术领域，并且涉及具有图案化盖板和至少一个光学干涉层的彩色立面元件。立面元件旨在特别地与彩色太阳能模块结合使用。本发明进一步扩展到用于生产根据本发明的立面元件的方法。

背景技术

将太阳能模块用作墙或立面元件是目前在经济学上仍然相对小但在生态学上令人感兴趣的市场。特别地，鉴于对分散式能源解决方案和能源中性建筑物的强化的付出，对将太阳能模块用作建筑物围护结构的集成部件的需求正日益增加。太阳能模块的其他令人感兴趣的应用领域是噪声消除墙（道路、铁路)、室外的隐私屏障或温室的墙。这些新的应用对太阳能模块提出了全新的要求，特别是在美观、使用寿命和其他功能性（诸如，密封和热绝缘）方面。特别地，用于此的太阳能模块将必须是以各种形状、尺寸和颜色可获得的，并给出可能的最均匀色感。取决于颜色的来源（吸收/再发射、干涉、折射），太阳能模块自身均匀的表面的颜色可以取决于视角和/或入射角。此外，光的光谱和物理分布（漫射、聚焦）也决定了色感。

立面或功能元件（诸如，窗户、门和阳台）的特定尺寸确定（dimensioning）会要求需要呈各种尺寸和形状的彩色太阳能模块，以便给予立面可能的最均匀的颜色。然而，一般而言，较小的和非矩形的太阳能模块导致成本显著增加。当在大面积上生产实际的半导体堆叠并通过分割形成较小的模块尺寸时，这在较小的太阳能模块的情况下会导致每单位功率输出的材料使用显著更高。另外，在相对小的太阳能模块的情况下，模块表面与模块边缘的比率变得更加不利，使得整体模块效率水平也较小。此外，在小型太阳能模块的情况下，特定材料的成本以及附接零件和边缘密封件的固定成本占总成本的较高份额。此外，在不同的基板尺寸的情况下，只有在对工厂设计作出极大修改的情况下才可以实施生产过程的特定步骤。

原则上，呈各种尺寸和形状的太阳能模块的生产将是技术上可行的；然而，由于所提到的原因，太阳能模块的工业批量生产适合于一些标准模块尺寸，并且通常适合于矩形形状的太阳能模块，使得用太阳能模块来全表面覆盖（coating）立面通常是不可能的或者是经济上不可接受的。而且，太阳能电池和各种附接零件（诸如，接触条、接线盒和电缆）的光伏设计针对标准模块尺寸进行了优化。此外，由于朝太阳的不利取向或由同一建筑物或相邻建筑物的部分产生的遮挡，用太阳能模块来覆盖立面的某些区域会是不经济的，因为它们的能量产量不能弥补增加的成本。

为了解决缺乏用作立面元件的合适尺寸和/或形状的彩色太阳能模块的问题，可以使用由片材金属或其他常规建筑材料制成的光伏无源立面元件，借此，显然它们的颜色应与彩色太阳能模块的颜色尽可能相似。然而，此处，由于呈色（color generation）的本质，存在技术和设计问题。事实上，太阳能模块的颜色可以取决于在不同照明条件下颜色的来源（吸收/再发射、干涉、折射）而变化，特别是取决于光的类型（漫射、直射、光颜色）以及由于入射角和/或视角的变化而变化。当光伏无源立面元件由与彩色太阳能模块不同的材料制成时，这通常形成颜色对比度，这些颜色对比度从设计的角度来看是不期望的。