一种批量制备聚光光伏模组二次光学元件增透射膜的装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于镀膜装置领域，具体为一种批量制备聚光光伏模组二次光学元件增透射膜的装置。本发明专利技术采用超声起雾的方法，形成粒径均匀的前驱液气雾，在二次光学元件表面形成均匀的液膜，再经加热固化成增透射膜，可控性高。采用MFC对载气流量进行精确控制，从而很好的控制沉积速率。载样平台配合水平传动装置以及喷嘴的分气路设计，很好的控制镀膜的均匀性。载样平台和其放样空位的极大灵活性设计，实现了二次光学元件增透射膜灵活的批量化制备。废液收集槽以及部分组件相对密闭的设计，利于产品的质量保证，并利于环保。

Device for batch preparation of light transmission module of concentrating photovoltaic module two times optical element

The invention belongs to the field of a coating device, in particular to a device for batch preparation of a concentrating photovoltaic module and a two optical element to increase a transmission film. The invention adopts the method of ultrasonic fog to form a precursor liquid aerosol with uniform particle size, and forms a uniform liquid film on the surface of the two optical element, and then is solidified into a transmission film by heating, and the controllability is high. MFC is used to control the carrier gas flow accurately so as to control the deposition rate well. The loading platform, the horizontal transmission device and the gas path design of the nozzle can well control the uniformity of the coating. The flexible design of the sample platform and its lofting vacancy makes it possible for the two optical element to increase the transmission film by flexible batch preparation. The liquid waste collection tank and the relative airtight design of some components are favorable for the quality assurance of the product and are favorable for environmental protection.

【技术实现步骤摘要】
一种批量制备聚光光伏模组二次光学元件增透射膜的装置
本专利技术属于镀膜装置领域，该镀膜装置应用超声雾化原理，运用独特的镀膜装置结构设计，采用喷涂的方式实现聚光光伏模组二次光学元件增透射膜的批量制备，具体为一种批量制备聚光光伏模组二次光学元件增透射膜的装置。
技术介绍
在聚光光伏模组中，二次光学元件(SecondOpticalElement，SOE)是一种非常重要的光学器件，它可以增加菲涅耳透镜的接收角，增加聚焦光斑的均匀性，并且对光伏芯片起到很好的保护作用，能够提高聚光光伏模组的转化效率。因此，在透射式聚光光伏模组中，一般都会采用二次光学元件。在模组生产过程中，每个光伏芯片对应一个二次光学元件，每个模组由很多的光伏电池组成。因此，二次光学元件在聚光光伏模组中具有很大的使用量。二次光学元件一般由光学玻璃材料制成的，在聚光光伏模组里，当光斑聚焦到二次光学元件上并传输到芯片上时，太阳光在二次光学表面会有一定的反射。以普通玻璃为例，在二次光学表面的反射率达到4％，这对于光伏模组而言这是一种损失。如果在二次光学元件表面镀制一层减反射薄膜，通常为多孔的二氧化硅薄膜，则可以减少太阳光在二次光学元件表面的反射，提高透射率，从而提高聚光光伏模组的转化效率。但是二次光学元件的体积很小，且根据不同的光学设计，二次光学元件表面形状也是多样的，有棱形的二次光学元件，有球型的二次光学元件；而光斑聚焦面也有平面的，有球面的。因此，要想对二次光学元件进行批量镀制增透射膜具有一定的难度。
技术实现思路
针对上述存在问题或不足，本专利技术提供了一种批量制备聚光光伏模组二次光学元件增透射膜的装置。基于超声雾化原理，结合设计独特的镀膜装置，采用喷涂的方式，在二次光学元件表面制备多孔二氧化硅薄膜，实现二次光学元件增透射膜的批量制备。该批量制备聚光光伏模组二次光学元件增透射膜的装置，包括气源、质量流量计MFC、载气管、超声雾化器、前驱液、雾气输运管和镀膜区域，如图1所示。气源为超声雾化镀膜前驱物提供压力相对于大气0.1～0.3MPa的载气；MFC通过载气管一端接气源，另一端接超声雾化器，用于精确控制载气流量；超声雾化器由多个换能器组成，对前驱液进行雾化，通过调节换能器的工作个数来对前驱溶液的雾化量进行控制，整个超声雾化器的上端密封，只留载气进入和雾气输出两个接口；前驱液放置于超声雾化器中，并被其雾化，雾化后由载气通过雾气输运管带入镀膜区域对二次光学元件进行沉积镀膜；雾气输运管接超声雾化器的雾气输出接口，另一端接镀膜区域的雾气分配管；镀膜区域由雾气分配管、喷嘴和载样平台构成；雾化前驱液经雾气输运管进入雾气分配管，再进入喷嘴，经喷嘴沉积到其正下方的载样平台；载样平台用于放置待镀膜的二次光学元件。进一步的，所述镀膜区域的喷嘴底部内侧边缘还设有废液收集槽，废液收集槽由软管连接到蠕动泵，再由蠕动泵将废液收集槽收集的镀膜废液抽到废液收集器。废液收集槽可以将喷嘴壁上缓慢沉积的前驱液液滴进行回收，防止液滴直接滴落到被镀膜元件上。进一步的，所述镀膜区域的载样平台下方还设置有水平传动装置，并由其带动，缓慢的匀速通过喷嘴正下方对应区域，使二次光学元件匀速镀膜。在喷嘴的下方为载样平台以及平台上等待镀膜的二次光学元件。进一步的，所述超声雾化器、前驱液、雾气输运管和镀膜区域设置于相对密闭的空间中，并连接排风扇，以防止有机物的挥发对环境的影响。进一步的，所述载样平台至少1个，并根据二次光学元件形状设计出相应的放样位置，且放样位置≥1。进一步的，所述前驱液为二氧化硅纳米颗粒的有机溶液或减反射膜镀膜溶液。进一步的，所述载气为氮气或空气。上述批量制备聚光光伏模组二次光学元件增透射膜的装置，其使用方法如下：步骤1、打开镀膜区域的排风扇，将配置好的前驱液倒入超声雾化器内，并连接好所有管路，确认气源处于待机状态。步骤2、将二次光学元件放置在载样平台上，并将载样平台安置在水平传动装置上，并调节好水平传动装置的运行速度等相关参数。步骤3、开启MFC并调节到镀膜方案设定的流量，通气排空输运管道中的原有气体；然后开启超声雾化器，并根据前驱液的种类调节起雾量，直至喷嘴口出雾量稳定。步骤4、开启水平传动装置，按照设定速度，带着载样平台缓慢扫过喷嘴正下方，在二次光学元件表面上沉积成一层均匀液膜。步骤5、将完成液膜沉积后的二次光学元件及载样平台一起放入加热炉中，对液膜进行固化，最终形成一层致密多孔的薄膜，固化温度150℃～450℃根据前驱液进行调整。综上所述，本专利技术的设计具有以下优点：(1)本专利技术实现了聚光光伏模组二次光学元件表面的批量镀膜。(2)应用本专利技术的镀膜装置和镀膜方法对聚光光伏模组二次光学元件表面镀制一层薄膜，以减少聚焦光斑在二次光学元件表面的反射率，增加透射率，从而提高聚光光伏模组的转换效率，具有很好的工业化应用价值。(3)本专利技术采用超声起雾的方法，通过选择和调节超声起雾器的振动频率可以对前驱液的液滴粒径进行很好的控制，并形成粒径均匀的前驱液气雾，从而有利于在二次光学元件表面形成均匀的液膜。(4)本专利技术中的超声起雾器由多个换能器组成，通过启动和关闭超声换能器的个数可以对起雾量进行有效控制。(5)本专利技术采用MFC对载气流量进行精确控制，配合超声换能器对起雾量的控制，可以对镀膜区的气雾量进行有效控制，从而很好的控制沉积速率。(6)本专利技术采用独特的喷嘴分气路设计，很好的控制横向镀膜的均匀性。(7)本专利技术中载样平台及二次光学元件在水平传动装置的带动下缓慢扫过镀膜区域，这样的设计进一步提升了镀膜的均匀性。(8)本专利技术中载样平台可以根据二次光学元件的形状而加工出特定的空位，能够很好的固定被镀膜的二次光学元件；还可根据二次光学元件的形状设计出相应的放样空位，并且放样空位可以不相同，具有极大的灵活性。每个载样平台上可以同时放置批量的二次光学元件，且载样平台可使用多个配合水平传送装置，从而实现二次光学元件增透射膜的批量化制备，并可用于工业化生产。(9)在喷嘴的底部设有废液收集槽，能够收集喷嘴壁上沉积的废液，防止废液滴落到二次光学元件的表面。(10)相对密闭的设计，并连接排风扇，可以对尾气进行处理，以防止有机物的挥发对环境的影响，利于环保。附图说明图1为实施例结构示意图；图2为实施例镀膜区域横切面示意图；图3为实施例镀膜区域纵切面示意图；图4为球形、3/4球形、半球形二次光学元件及放样平台示意图；图5为棱形平顶、棱形曲面顶二次光学元件及放样平台示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术做进一步的详细说明。(1)镀膜准备打开镀膜区域的排风扇。将配置好的前驱液即二氧化硅纳米颗粒的有机溶液倒入洁净的超声雾化器内，并连接好所有管路，确认气源处于待机状态。将经过超声清洗的300个二次光学元件为一组放置在一个载样平台上；载样平台共计10个，安置在水平传动装置上，并调节好水平传动装置的运行速度，从而实现薄膜的连续镀制。(2)液膜沉积开启MFC并调节到5L/min的流量，通气5分钟排空输运管道中的原有气体。开启超声雾化器，待喷嘴口出雾量稳定；然后开启水平传动装置，按照设定速度，带着10个载样平台匀速扫过喷嘴口正下方区域，在二次光学元件表面上沉积成一层均匀液膜。(3)薄膜固化将完成液膜沉积后的10组二次光学元件与载样平本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种批量制备聚光光伏模组二次光学元件增透射膜的装置，包括气源、质量流量计MFC、载气管、超声雾化器、前驱液、雾气输运管和镀膜区域，其特征在于：气源为超声雾化镀膜前驱物提供压力相对于大气0.1～0.3MPa的载气；MFC通过载气管一端接气源，另一端接超声雾化器，用于精确控制载气流量；超声雾化器由多个换能器组成，对前驱液进行雾化，通过调节换能器的工作个数来对前驱溶液的雾化量进行控制，整个超声雾化器的上端密封，只留载气进入和雾气输出两个接口；前驱液放置于超声雾化器中，并被其雾化，雾化后由载气通过雾气输运管带入镀膜区域对二次光学元件进行沉积镀膜；雾气输运管接超声雾化器的雾气输出接口，另一端接镀膜区域的雾气分配管；镀膜区域由雾气分配管、喷嘴和载样平台构成；雾化前驱液经雾气输运管进入雾气分配管，再进入喷嘴，经喷嘴沉积到其正下方的载样平台；载样平台用于放置待镀膜的二次光学元件。

【技术特征摘要】
1.一种批量制备聚光光伏模组二次光学元件增透射膜的装置，包括气源、质量流量计MFC、载气管、超声雾化器、前驱液、雾气输运管和镀膜区域，其特征在于：气源为超声雾化镀膜前驱物提供压力相对于大气0.1～0.3MPa的载气；MFC通过载气管一端接气源，另一端接超声雾化器，用于精确控制载气流量；超声雾化器由多个换能器组成，对前驱液进行雾化，通过调节换能器的工作个数来对前驱溶液的雾化量进行控制，整个超声雾化器的上端密封，只留载气进入和雾气输出两个接口；前驱液放置于超声雾化器中，并被其雾化，雾化后由载气通过雾气输运管带入镀膜区域对二次光学元件进行沉积镀膜；雾气输运管接超声雾化器的雾气输出接口，另一端接镀膜区域的雾气分配管；镀膜区域由雾气分配管、喷嘴和载样平台构成；雾化前驱液经雾气输运管进入雾气分配管，再进入喷嘴，经喷嘴沉积到其正下方的载样平台；载样平台用于放置待镀膜的二次光学元件。2.如权利要求1所述批量制备聚光光伏模组二次光学元件增透射膜的装置，其特征在于：所述镀膜区域的喷嘴底部内侧边缘还设有废液收集槽，废液收集槽由软管连接到蠕动泵，再由蠕动泵将废液收集槽收集的镀膜废液抽到废液收集器。3.如权利要求1所述批量制备聚光光伏模组二次光学元件增透射膜的装置，其特征在于：所述镀膜区域的载样平台下方还设置有水平传动装置，并由其带动，缓慢的匀速通过喷嘴正下方对应区域，使二次光学元件匀速镀膜。4.如权利要求1所述批量制备聚光光伏模组二次光学元件增透射膜的装置，其特征在于：所述超声雾化器、前驱液、雾...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭先德，向勇，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川,51