專利名稱：菲涅耳聚光太陽能電池透鏡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
菲涅耳聚光太陽能電池透鏡技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實用新型涉及一種菲涅耳透鏡，尤其涉及一種用于聚光太陽能電池的菲涅耳透鏡。
背景技術(shù)：
[0002]隨著人類工業(yè)科技的進步，不可再生能源蘊藏量正大幅減少，并日益走向枯竭，對于現(xiàn)今能源短缺，人類對于發(fā)展再生性能源有著迫切的需要。據(jù)資料顯示，全球潛在的太陽能資源為2.5 TW 80 TW，在未來可再生能源開發(fā)方面存在著巨大潛力，特別是太陽能光伏發(fā)電技術(shù)的發(fā)展為空間衛(wèi)星提供電源系統(tǒng)，地面光伏發(fā)電系統(tǒng)，為未來能源解決提供了廣闊前景。[0003]由于太陽能電池材料緊缺和價格昂貴，同時為了降低成本和提高利用效率，故現(xiàn)在所采用的太陽能電池的組件是太陽能電池+高聚光鏡面菲涅耳透鏡+太陽光追蹤器的組合。聚光太陽能能量轉(zhuǎn)換效率可達31% 40.7%，雖然轉(zhuǎn)換效率高但是由于向陽時間長，過去用于太空產(chǎn)業(yè)，現(xiàn)在搭配太陽光追蹤器可用于發(fā)電產(chǎn)業(yè)，比較不適合用于一般家庭。為減少太陽能電池的實際用量，人們開始了對太陽能電池聚光鏡的研究。[0004]聚光太陽能電池矩陣具有高效和壽命長的特點，已經(jīng)在發(fā)電站得到廣泛采用。菲涅耳透鏡具有重量輕、材料省和加工方便的優(yōu)點，通常被用做太陽能電池的聚光裝置。現(xiàn)有菲涅耳透鏡一般為平面型透鏡，容易因為受粉塵、雨水的污染，而降低了光電轉(zhuǎn)換效率。用傳統(tǒng)菲涅耳透鏡進行聚光，電池表面聚光分布不均，導(dǎo)致電池內(nèi)部串聯(lián)電阻損耗增大，電池轉(zhuǎn)化效率下降，高倍聚光產(chǎn)生的局部熱點會損傷電池，影響電池壽命；而引入二次聚光裝置改善聚光分布，不僅增加系統(tǒng)成本，而且使系統(tǒng)組裝調(diào)試變得復(fù)雜，不利于實際應(yīng)用。發(fā)明內(nèi)容基于上述技術(shù)的不足，本實用新型提供一種菲涅耳聚光太陽能電池透鏡。[0006]本實用新型的目的是:提高透鏡的強度和韌性，提高太陽能電池的壽命，配合太陽能電池芯片的設(shè)置，以實現(xiàn)芯片上的光強合理分布，且具有防塵、自潔的功能。[0007]本實用新型是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn):一種菲涅耳聚光太陽能電池透鏡，包括透明本體，其特征在于:所述透明本體的中央部分為半球凸面型菲涅耳透鏡，本體的邊緣部分為平面型菲涅耳透鏡。[0008]優(yōu)選地，所述半球凸面型菲涅耳透鏡的上表面為光滑凸面，下底面為菲涅耳齒形面。[0009]優(yōu)選地，所述平面型菲涅耳透鏡的上表面為光滑平面，下底面為菲涅耳齒形面。[0010]優(yōu)選地，所述平面型菲涅耳透鏡的外輪廓為長方形或正方形或圓形或橢圓形或多邊形。[0011]優(yōu)選地，所述透明本體由玻璃或其他光學(xué)改進型有機材料(有機玻璃、塑料)壓制 而成[0012]優(yōu)選地，所述透明本體的表面還包括一厚度均勻的透明膜層，該透明膜層可以采用涂覆或溶膠-凝膠工藝方法制作。[0013]本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比較，其有益效果是:[0014](I)本實用新型的結(jié)構(gòu)為:透鏡本體的中央部分為半球凸面型菲涅耳透鏡，透鏡本體的邊緣部分為平面型菲涅耳透鏡，采用弧形凸面結(jié)構(gòu)，提高透鏡的強度和韌性，提高太陽能電池的壽命。[0015](2)采用變焦距設(shè)計，其中半球凸面型菲涅耳透鏡的焦距在太陽能電池芯片上，而平面型菲涅耳透鏡的內(nèi)緣往外緣的焦距在太陽能電池芯片下方逐步加深，最邊緣部分的平面型菲涅耳透鏡的焦距最深，使得經(jīng)透鏡處理后的光斑與電池芯片的外形一致，以實現(xiàn)芯片上的光強合理分布。[0016](3)透鏡本體的中央部分為半球凸面型菲涅耳透鏡，在室外風(fēng)雨下，較純平面型菲涅耳透鏡更不易附著粉塵的污染物。[0017](4)透鏡本體的表面膜層為厚度均勻的透明薄膜，具有超疏水性，利用荷葉原理以保證自潔凈功能的實現(xiàn)，實現(xiàn)表面自潔凈功能。


[0018]附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與本實用新型的實施例一起用于解釋本實用新型，并不構(gòu)成對本實用新型的限制。此外，附圖數(shù)據(jù)是描述概要，不是按比例繪制。[0019]圖1是本實施例1的菲涅耳聚光太陽能電池透鏡的基本結(jié)構(gòu)示意圖。[0020]圖2是圖1的A-A向剖視結(jié)構(gòu)示意圖。[0021]圖3是本實施例1的菲涅耳聚光太陽能電池透鏡的入射光路示意圖。[0022]圖4是本實施例2的菲涅耳聚光太陽能電池透鏡的基本結(jié)構(gòu)示意圖。[0023]圖5是圖4的A-A向剖視結(jié)構(gòu)示意圖。[0024]圖中標(biāo)號表不:[0025]1:透鏡本體的中央部分一半球凸面型菲涅耳透鏡；[0026]2:透鏡本體的邊緣部分一平面型菲涅耳透鏡；[0027]3:太陽能電池芯片；[0028]4:透鏡本體的表面透明膜層。
具體實施方式
[0029]以下將結(jié)合附圖及實施例來詳細(xì)說明本實用新型的實施方式，借此對本實用新型如何應(yīng)用技術(shù)手段來解決技術(shù)問題，并達成技術(shù)效果的實現(xiàn)過程能充分理解并據(jù)以實施。[0030]實施例1[0031]如圖1和2所示，本實施例1的菲涅耳聚光太陽能電池透鏡，包括透明本體，透明本體由玻璃制成。透明本體的中央部分為半球凸面型菲涅耳透鏡1，透明本體的邊緣部分為平面型菲涅耳透鏡2，其中平面型菲涅耳透鏡2的外輪廓為長方形。采用該弧形凸面結(jié)構(gòu)，提高透鏡的強度和韌性，提高太陽能電池的使用壽命。半球凸面型菲涅耳透鏡I的上表面為光滑凸面，下底面為菲涅耳齒形面；而平面型菲涅耳透鏡2的上表面為光滑平面，下底面為菲涅耳齒形面。[0032]菲涅耳聚光太陽能電池透鏡的入射光路如圖3所示，采用半球凸面型菲涅耳透鏡與平面型菲涅耳透鏡組合的變焦距設(shè)計，可以使得半球凸面型菲涅耳透鏡I的焦距在太陽能電池芯片3上，而平面型菲涅耳透鏡2的內(nèi)緣往外緣的焦距在太陽能電池芯片下方逐步加深，最邊緣部分的平面型菲涅耳透鏡的焦距最深，這樣使得經(jīng)透鏡處理后的光斑與太陽能電池芯片的外形一致，從而實現(xiàn)芯片上的光強合理分布。[0033]透明本體的表面還包括一采用涂覆工藝方法制作的厚度均勻的透明膜層4，該透明膜層4具有超疏水性，利用荷葉原理以保證自潔凈功能的實現(xiàn)，實現(xiàn)表面自潔凈功能。[0034]實施例2[0035]與實施例1不同的是，菲涅耳聚光太陽能電池透鏡的透明本體采用有機玻璃制成；平面型菲涅耳透鏡2的外輪廓為正方形。如此，除了透明本體的中央部分為獨立的半球凸面型菲涅耳透鏡1，其余邊緣部分分為相互獨立的四小塊，分別位于透明本體的四個角落。[0036]菲涅耳聚光太陽能電池透鏡的入射光路圖及其光學(xué)原理與實施例1類似，在此不作詳述。[0037]此外，透明本體的表面還包括一采用溶膠-凝膠工藝方法制作的厚度均勻的透明膜層4，該透明膜層4具有超疏水性，利用荷葉原理以保證自潔凈功能的實現(xiàn)，實現(xiàn)表面自潔凈功能。
權(quán)利要求1.菲涅耳聚光太陽能電池透鏡，包括透明本體，其特征在于:所述透明本體的中央部分為半球凸面型菲涅耳透鏡，本體的邊緣部分為平面型菲涅耳透鏡。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的菲涅耳聚光太陽能電池透鏡，其特征在于:所述半球凸面型菲涅耳透鏡的上表面為光滑凸面，下底面為菲涅耳齒形面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的菲涅耳聚光太陽能電池透鏡，其特征在于:所述平面型菲涅耳透鏡的上表面為光滑平面，下底面為菲涅耳齒形面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的菲涅耳聚光太陽能電池透鏡，其特征在于:所述平面型菲涅耳透鏡的外輪廓為長方形或正方形或圓形或橢圓形或多邊形。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的菲涅耳聚光太陽能電池透鏡，其特征在于:所述透明本體由玻璃或有機玻璃或塑料壓制而成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的菲涅耳聚光太陽能電池透鏡，其特征在于:所述透明本體的表面還包括一厚度均勻的透明膜層。
專利摘要本實用新型公開了一種菲涅耳聚光太陽能電池透鏡，包括透明本體，所述透明本體的中央部分為半球凸面型菲涅耳透鏡，本體的邊緣部分為平面型菲涅耳透鏡。此結(jié)構(gòu)能夠提高透鏡的強度和韌性，提高太陽能電池的壽命，配合太陽能電池芯片的設(shè)置，以實現(xiàn)芯片上的光強合理分布，且具有防塵、自潔的功能。
文檔編號H01L31/0232GK202975372SQ201220737139
公開日2013年6月5日 申請日期2012年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月28日
發(fā)明者蔡偉智 申請人:廈門市三安光電科技有限公司