CN103069310B - 表面结构、菲涅尔透镜和用于制造表面结构的工具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及表面结构和具有至少一种这样的表面结构的菲涅尔透镜。另外，本发明涉及用于制造表面结构的工具以及用于制造表面结构或菲涅尔透镜的方法。另外，本发明涉及菲涅尔透镜的用途。

Description

表面结构、菲涅尔透镜和用于制造表面结构的工具

技术领域

本发明涉及一种表面结构和具有至少一个这样的表面结构的菲涅尔透镜。此外，本发明涉及一种用于制造该表面结构的工具以及一种用于制造该表面结构或菲涅尔透镜的方法。另外，本发明涉及菲涅尔透镜的用途。

背景技术

具有大的透镜直径和短焦距的标准透镜非常厚且难以制造。为了克服该问题，因此菲涅尔透镜被广泛使用。从而该透镜表面被细分成小的棱镜，所述棱镜相邻地设置在一个平面中。因此，制造了基本上平坦的透镜，如在日常生活中能够发现的高射投影仪或者作为在汽车后窗上的发散透镜。

在聚光光伏中，使用菲涅尔透镜以将太阳辐射聚集在小型太阳能电池上。因此，目的不是产生尽可能清晰的太阳的图像（成像透镜系统），而仅仅是将尽可能多的光聚集到太阳能电池上（非成像透镜系统）。在许多应用和具体系统中，还力图实现焦点内尽可能均匀的辐射强度的轮廓。

由于在高度聚光光伏中光被聚集到的太阳能电池的小尺寸，因此对菲涅尔透镜的精度提出很高的要求。同时，菲涅尔透镜受到环境温度的影响。在许多沙漠地区，冬季显著低于0℃的温度不是不寻常的，然而，在夏季中午温度很容易超过40℃。由于温度引起的透镜所用材料的膨胀，因此一方面这些材料的折射率变化，并且另一方面透镜变形。因此，温度效应导致菲涅尔透镜实现了作为具有变化效应的集中器的功能，该变化效应随着其温度变化，并且，间接地随着环境温度、辐射和诸如风强度和风向的其他气象参数变化。

透镜几何形状基于关于透镜材料的折射率的假设。因为折射率是与温度有关的，因此，菲涅尔透镜在操作期间相对于特定温度（诸如平均温度）被优化。由于与温度关联的折射率变化，该温度偏差导致菲涅尔透镜不能较好地实现其目的。

通常，用在菲涅尔透镜的制造过程中的初始形状被设计成该形状对应于目前操作中所需的透镜结构。因此，随着操作温度和制造温度之间的温度差异，温度引起的变形对功能的负面效应增加。然而，制造温度通常显著地低于（例如室温）或高于（例如热塑性变形）在操作期间所出现的典型温度。

此外，例如由于体积收缩，在菲涅尔透镜的制造过程期间出现额外的变形。因此，所制造的菲涅尔透镜不再是该工具的真实复制品，且不能提供最佳的功能。

在聚光光伏中，目前优选地使用两种材料组合：

由聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）制成的菲涅尔透镜设计成固体透镜板、或者由硅酮制成的菲涅尔透镜应用在玻璃板上。由PMMA制成的无内应力的菲涅尔透镜各向同性地膨胀，即其尺寸在操作期间基于温度变化而变化，但是不成比例变化。然而，在现实中这种理想的情况很少发生，从而使得这些透镜由于内应力或者不均匀的温度分布也发生变形。

在DE2920630A1和US3,982,822中描述了由具有不同膨胀系数的两种材料制造的菲涅尔透镜。在这些菲涅尔透镜的情况下，在制造中，仅从持久性的观点考虑了根据现有技术的热膨胀（参见例如US3,982,822）。先前从光学观点分类热膨胀也是没有问题的（参见DE2920630A1和US3,982,822）。

然而，已经报道过，热效应显著影响菲涅尔透镜的光学性能。由于玻璃的低热膨胀系数，大面积的形状变化仅仅起到了次要的作用。然而，硅酮的显著较大的热膨胀系数导致硅酮结构变形，该硅酮结构与玻璃相比显著地更具有弹性。该变形发生在各个菲涅尔棱镜或菲涅尔面的大范围上。例如，最初直线形状的棱镜边缘由此变形。因此，在所有系统中可以预料类似的效应或变形，在该系统中，基材的热膨胀不同于透镜材料的热膨胀。

发明内容

由此开始，本发明的目的在于消除现有技术的缺点并且提供表面结构和菲涅尔透镜，该菲涅尔透镜可以简化的方式被制造然而却具有非常良好的光学性能。

通过具有权利要求1的特征的表面结构而实现该目的。权利要求9涉及一种菲涅尔透镜。权利要求18涉及一种用于制造表面结构的工具，权利要求20涉及一种用于制造表面结构或菲涅尔透镜的方法，以及权利要求21涉及菲涅尔透镜的用途。在从属权利要求中包含了其它的有利的实施方式。

根据本发明，提供了一种表面结构，其至少一个面由活动边缘和非活动边缘构成，该活动边缘具有长度相等或长度不同的至少两个段。根据本发明，该段至少在一些区域中具有相同的表面轮廓且该段被设置成至少一个段可通过旋转约大于0°且小于10°的角度和移位而被转移到至少在一些区域中的相邻的段中。

所述段至少在一些区域中具有相同的表面轮廓，因为段的至少一部分可被转移到另一段的至少一部分中。因此，如果根据纵切面，活动边缘被认为穿过面，则该活动边缘可被细分成段且该段可进一步细分成多个部分。由于例如在直线段的情况下，不存在将长度物理细分成多个部分，因此这些部分物理上是不可见的。

可在旋转的正方向上和旋转的反方向上实现围绕所提供的角的旋转。因此，旋转轴线优选地平行于各个段之间的边缘和/或平行于活动边缘和非活动边缘之间的边缘。优选地，旋转轴线与各个段之间的边缘和/或活动边缘和非活动边缘之间的边缘中的一个边缘重合。

在弯曲的边缘的情况下，例如在点聚焦菲涅尔透镜中，优选地，旋转轴线对应于施加至边缘的切线。因此，优选地，旋转轴线垂直于平面，通过该平面确定表面轮廓。

角度的下限可为0.1角秒，优选地为1角秒。因此，根据本发明的表面结构还包括活动边缘，例如，该活动边缘具有100个段。优选地，在两个段之间的角度变化为10角秒到1°的数量级，并且，在具有两个以上段或多个面的表面结构的情况下，对于所有相邻的段，在两个段之间的角度变化不是相同的。

优选地，在垂直于各个段之间的边缘和/或活动边缘和非活动边缘之间的边缘的平面中实现移位。

因此，通过表面轮廓，优选地通过在垂直穿过面的纵切面上形成段的轮廓进行理解。因此，沿着表面结构的轮廓，即，平行于段之间的边缘和/或平行于活动边缘和非活动边缘之间的边缘的轮廓，为不固定的。

在这里，通过段、各个部分进行理解，表面结构的活动边缘由各个部分组成。在两个段邻接的位置处，通常制造边缘，与活动边缘和非活动边缘之间的边缘相比，该边缘通常具有非常钝的角。

例如，这可实现表面结构的简化制造，其中，例如，如同冲压机配置的工具被用于形成表面结构。

在其上光被折射的菲涅尔棱镜的边缘被称为活动边缘。光学上不使用的边缘被称为非活动边缘。在借助于在一个边缘处的全反射而实现光定向效应的菲涅尔棱镜（TIR菲涅尔棱镜）的情况下，全反射是有效的边缘被称为活动边缘，面的另一边缘被称为非活动边缘。在用于制造菲涅尔透镜的工具的情况下，边缘分别类似于通过该工具形成的结构。在不具有光学功能且不作为用于制造表面结构的工具的表面结构的情况下，该表面的较长边缘被称为活动边缘。

表面结构可被配置成使得在面的轮廓中横跨非活动边缘的端点和活动边缘的端点的三角形，在非活动边缘和活动边缘的共同端点处具有小于100°的内角。

另外，该表面结构可被配置成使得非活动边缘的接触点和活动边缘的接触点分别与非活动边缘的端部和活动边缘的端部的直线连接包括小于100°的角。

优选地，段为直线形的、凹形的或凸形的。

另外，表面结构的段可被设置成使得预定的热变形被补偿。

借助计算机模拟，根据有限元法（FEM）可计算由于所使用的材料的热膨胀所导致的菲涅尔棱镜或菲涅尔面以及表面结构的几何形状随着温度变化如何变化。利用这些模拟还可确定必须如何形成表面结构使得该表面结构在已知的特定温度变化后具有所期望的形状。

另外，即使不考虑温度导致的变形或制造导致的变形，难于制造的表面结构，诸如具有球形活动边缘的菲涅尔透镜，可被替换为基本上更易于制造的根据本发明的表面结构。

因此，通常通过不同角度的旋转，表面结构的段可被转移到各个相邻的段中，该段长度可以变化。还可能是这样的表面结构，其中，通过部分相同的旋转角度和/或周期性重复的旋转角度，段可被转移到各个相邻的段中。

优选地，活动边缘为凹形的或凸形的。此外，活动边缘也可是基本上凹形的、基本上凸形的和基本上平坦的或平面的。

优选地，表面结构中的至少一个面的高度在50μm至3mm之间。

优选地，表面结构的材料包括以下材料或由以下材料组成：硅酮、聚甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸玻璃、有机玻璃、透光的塑性材料、尤其是离子交联聚合物、聚乙烯醇缩丁醛、乙烯醋酸乙烯酯、聚亚安酯；玻璃、银、铝、铜、镍、镍合金和/或黄铜。

此外，根据本发明，菲涅尔透镜具有至少一个根据本发明的表面结构。

优选地，该菲涅尔透镜还可具有至少一个具有球形活动边缘的表面结构。

分段的活动边缘的效应在于以下事实：菲涅尔透镜通过热膨胀或热收缩而变形，以便该透镜在平均操作温度下维持其所期望的形状，或者尽管平均操作温度不对应于制造期间的温度也接近该所期望的形状。

可实现这样的优势：可以独立于菲涅尔透镜制造时的温度而广泛地选择菲涅尔透镜具有其最佳功能时的温度。尤其是，可以选择出于过程管理的原因而被认为是有利的制造温度，即使该制造温度不对应于平均操作温度。因此，在操作期间的温度偏差被最小化，在该温度下该透镜最佳地工作且透镜功能得到显著改善。

由各个相同的段组成的活动边缘能够通过当前超精密的车床（钻石切割）来制造各个透镜或冲压工具，即使对于较大的透镜直径。

除了适用于热变形外，根据本发明所提供的分段的活动边缘形状还可被应用于补偿任何其他变形。在单组分的菲涅尔透镜的情况下，例如由聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）制成的菲涅尔透镜的情况下，结果可为在制造期间由于体积收缩而引起活动边缘的变形，其效应同样可通过以段应用的活动边缘形状而减少。

另外，可以通过根据本发明的分段的活性边缘形状而接近任何活动边缘的形状。尤其，这使得能够接近几何形状，否则将只能是难于生产。

此外，菲涅尔透镜可具有至少两个同心设置的表面结构。因此，可获得例如点聚焦菲涅尔透镜，该透镜具有球形的或自由形式的活动边缘以及根据本发明的分段的活动边缘。

另外，菲涅尔透镜可具有至少两个线性地且平行相邻地设置的表面结构。因此，可获得线性线聚焦菲涅尔透镜，该线聚焦菲涅尔透镜可具有根据本发明的具有分段的活动边缘的表面结构以及具有球形的或自由形式的活动边缘的表面结构。

另外，菲涅尔透镜可被应用在载体上，该载体包括以下材料或由以下材料组成：玻璃、聚甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸玻璃、有机玻璃、透光的塑性材料，尤其是离子交联聚合物、聚乙烯醇缩丁醛、乙烯醋酸乙烯酯和/或聚亚安酯。

因此，用于菲涅尔透镜的载体可具有圆形的、卵形的、正方形的、矩形的或者六边形的形状。因此，可以根据使用领域来选择载体的形状。另外，菲涅尔透镜可具有至少两种具有不同的膨胀系数的材料。因此，例如可实现由特别稳定的材料制成的载体，该载体具有由易于成形的材料制成的表面结构。

另外，菲涅尔透镜可为会聚透镜或发散透镜。另外，菲涅尔透镜可为点聚焦菲涅尔透镜或线聚焦菲涅尔透镜。

另外，还可布置多个根据本发明的菲涅尔透镜。优选地，这些透镜可被定位在共同的载体上。

根据本发明提供一种用于制造前面描述的表面结构的工具，其具有包括至少一个面、至少一个活动边缘或者至少一个段的负结构。

尤其是，还包括用于制造根据本发明的菲涅尔透镜的工具。而且，根据本发明的工具包括具有仅单个菲涅尔透镜或者甚至多个完整的菲涅尔透镜的一部分的表面结构的负结构。

用于制造菲涅尔透镜的工具通常利用钻石进行切割（菲涅尔透镜或菲涅尔透镜工具的初始形状的微机械制造）。然而，制造具有自由形式的几何形状的透镜工具在技术上是非常复杂的。实际上可通过该方法制造自由形式，但是该自由形式相比利用钻石的边缘分批切割的工具形状明显更加难以制造。由于所使用的钻石的切割边缘通常为直线形的，因此以这种方式制造的菲涅尔透镜的初始形状通常具有直线形活动边缘和非活动边缘。光学所关注的首先为活动边缘的成形。

对于透镜，非活动边缘不具有有用的光学功能，其通常被选择为尽可能地陡以保持较低的光损耗。因此，从工具中移除透镜是限制的。由于非活动边缘的变形对菲涅尔透镜的光学功能没有影响，因此也可利用如下的边缘条件进行形状优化：得到的工具形状中的光学上不相关的非活动边缘为直的或者具有有利于制造的不同形状。然而，这不能消除活动边缘必须被切割为自由形式的几何形状的困难。

因此，为了简化工具制造，提出利用多个直的或者均匀弯曲的段（参见图3a）来接近工具的最佳的活动边缘几何形状。在利用这种工具所制造的菲涅尔透镜的情况下，在偏离制造温度的温度下，热变形导致活动边缘的形状接近特定的且所期望的几何形状，但不是准确地复制该形状。甚至在用于形状优化的计算机计算中，可考虑在内的是，具有最终的工具形状的活动边缘由多个直的或者均匀弯曲的段组成。

因此，可利用通过计算机模拟（例如FEM）而确定的形状切割工具，从而例如在不对应于制造温度的温度下可制造具有特定的期望形状的菲涅尔透镜。

另外，该工具可由以下材料组成或包括以下材料：可固化的塑性材料，氟化烃、乙烯-四氟乙烯共聚物（ETFE）、聚四氟乙烯（PTFE）；可能刚性的塑性材料，聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）；铝、铜、镍、镍合金、黄铜。

还有一种根据本发明的用于制造前面所描述的表面结构或者菲涅尔透镜的方法，对于特定的温度变化，通过模拟计算而确定表面结构的热变形，对于在使用期间所发生的温度范围而确定活动边缘的表面轮廓，且实现段的形状布置，以便考虑所模拟的热变形。

通过这样的方式，可简单地且经济地制造表面结构和透镜。另外，通过这样的方式制造的表面结构和菲涅尔透镜有能力将尽可能多的光聚集在太阳能电池上，条件是它们被用作聚光透镜。

例如可通过冲压成型、浇铸成型或者注射成型进行制造，液态材料或者软材料被定位成至少部分地与工具接触，并且材料或者所使用的材料至少部分地固化，在表面结构或者菲涅尔透镜制造期间的温度（等于制造温度）不对应于在表面结构使用期间的温度（等于操作温度）。

另外，根据本发明提供至少一个根据本发明的菲涅尔透镜在聚光光伏组件中的用途。

一方面，根据本发明的各个菲涅尔透镜可用在聚光光伏组件中。另一方面，然而，多个菲涅尔透镜也可布置在聚光光伏组件中。优选地，这些菲涅尔透镜可被定位在共同的载体上。

附图说明

参考后续的图1至图5以及示例1至示例3解释了根据本申请的主题，而不希望将所述主题局限于这些变型。

图1示出菲涅尔透镜结构的热变形的示意图；

图2示出菲涅尔透镜结构的示意性结构；

图3a至图3d示出设置在载体上的各种表面结构；

图4-A示出点聚焦透镜；

-B示出线聚焦透镜；

-C示出具有分段的活动边缘的表面结构；

图5-A示出点聚焦透镜；

-B示出非球面切割的活动边缘；

-C示出根据本发明分段的活动边缘；和

-D示出直线形活动边缘。

具体实施方式

图1示出设置在载体4上的表面结构1。这里示出了在高于制造温度加热的期间，在作为载体4的玻璃板上菲涅尔透镜结构热变形为表面结构1’的示意图。双阴影线的区域示出由具有高热膨胀系数的弹性材料（例如硅酮）制成的未变形的表面结构1。例如，载体4由具有低热膨胀系数的材料（例如玻璃）制成。活动边缘2以及非活动边缘3涉及在正常状态下的表面结构1。活动边缘2’和非活动边缘3’涉及在变形的状态下的表面结构1’的形状，其由于温度增加而获得。因此，变形被严重夸大地表示。

图2示意地示出设置在载体4上的表面结构1。该表面结构具有活动边缘2和非活动边缘3。

图3a示出在载体4上的在操作温度下根据本发明的表面结构1’’’的实施方式。因此，在制造温度下表面结构1’’的活动边缘的理想形状近似为三个直线段5、5’和5”，以便在温度变化期间，制造出活动边缘2’’’（在操作温度下），该活动边缘2’’’近似为平坦的。由于在该几何形状中出现独有的直线段5、5’和5”，这样的分段的活动边缘2’’（在制造温度下）比现有技术中已知的活动边缘形状明显地更易于制造。非活动边缘3’’制造成直线。在操作温度下，非活动边缘具有凹形形状3’’’。

图3b示出在操作温度下设置在载体4上的表面结构1’’’。在制造温度下，表面结构1’’具有凸形活动边缘2’’。在操作温度下，活动边缘2’’’具有直线形状。非活动边缘3’’制造成直线形。在操作温度下，非活动边缘3’’’具有凸形形状。利用这样一种结构，活动边缘的热变形将会精确地得到补偿。这仅在如下的情形中对应于现有技术：已经描述了弯曲的活动边缘且在具有大尺度面的菲涅尔透镜的情况下出于光学原因也使用弯曲的活动边缘。然而，在小尺度的面的情况下，仅能够以极大的困难制造这样的具有良好质量的形状（如果可能）。

在图3c中，示出在制造温度下具有凸形的活动边缘2’’和凸形的非活动边缘3’’的表面结构1’’（在制造温度下）。在操作温度下，表面结构1’’’的活动边缘2’’’和非活动边缘3’’’具有直线形状。此处，表面结构1’’或表面结构1’’’设置在载体4上。参照如下事实：与如在图3a中制造的根据本发明的分段的形状对比，这样形状的制造要复杂得多。

图3d示出现有技术中已知的在载体4上的表面结构1’’或表面结构1’’’。在制造温度下，活动边缘2’’和非活动边缘3’’都具有直线形状。在操作温度下，活动边缘2’’’和非活动边缘3’’’都为凹形的。

图4a示出环形的点聚焦透镜，其具有根据本发明的分段的活动边缘。

在图4b中，示出根据本发明的具有分段的活动边缘的矩形的线聚焦透镜。

图4c示出可被用于点聚焦透镜和线聚焦透镜的表面结构。在该实施方式中，活动边缘由具有不同长度的三段构成。非活动边缘具有直线形状。

图5a示出环形的点聚焦透镜，其具有根据图5b、图5c或图5d所示的不同地构造的表面结构。

在图5b中，示出在根据图5a的点聚焦透镜的中心存在的表面结构的表面形状。因此，非活动边缘具有直线形状。此处，活动边缘被沿非球面切割。

图5c示出根据本发明的表面结构。因此，分段的活动边缘具有向外减少数目的段。非活动边缘为直线形的。该表面结构在点聚焦透镜中存在于中心区域（图5b）和外部区域（图5d）之间的区域中。

图5d示出具有直线形的活动边缘和直线形的非活动边缘的表面结构。该表面形状用在根据图5a的点聚焦透镜的外部区域中。

示例1

示例1为具有同心的菲涅尔棱镜的点聚焦菲涅尔透镜，其中所有的活动边缘具有包括与图3a中的三个段相似的三个段的结构。为每个菲涅尔棱镜且因此为每个活动边缘，单独地优化各个活动边缘的确切形状。因此，活动边缘的三个段中的每个段具有不同的角度且各个段的长度同样是不恒定的，即活动边缘的三个段通常具有不相等的长度（图4a）。

示例2

示例2为具有线性菲涅尔棱镜的线性线聚焦菲涅尔透镜，其活动边缘分别由类似于图3a中的三个段的三个段组成。为每个菲涅尔棱镜单独地优化各个活动边缘的确切形状。因此，每个段具有不同的角度和不同的长度（图4b）。

示例3

示例3为具有同心的菲涅尔棱镜的点聚焦菲涅尔透镜，其中，中心棱镜或面具有非球形的或球形的活动边缘且分段的活动边缘进一步向外靠近。因此，每个活动边缘的段的数目随着菲涅尔棱镜距离光学轴线的间距的增加而减少。在透镜的外部区域中，菲涅尔透镜仅具有一个直的活动边缘。为每个菲涅尔棱镜单独地优化活动边缘的各个段的确切布置和角度，以便在操作温度下总体尽可能最佳地接近所期望的活动边缘形状（图5）。

Claims (27)

1.一种表面结构，其至少一个面由活动边缘和非活动边缘构成，所述活动边缘具有长度相等或长度不同的至少两个段，在所述表面结构是菲涅耳透镜的情况下，所述活动边缘是所述面的光被折射的边缘或者全反射有效的边缘，所述非活动边缘是所述面的光学上不使用的边缘，在所述表面结构是用于制造菲涅耳透镜的工具的情况下，所述活动边缘是形成所述菲涅耳透镜的光被折射或者全反射有效的边缘的所述面的边缘，所述非活动边缘是形成光学上不使用的边缘的所述面的边缘，并且，在所述表面结构不具有光学功能且不作为用于制造菲涅耳透镜的工具的情况下，所述活动边缘是所述面的较长边缘，所述非活动边缘是所述面的较短边缘，

所述段至少在一些区域中具有相同的表面轮廓且所述段被设置成使得至少一个段能够通过旋转大于0°且小于10°的角度和移位而被转移到至少在一些区域中的相邻的段中，所述段被设置成使得预定的热变形被补偿。

2.根据权利要求1所述的表面结构，其中，在所述面的轮廓中横跨所述非活动边缘的端点和所述活动边缘的端点的三角形在所述非活动边缘和所述活动边缘的共同端点处具有小于100°的内角。

3.根据权利要求1或2所述的表面结构，其中，所述非活动边缘的接触点和所述活动边缘的接触点分别与所述非活动边缘的端部和所述活动边缘的端部的直线连接包括小于100°的角。

4.根据权利要求1或2所述的表面结构，其特征在于，所述段为直线的、凹形的或者凸形的。

5.根据权利要求1或2所述的表面结构，其特征在于，所述活动边缘为凹形的或者凸形的。

6.根据权利要求1或2所述的表面结构，其特征在于，至少一个面的高度在50μm至3mm之间。

7.根据权利要求1或2所述的表面结构，其特征在于，所述表面结构的材料包括以下材料或由以下材料组成：硅酮、聚甲基丙烯酸甲酯、透光的塑性材料、玻璃、银、铝、铜、镍、镍合金和/或黄铜。

8.根据权利要求7所述的表面结构，其特征在于，所述透光的塑性材料是离子交联聚合物、聚乙烯醇缩丁醛、乙烯醋酸乙烯酯或者聚亚安酯。

9.根据权利要求7所述的表面结构，其特征在于，所述玻璃是有机玻璃。

10.根据权利要求9所述的表面结构，其特征在于，所述有机玻璃是丙烯酸玻璃。

11.一种具有至少一个根据权利要求1至10中的任一项所述的表面结构的菲涅尔透镜。

12.根据权利要求11所述的菲涅尔透镜，其特征在于，所述菲涅尔透镜还具有至少一个具有球形活动边缘的表面结构。

13.根据权利要求11或12所述的菲涅尔透镜，其特征在于，所述菲涅尔透镜具有同心设置的至少两个表面结构。

14.根据权利要求11或12所述的菲涅尔透镜，其特征在于，所述菲涅尔透镜具有线性地且平行相邻地设置的至少两个表面结构。

15.根据权利要求11或12所述的菲涅尔透镜，其特征在于，所述菲涅尔透镜被应用在载体上，所述载体由以下材料组成或包括以下材料：玻璃，聚甲基丙烯酸甲酯和/或透光的塑性材料。

16.根据权利要求15所述的菲涅尔透镜，其特征在于，所述透光的塑性材料是离子交联聚合物、聚乙烯醇缩丁醛、乙烯醋酸乙烯酯和/或聚亚安酯。

17.根据权利要求15所述的菲涅尔透镜，其特征在于，所述玻璃是有机玻璃。

18.根据权利要求17所述的菲涅尔透镜，其特征在于，所述有机玻璃是丙烯酸玻璃。

19.根据权利要求15所述的菲涅尔透镜，其特征在于，所述载体具有圆形的、卵形的、正方形的、矩形的或者六边形的形状。

20.根据权利要求11或12所述的菲涅尔透镜，其特征在于，所述菲涅尔透镜具有膨胀系数不同的至少两种材料。

21.根据权利要求11或12所述的菲涅尔透镜，其特征在于，所述菲涅尔透镜为会聚透镜或发散透镜。

22.根据权利要求11或12所述的菲涅尔透镜，其特征在于，所述菲涅尔透镜为点聚焦菲涅尔透镜或线聚焦菲涅尔透镜。

23.一种用于制造根据权利要求1至10中的任一项所述的表面结构的工具，所述工具具有包括至少一个面、至少一个活动边缘或者至少一个段的负结构。

24.根据权利要求23所述的工具，其特征在于，所述工具由以下材料组成或包括以下材料：氟化烃，乙烯-四氟乙烯共聚物，聚四氟乙烯，塑性材料，聚甲基丙烯酸甲酯，铝，铜，镍，镍合金和/或黄铜。

25.根据权利要求24所述的工具，其特征在于，所述塑性材料是可固化的塑性材料。

26.一种用于制造根据权利要求1至10中的任一项所述的表面结构或者根据权利要求11至22中的任一项所述的菲涅尔透镜的方法，

对于特定的温度变化，通过模拟计算而确定所述表面结构的热变形，

针对在使用期间所发生的温度范围而确定所述活动边缘的表面轮廓，

以及实现所述段的形状布置，以便考虑所模拟的热变形。

27.至少一个根据权利要求11至22中的任一项所述的菲涅尔透镜在聚光光伏组件中的用途。