菲涅耳聚光太阳能电池透镜制造技术

本实用新型专利技术公开了一种菲涅耳聚光太阳能电池透镜，包括透明本体，所述透明本体的中央部分为半球凸面型菲涅耳透镜，本体的边缘部分为平面型菲涅耳透镜。此结构能够提高透镜的强度和韧性，提高太阳能电池的寿命，配合太阳能电池芯片的设置，以实现芯片上的光强合理分布，且具有防尘、自洁的功能。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

菲涅耳聚光太阳能电池透镜
本技术涉及一种菲涅耳透镜，尤其涉及一种用于聚光太阳能电池的菲涅耳透镜。
技术介绍
随着人类工业科技的进步，不可再生能源蕴藏量正大幅减少，并日益走向枯竭，对于现今能源短缺，人类对于发展再生性能源有着迫切的需要。据资料显示，全球潜在的太阳能资源为2.5 TW 80 TW，在未来可再生能源开发方面存在着巨大潜力，特别是太阳能光伏发电技术的发展为空间卫星提供电源系统，地面光伏发电系统，为未来能源解决提供了广阔前景。由于太阳能电池材料紧缺和价格昂贵，同时为了降低成本和提高利用效率，故现在所采用的太阳能电池的组件是太阳能电池+高聚光镜面菲涅耳透镜+太阳光追踪器的组合。聚光太阳能能量转换效率可达31% 40.7%，虽然转换效率高但是由于向阳时间长，过去用于太空产业，现在搭配太阳光追踪器可用于发电产业，比较不适合用于一般家庭。为减少太阳能电池的实际用量，人们开始了对太阳能电池聚光镜的研究。聚光太阳能电池矩阵具有高效和寿命长的特点，已经在发电站得到广泛采用。菲涅耳透镜具有重量轻、材料省和加工方便的优点，通常被用做太阳能电池的聚光装置。现有菲涅耳透镜一般为平面型透镜，容易因为受粉尘、雨水的污染，而降低了光电转换效率。用传统菲涅耳透镜进行聚光，电池表面聚光分布不均，导致电池内部串联电阻损耗增大，电池转化效率下降，高倍聚光产生的局部热点会损伤电池，影响电池寿命；而引入二次聚光装置改善聚光分布，不仅增加系统成本，而且使系统组装调试变得复杂，不利于实际应用。
技术实现思路
基于上述技术的不足，本技术提供一种菲涅耳聚光太阳能电池透镜。本技术的目的是:提高透镜的强度和韧性，提高太阳能电池的寿命，配合太阳能电池芯片的设置，以实现芯片上的光强合理分布，且具有防尘、自洁的功能。本技术是通过以下技术方案实现:一种菲涅耳聚光太阳能电池透镜，包括透明本体，其特征在于:所述透明本体的中央部分为半球凸面型菲涅耳透镜，本体的边缘部分为平面型菲涅耳透镜。优选地，所述半球凸面型菲涅耳透镜的上表面为光滑凸面，下底面为菲涅耳齿形面。优选地，所述平面型菲涅耳透镜的上表面为光滑平面，下底面为菲涅耳齿形面。优选地，所述平面型菲涅耳透镜的外轮廓为长方形或正方形或圆形或椭圆形或多边形。优选地，所述透明本体由玻璃或其他光学改进型有机材料(有机玻璃、塑料)压制 而成优选地，所述透明本体的表面还包括一厚度均匀的透明膜层，该透明膜层可以采用涂覆或溶胶-凝胶工艺方法制作。本技术与现有技术相比较，其有益效果是:(I)本技术的结构为:透镜本体的中央部分为半球凸面型菲涅耳透镜，透镜本体的边缘部分为平面型菲涅耳透镜，采用弧形凸面结构，提高透镜的强度和韧性，提高太阳能电池的寿命。(2)采用变焦距设计，其中半球凸面型菲涅耳透镜的焦距在太阳能电池芯片上，而平面型菲涅耳透镜的内缘往外缘的焦距在太阳能电池芯片下方逐步加深，最边缘部分的平面型菲涅耳透镜的焦距最深，使得经透镜处理后的光斑与电池芯片的外形一致，以实现芯片上的光强合理分布。(3)透镜本体的中央部分为半球凸面型菲涅耳透镜，在室外风雨下，较纯平面型菲涅耳透镜更不易附着粉尘的污染物。(4)透镜本体的表面膜层为厚度均匀的透明薄膜，具有超疏水性，利用荷叶原理以保证自洁净功能的实现，实现表面自洁净功能。附图说明附图用来提供对本技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本技术的实施例一起用于解释本技术，并不构成对本技术的限制。此外，附图数据是描述概要，不是按比例绘制。图1是本实施例1的菲涅耳聚光太阳能电池透镜的基本结构示意图。图2是图1的A-A向剖视结构示意图。图3是本实施例1的菲涅耳聚光太阳能电池透镜的入射光路示意图。图4是本实施例2的菲涅耳聚光太阳能电池透镜的基本结构示意图。图5是图4的A-A向剖视结构示意图。图中标号表不:1:透镜本体的中央部分一半球凸面型菲涅耳透镜；2:透镜本体的边缘部分一平面型菲涅耳透镜；3:太阳能电池芯片；4:透镜本体的表面透明膜层。具体实施方式以下将结合附图及实施例来详细说明本技术的实施方式，借此对本技术如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。实施例1如图1和2所示，本实施例1的菲涅耳聚光太阳能电池透镜，包括透明本体，透明本体由玻璃制成。透明本体的中央部分为半球凸面型菲涅耳透镜1，透明本体的边缘部分为平面型菲涅耳透镜2，其中平面型菲涅耳透镜2的外轮廓为长方形。采用该弧形凸面结构，提高透镜的强度和韧性，提高太阳能电池的使用寿命。半球凸面型菲涅耳透镜I的上表面为光滑凸面，下底面为菲涅耳齿形面；而平面型菲涅耳透镜2的上表面为光滑平面，下底面为菲涅耳齿形面。菲涅耳聚光太阳能电池透镜的入射光路如图3所示，采用半球凸面型菲涅耳透镜与平面型菲涅耳透镜组合的变焦距设计，可以使得半球凸面型菲涅耳透镜I的焦距在太阳能电池芯片3上，而平面型菲涅耳透镜2的内缘往外缘的焦距在太阳能电池芯片下方逐步加深，最边缘部分的平面型菲涅耳透镜的焦距最深，这样使得经透镜处理后的光斑与太阳能电池芯片的外形一致，从而实现芯片上的光强合理分布。透明本体的表面还包括一采用涂覆工艺方法制作的厚度均匀的透明膜层4，该透明膜层4具有超疏水性，利用荷叶原理以保证自洁净功能的实现，实现表面自洁净功能。实施例2与实施例1不同的是，菲涅耳聚光太阳能电池透镜的透明本体采用有机玻璃制成；平面型菲涅耳透镜2的外轮廓为正方形。如此，除了透明本体的中央部分为独立的半球凸面型菲涅耳透镜1，其余边缘部分分为相互独立的四小块，分别位于透明本体的四个角落。菲涅耳聚光太阳能电池透镜的入射光路图及其光学原理与实施例1类似，在此不作详述。此外，透明本体的表面还包括一采用溶胶-凝胶工艺方法制作的厚度均匀的透明膜层4，该透明膜层4具有超疏水性，利用荷叶原理以保证自洁净功能的实现，实现表面自洁净功能。本文档来自技高网...

【技术保护点】
菲涅耳聚光太阳能电池透镜，包括透明本体，其特征在于：所述透明本体的中央部分为半球凸面型菲涅耳透镜，本体的边缘部分为平面型菲涅耳透镜。

【技术特征摘要】
1.菲涅耳聚光太阳能电池透镜，包括透明本体，其特征在于:所述透明本体的中央部分为半球凸面型菲涅耳透镜，本体的边缘部分为平面型菲涅耳透镜。2.根据权利要求1所述的菲涅耳聚光太阳能电池透镜，其特征在于:所述半球凸面型菲涅耳透镜的上表面为光滑凸面，下底面为菲涅耳齿形面。3.根据权利要求1所述的菲涅耳聚光太阳能电池透镜，其特征在于:所述平面型菲涅耳透镜的上表面为光滑平面，下...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡伟智，
申请(专利权)人：厦门市三安光电科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：