CN102922755A - 一种菲涅尔聚光镜的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种菲涅尔聚光镜的制造方法，涉及太阳能应用技术领域。针对现有菲涅尔透镜的制造方法中，需要多次抽真空来保证制作的透镜没有气泡(空穴)的问题。菲涅尔聚光镜由一玻璃基板和与玻璃基板一体成型的菲涅尔结构构成。本发明的步骤如下：a、以中心灌注方式将可塑性材料布满一玻璃基板表面；b、将一菲涅尔结构成型装置倒置压合在所述玻璃基板上，使所述可塑性材料充满所述成型装置；c、所述可塑性材料固化后，分离所述成型装置，制得菲涅尔聚光镜。

Description

一种菲涅尔聚光镜的制造方法

技术领域

本发明涉及太阳能应用技术领域，尤其涉及一种聚光太阳能菲涅尔聚光镜的制造方法。

背景技术

太阳能聚光光伏发电系统是利用光学系统将太阳能汇聚在太阳能电池芯片上，利用光伏效应把光能转化为电能的发电技术。聚光光伏发电技术分为透射式聚光光伏发电系统与反射式聚光光伏发电系统。透射式聚光光伏发电系统的聚光模组主要采用菲涅尔透镜聚焦方式，反射式聚光模组主要采用回转二次反射曲面聚焦方式，聚焦后的光线经过二次匀光处理照射在高效太阳电池芯片上实现系统光电转换效率最大化。

透射式聚光光伏发电系统为目前大多数公司所采纳，存在结构简单的优势。透射式的聚光系统，单纯从光学实现方式上主要采用菲涅尔透镜来实现聚光。菲涅尔透镜是在镜片表面刻录了一圈圈由小到大，向外由浅至深的同心圆，剖面看似等距齿纹，通过这些齿纹达到对指定光谱范围的光带通(反射或者折射)的作用，具有较强的光线透过率、能量汇聚率及较高的聚光倍数。

目前，国际上较为先进的在钢化玻璃上固化硅胶制作的菲涅尔透镜可以非常好地解决聚光太阳能发电系统野外实际应用的适用性问题。其制作方法是，将液态硅胶由料槽加压注入模具的模腔中，将硅胶压塑后加温或者压塑后加压、加温后固化成型。在加工过程中，需要多次抽真空来保证制作的透镜没有气泡(空穴)，制作工艺难以达到大批量生产，成本随着加工时间的增加而上升。这种工艺的典型代表可以参见中国专利02101577.5公开的“一种菲涅尔透镜的制造方法”这种方法包含下列步骤：将一光固胶以局部下胶方式涂布于一菲涅尔模具上；以滚压方式将一压克力基板覆盖于涂布有光固胶的菲涅尔模具上；以光线照射压克力基板与菲涅尔模具来固化光固胶；及将光固胶与菲涅尔模具分离，据以形成菲涅尔透镜。本发明菲涅尔透镜的制造方法是利用局部下胶方式涂布光固胶于菲涅尔模具上，其能够有效除去生产过程中所产生的气泡，对于提升所制造的菲涅尔透镜的良率有很大的助益。由此可见在生产制备过程中有效去除下胶过程中产生的气泡对于整个产品的合格率具有非常重要的意义，本专利另辟蹊径，巧妙的调整了注料的方式，也能有效的提高菲涅尔聚光透镜的合格率。

发明内容

针对现有菲涅尔透镜的制造方法中，需要多次抽真空来保证制作的透镜没有气泡的问题，本发明的目的是提供一种无气泡产生的菲涅尔聚光镜的制造方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种菲涅尔聚光镜的制造方法，所述菲涅尔聚光镜由一玻璃基板和与所述玻璃基板一体成型的菲涅尔结构构成，其步骤如下：

a、以中心灌注方式将可塑性材料布满一玻璃基板表面；

b、将一菲涅尔结构成型装置倒置压合在所述玻璃基板上，使所述可塑性材料充满所述成型装置；

c、所述可塑性材料固化后，分离所述成型装置，制得所述菲涅尔聚光镜。

进一步地，所述中心灌注方式是指首先将用于灌注所述可塑性材料的注料口紧贴在所述玻璃基板上；然后由所述注料口缓慢并连续向所述玻璃基板上注入液态可塑性材料，使所述可塑性材料由注料口向四周蔓延铺开。

进一步地，所述步骤c中，所述可塑性材料固化是指通过烘箱加热烘烤固化或者紫外光固化。

进一步地，所述烘箱加热烘烤固化的烘箱加热温度为140℃～180℃，加热时间为10min～20min。

进一步地，所述紫外光固化采用紫外光将合模后的液态可塑性材料固体化，与所述玻璃基板形成一体。

进一步地，所述的可塑性材料为热固性可塑性材料或光固性可塑性材料。

进一步地，所述热固性可塑性材料为硅胶。

进一步地，所述光固性可塑性材料为环氧基树脂或压克力树脂。

进一步地，所述玻璃基板和所述可塑性材料之间涂覆有底涂剂。

本专利的效果在于：本发明采用中心灌注方式将液态的可塑性材料缓慢并连续注入到玻璃基板上从而使可塑性材料沿着玻璃基板从注料口向四周蔓延散开铺满到玻璃基板表面。由于在灌注过程中，液态可塑性材料的注料口与玻璃基板紧密贴合，液态可塑性材料与玻璃基板的接触由点逐步过渡到面，在自然流淌状态下，液态可塑性材料与玻璃基板之间不会带入空气形成气泡。并且，在其连续注入过程中，溢出的液态可塑性材料紧密包裹注料口，避免注料口处的气体混入胶液中，减少了产品中气泡的产生。该制造工艺简单，易于实现，避免了传统制造菲涅尔透镜的工艺中，需要多次抽真空造成的麻烦，提高了生产效率和产品一致性，保证了产品的质量。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明；

图1为菲涅尔聚光镜的结构示意图；

图2为本发明制造方法的中心灌注方式示意图；

图3为本发明制造方法的可塑性材料布满玻璃基板表面示意图；

图4为本发明制造方法的模具压合示意图；

图中标号说明：

1-玻璃基板    2-液态可塑性材料    3-注料口

4-模具        5-菲涅尔结构

具体实施方式

实施例一：菲涅尔聚光镜由一玻璃基板1和由液态可塑性材料2一体成型于玻璃基板1上的菲涅尔结构5构成，本发明的一种菲涅尔聚光镜的制造方法，步骤如下：

a、以中心灌注方式将硅胶布满一玻璃基板1表面；

b、将一菲涅尔结构成型装置(即菲涅尔结构模具4)倒置压合在玻璃基板1上，使模具4与玻璃基板1之间形成的闭合腔室内充满液态硅胶；

c、将模具4以及玻璃基板1整体放入温度为180℃的烘箱，加热10min待硅胶固化后，分离模具4，制得菲涅尔聚光镜。

如图2所示，中心灌注方式是指将盛装有液态可塑性材料2容器的注料口3垂直贴合在玻璃基板1的表面，缓慢并连续注入液态可塑性材料2于玻璃基板1上，并保持注料口3的高度低于液态可塑性材料2的液面高度，。

实施例二：与实施例一不同的是，步骤c中将模具4以及玻璃基板1整体进入温度为160℃的烘箱，加热15min，待硅胶固化后，分离模具4，制得菲涅尔聚光镜。

实施例三：与实施例一不同的是制备步骤为：

a、以中心灌注方式将压克力树脂布满一玻璃基板1表面；

b、将一菲涅尔结构成型装置(即菲涅尔结构模具4)倒置压合在玻璃基板1上，使模具4与玻璃基板1之间形成的闭合腔室内充满液态压克力树脂；

c、向玻璃基板1以及模具4照射紫外光，待压克力树脂固化后，分离模具4，制得菲涅尔聚光镜。

上述实施例中，固化方式依照可塑性材料的特性采用加热固化或照射紫外光固化。上述制造方法也可于真空腔内实施，以进一步避免玻璃基板与可塑性材料之间产生气泡。

为了实现玻璃基板1和可塑性材料2之间的黏贴牢固性能满足实际要求，可在玻璃基板1和可塑性材料2之间增加增粘底涂剂，增粘底涂剂可以采用3M公司生产的各种型号的底涂剂。

本领域技术人员应该认识到，上述的具体实施方式只是示例性的，是为了使本领域技术人员能够更好的理解本专利内容，不应理解为是对本专利保护范围的限制，只要是根据本专利所揭示精神所作的任何等同变更或修饰，均落入本专利保护范围。

Claims (9)

1.一种菲涅尔聚光镜的制造方法，所述菲涅尔聚光镜由一玻璃基板和与所述玻璃基板一体成型的菲涅尔结构构成，其特征在于制作步骤为：

a、以中心灌注方式将可塑性材料布满一玻璃基板表面；

b、将一菲涅尔结构成型装置倒置压合在所述玻璃基板上，使所述可塑性材料充满所述成型装置；

c、所述可塑性材料固化后，分离所述成型装置，制得所述菲涅尔聚光镜。

2.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于：所述中心灌注方式是指首先将用于灌注所述可塑性材料的注料口紧贴在所述玻璃基板上；然后由所述注料口缓慢并连续向所述玻璃基板上注入液态可塑性材料，使所述可塑性材料由注料口向四周蔓延铺开。

3.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于：所述步骤c中，所述可塑性材料固化是指通过烘箱加热烘烤固化或者紫外光固化。

4.根据权利要求3所述的制造方法，其特征在于：所述烘箱加热烘烤固化的烘箱加热温度为140℃～180℃，加热时间为10min～20min。

5.根据权利要求3所述的制造方法，其特征在于：所述紫外光固化采用紫外光将合模后的液态可塑性材料固体化，与所述玻璃基板形成一体。

6.根据权利要求3所述的制造方法，其特征在于：所述的可塑性材料为热固性可塑性材料或光固性可塑性材料。

7.根据权利要求6所述的制造方法，其特征在于：所述热固性可塑性材料为硅胶。

8.根据权利要求6所述的制造方法，其特征在于：所述光固性可塑性材料为环氧基树脂或压克力树脂。

9.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于：所述玻璃基板和所述可塑性材料之间涂覆有底涂剂。

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