CN104487874A - 光学元件以及聚光型太阳光发电装置 - Google Patents

光学元件以及聚光型太阳光发电装置 Download PDF

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Abstract

提供即使在温度差大的环境下也能够防止翘曲的发生、形成在表面的光学功能图案由于应力所致的变形的光学元件以及聚光型太阳光发电装置。聚光型太阳光发电装置(1)的对太阳光进行聚光的光学元件(4)具有：玻璃基板（5）；以及片状成形体(6)，其一个面具有菲涅尔透镜图案(6a)而且另一个面接合在玻璃基板(5)上，并且由有机性树脂构成，片状成形体(6)的拉伸弹性模量为1500MPa以下、线膨胀系数为7.0×10-5/℃以下、在厚度400μm中的波段350nm~1850nm的平均透过率为85%以上、雾度值为1.0%以下。

Description

光学元件以及聚光型太阳光发电装置
技术领域
本发明涉及在表面形成有光学功能图案的光学元件以及聚光型太阳光发电装置。
背景技术
近年来，自然能源的利用受到关注，其中之一有通过太阳电池将太阳光的能量转换为电力的太阳光发电。作为这种太阳光发电已知的有：为了提高发电效率(光电转换效率)并得到大电力，在配置于同一平面上的多个太阳电池元件的前方侧配设有用于使太阳光聚光到各太阳电池元件的聚光透镜(光学元件)的聚光型太阳光发电装置(例如参照专利文献1)。
聚光型太阳光发电装置通过利用聚光透镜对太阳光聚光并使太阳电池元件受光的结构，从而能够减小昂贵的太阳电池元件的大小，因此能够谋求发电装置整体的低成本化。因此，聚光型太阳光发电装置在日照时间长、即便使聚光面大面积化也能够设置的广阔地区等作为电力供给用途而正在普及。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：特开2006-343435号公报。
发明内容
发明要解决的课题
在所述专利文献1的聚光型太阳光发电装置中，考虑到耐环境性等而在由PMMA树脂构成的片状的聚光透镜的太阳光入射面侧的表面接合有透明的玻璃基板。
不过，作为适合于通过聚光型太阳光发电装置发电的地区(日照时间长、即便使聚光面大面积化也能够设置的广阔地区)，虽然可例举出美国西南部(内华达州等)、欧洲地中海沿岸、中东等，但是在这些地区昼夜温度差以及冬季和夏季的气温差非常大。
因此，在使用如上所述的PMMA树脂作为形成聚光型太阳光发电装置的聚光透镜的树脂材料的情况下，在如上所述的温度差(气温差)大的地区，由于该温度差而在聚光透镜产生热膨胀收缩。例如，在温度差为40度左右的环境下，对于由1m2大小的PMMA树脂构成的聚光透镜，会产生几mm左右的热膨胀收缩。当在聚光透镜产生几mm左右的热膨胀收缩时，由于所粘接的玻璃基板的刚性而在聚光透镜的缘部侧发生翘曲，由此被聚光的光的一部分从太阳电池元件的受光区域偏离，因此发电效率降低。
另外，在使用硅树脂形成聚光型太阳光发电装置的聚光透镜并将玻璃基板接合到该聚光透镜的结构中，线膨胀系数在玻璃(0.09×10-5/℃)和硅树脂(25~30×10-5/℃)中差异很大。另外，硅树脂的硬度低。
因此，在使用硅树脂作为形成聚光型太阳光发电装置的聚光透镜的树脂材料的情况下，由于所接合的玻璃与硅树脂的线膨胀系数差异很大，且硅树脂的硬度低，因此在如上所述的温度差(气温差)大的地区，存在由硅树脂构成的聚光透镜的微细的凹凸形状的菲涅尔透镜部分被施加应力而产生变形的风险。如此，当在聚光透镜的菲涅尔透镜部分产生变形时，被聚光的光的一部分从太阳电池元件的受光区域偏离，因此发电效率降低。
因此，本发明的目的在于提供一种即便在温度差大的环境下也能够防止翘曲的发生、形成在表面的光学功能图案(菲涅尔透镜等)由于应力所致的变形的光学元件以及聚光型太阳光发电装置。
用于解决问题的方案
为了达成所述目的，权利要求1记载的发明是一种光学元件，具备：透光性基板；以及片状成形体，其一个面具有光学功能图案而且另一个面接合在所述透光性基板上，并且由有机性树脂构成，其中，所述片状成形体的拉伸弹性模量为1500MPa以下、线膨胀系数为7.0×10-5/℃以下、厚度400μm时的至少可见光波段的平均透过率为85%以上、雾度值为1.0%以下，在使用金属卤化物灯将包含紫外线的光线以1kW/m2的照度照射600小时的情况下，至少在350nm~600nm的波段中的平均光透过率的降低为2%以下。此外，在本发明中，线膨胀系数是按照JIS K7197在30℃中测定的值，拉伸弹性模量是按照JIS K7127测定的值。
权利要求2记载的发明是：所述透光性基板由玻璃基材构成。
权利要求3记载的发明是：所述片状成形体使用包含丙烯酸系嵌段共聚合体(A)和丙烯酸树脂(B)的热可塑性聚合体组合物形成，在所述热可塑性聚合体组合物中，所述丙烯酸系嵌段共聚合体(A)是在分子内至少具有一个在以丙烯酸酯单元为主体的聚合体嵌段(a1)的两个末端分别结合有以甲基丙烯酸酯单元为主体的聚合体嵌段(a2)而构成的丙烯酸系嵌段共聚合体，其重量平均分子量为10000~100000；
所述丙烯酸系嵌段共聚合体(A)包含：聚合体嵌段(a2)的含量为40质量百分比以上且80质量百分比以下的丙烯酸系嵌段共聚合体(A1)，以及聚合体嵌段(a2)的含量为10质量百分比以上且小于40质量百分比的丙烯酸系嵌段共聚合体(A2)；
所述丙烯酸树脂(B)主要由甲基丙烯酸酯单元构成；
丙烯酸系嵌段共聚合体(A)与丙烯酸树脂(B)的质量比[(A)/(B)]为97/3~10/90。
权利要求4记载的发明是：在所述片状成形体中包含紫外线吸收剂。
权利要求5记载的发明是：在所述透光性基板中含有紫外线吸收剂。
权利要求6记载的发明是：在所述透光性基板的与接合有所述片状成形体的面相反侧的面形成有紫外线吸收层。
权利要求7记载的发明是：在所述透光性基板的与接合有所述片状成形体的面相反侧的面实施有防污处理。
权利要求8记载的发明是：在所述透光性基板的与接合有所述片状成形体的面相反侧的面实施有反射防止处理。
权利要求9记载的发明是：对于接合在所述透光性基板上的所述片状成形体的剥离接合强度为25N/25mm以上。此外，本发明记载的剥离接合强度是以由JISK685-2规定的测定180度剥离接合强度的方法测定的值。
权利要求10记载的发明是：对所述片状成形体的与所述透光性基板的接合面实施等离子体处理、准分子处理、电晕处理中的任一个处理之后，在该接合面接合所述透光性基板。
权利要求11记载的发明是：形成于所述片状成形体的所述光学功能图案为菲涅尔透镜图案。
权利要求12记载的发明的聚光型太阳光发电装置，其具备：光学元件，其对太阳光进行聚光，以及太阳电池元件，其对由所述光学元件聚光的太阳光受光并进行光电转换，其中，所述光学元件为权利要求11所记载的光学元件。
发明的效果
根据本发明的光学元件，接合在透光性基板的由有机性树脂构成的片状成形体的拉伸弹性模量为1500MPa以下、线膨胀系数为7.0×10-5/℃以下，在厚度400μm时的至少可见光波段的平均透过率为85%以上、雾度值为1.0%以下。
因此，该片状成形体的光透过率良好，另外，由于拉伸弹性模量小到1500MPa以下，因此即便在温度变化大的环境下翘曲量也小，进一步地，由于线膨胀系数为7.0×10-5/℃以下，其比硅树脂小，因此即便在温度变化大的环境下，也能够抑制形成在表面的光学功能图案的变形小。
进一步地，根据本发明的光学元件，优选的是相对于透光性基板的面积的厚度为相对面积1m2厚度为5mm以下，片状成形体以透光性基板的厚度的1/15以上的厚度形成，使用岩崎电气株式会社制造的SUV-W151E装置，在使用额定电力4kW的一盏水冷金属卤化物灯(M04-L21WBX/SUV)，将包含紫外线的光线在290~450nm的波长范围内在1kW/m2的紫外线放射照度的条件下照射600小时的情况下，至少350~600nm的波段中的平均光透过率的降低为2%以下。
因此，该片状成形体能够经过长期地维持良好的光透过率。
另外，根据本发明的聚光型太阳光发电装置，由于将本发明的光学元件作为聚光透镜配置，因此即便在温度变化大的环境下也能够经过长期地将太阳光良好地聚光在太阳电池元件的受光区域而维持高的发电效率。
附图说明
图1是示出本发明的实施方式的具备光学元件的聚光型太阳光发电装置的概要结构的截面图。
图2是示出本发明的实施方式的从聚光型太阳光发电装置的太阳光入射侧观看的概要的平面图。
图3A是示出在光学元件表面设置有紫外线吸收层的聚光型太阳光发电装置的概要结构的截面图。
图3B是示出在光学元件表面设置有防污涂层的聚光型太阳光发电装置的概要结构的截面图。
图3C是示出在光学元件表面设置有反射防止涂层的聚光型太阳光发电装置的概要结构的截面图。
图4A是示出实施例1的光学元件中的光的透过率的测定结果的图。
图4B是示出比较例1的光学元件中的光的透过率的测定结果的图。
具体实施方式
以下，根据图示的实施方式说明本发明。图1是示意性地示出本发明的实施方式的具备光学元件的聚光型太阳光发电装置的概要结构的概要截面图。
<聚光型太阳光发电装置的整体结构>
如图1所示，本实施方式的聚光型太阳光发电装置1具备如下主要结构部件：太阳电池元件(太阳电池单元)2，其对受光的太阳光进行光电转换；太阳电池基板3，其安装有该太阳电池元件2；以及光学元件4，其以与太阳电池元件2的前方侧(太阳光入射侧)相向的方式配置，并对太阳光进行聚光。此外，在图1中，L1示出入射到光学元件4的太阳光，L2示出由光学元件4聚光的太阳光。
光学元件4由设置于太阳光入射侧的透光性基板（特别是玻璃基板5）、和接合在该玻璃基板5的出射侧(与太阳电池元件2相向的侧)的面的片状成形体6构成，该片状成形体6由具有透光性的有机性树脂构成(关于作为本发明的特征的片状成形体6的详情在后面描述)。在与片状成形体6的与玻璃基板5相反侧(与太阳电池元件2相向的侧)的面形成有使所入射的太阳光聚光于太阳电池元件2的受光区域的菲涅尔透镜图案6a并呈同心圆状。如此，形成有该菲涅尔透镜图案6a的片状成形体6作为聚光透镜而发挥功能。
如图2所示，在该聚光型太阳光发电装置1中，在太阳电池基板上以固定间隔安装有多个太阳电池元件2，另外将多个光学元件4一体地设置在同一平面上并且分别与各太阳电池元件2的受光区域相向。
虽然玻璃基板5与片状成形体6能够以热压接、粘接剂等公知的方法来接合，但是厚度精度等点来看优选为热压接。在本实施方式中，通过使玻璃基板5与片状成形体6热压接而使两者接合。
此外，优选的是以对于接合在玻璃基板5的片状成形体6的剥离接合强度成为25N/25mm以上的方式来牢固地进行接合，更优选的是使得成为50N/25mm以上。如果剥离接合接强度为25N/25mm以上，则能够经过长期地确实地防止片状成形体6从玻璃基板5剥离。
此外，优选的是在使玻璃基板5与片状成形体6接合之前，对片状成形体6与玻璃基板5的接合面进行等离子体处理，之后接合在玻璃基板5。通过对片状成形体6与玻璃基板5的接合面进行等离子体处理并进行表面改质，能够更加提高与玻璃基板5接合时的密合性。此外，除了等离子体处理以外，还能够实施准分子处理、电晕处理来进行表面改质。
另外，作为制作在玻璃基板5接合有片状成形体6的结构的光学元件4的方法，可例举出公知的热挤压(press)成形法、真空层压成形法。
本发明的实施方式所记载的真空层压法是如下的方法：在通过使要被成形的片材与铸模在接近室温的温度状态下降低压力而去除片材与铸模之间的气泡之后，通过一边进行加热一边从上下方向均等地给予压力而将铸模的形状转印到片材来制作成形体。
在热挤压成形法、真空层压成形法的任何一方中，都可举出在把成形之前的片状的薄膜热压接并密合于玻璃之后，在薄膜上配置镍压模等赋型铸模并一边给予压力一边形成片状成形体6的方法、或者一边用玻璃/薄膜/压模同时进行加热一边给予压力而制作片状成形体6的方法。
此外，玻璃基板5与片状成形体6的接合除了上述热压接以外，还能够使用粘接剂。作为粘接剂，优选的是透光性、耐候性等优良的包含甲基丙烯酸甲酯(methyl methacrylate)与丙烯酸单体(acrylic monomer)等的丙烯酸树脂(acrylic resin)系粘接剂、硅树脂粘接剂等。特别优选的是使用由与片状成形体6相同种类的树脂构成的粘接剂。另外，涂布厚度尽量薄的为佳。
各太阳电池元件2和各光学元件4以精度良好地定位而配置，另外太阳电池基板3与光学元件4之间的侧面周围等密封而防止太阳电池基板3与光学元件4之间的空间内部侵入湿气(水分)、灰尘等。此外，根据聚光型太阳光发电装置1的大小、设置场所等任意地设定相向配置的太阳电池元件2与光学元件4的数量、大小。
<片状成形体6的详情>
本发明的片状成形体6使用透明性、耐候性、柔软性等优良的包含如下的丙烯酸系嵌段共聚合体(acrylic block copolymer)(A)和丙烯酸树脂(B)的热可塑性聚合体组合物而形成。
在上述热可塑性聚合体组合物中，上述丙烯酸系嵌段共聚合体(A)是在分子内至少具有一个在以丙烯酸酯(acrylic ester)单元为主体的聚合体嵌段(a1)的两个末端分别结合有以甲基丙烯酸酯(methacrylic ester)单元为主体的聚合体嵌段(a2)而构成的丙烯酸系嵌段共聚合体，其重量平均分子量为10000~100000；
所述丙烯酸系嵌段共聚合体(A)包含：聚合体嵌段(a2)的含量为40质量百分比以上且80质量百分比以下的丙烯酸系嵌段共聚合体(A1)，以及聚合体嵌段(a2)的含量为10质量百分比以上且小于40质量百分比的丙烯酸系嵌段共聚合体(A2)；
所述丙烯酸树脂(B)主要由甲基丙烯酸酯单元构成；
丙烯酸系嵌段共聚合体(A)与丙烯酸树脂(B)的质量比[(A)/(B)]为97/3~10/90。
此外，所述丙烯酸系嵌段共聚合体(A)是在分子内至少具有一个在以丙烯酸酯单元为主体的聚合体嵌段(a1)的两个末端分别结合有以甲基丙烯酸酯单元为主体的聚合体嵌段(a2)而构成、即(a2)—(a1)—(a2)的结构(在该结构中“—”示出化学结合)的丙烯酸系嵌段共聚合体。
另外，所述丙烯酸树脂(B)主要是由甲基丙烯酸酯单元构成的丙烯酸树脂。根据提高由上述的热可塑性聚合体组合物构成的片状成形体的透明性、成形加工性等的观点，优选的是以甲基丙烯酸酯的单独聚合体或者以甲基丙烯酸酯单元为主体的共聚合体。
在国际公开公报WO2010/055798记载有本实施方式中的上述热可塑性聚合体组合物的详情。而且，例如能够通过公知的T模(T-die)法、膨胀(inflation)法等来制造由该热可塑性聚合体组合物构成的片状成形体(在表面形成有菲涅尔透镜图案之前的成形体)。
另外，作为在由该热可塑性聚合体组合物构成的片状成形体6的表面形成菲涅尔透镜图案6a的方法，可例举出公知的挤压成形法、射出成形法、使用了紫外线固化性树脂的2P(PhotoPolymerization：光聚合)成形法等。
由上述热可塑性聚合体组合物形成的片状成形体6的物性为如下。
即，片状成形体6的拉伸弹性模量为1500MPa以下，线膨胀系数为7.0×10-5/℃以下，厚度400μm中的波段350~1850nm的平均透过率为85%以上，雾度值为1.0%以下。另外，相对于玻璃基板5的面积的厚度为相对面积1m2厚度为5mm以下，所述片状成形体6以玻璃基板5的厚度的1/15以上的厚度形成时效果更加显著。进一步地，在使用金属卤化物灯将紫外线波段的光线以1kW/m2的照度照射600小时的情况下，在350~600nm的波段中的平均光透过率的降低为2%以下。
本实施方式的片状成形体6使用包含上述丙烯酸系嵌段共聚合体(A)和丙烯酸树脂(B)的热可塑性聚合体组合物而形成，因此拉伸弹性模量与PMMA树脂相比低，线膨胀系数与硅树脂相比小。
因此，该片状成形体6与玻璃基板5接合的光学元件4即便在温度差大的环境下，片状成形体6的翘曲量也小且片状成形体6的菲涅尔透镜图案6a的变形量也小。由此，即便在温度差大的环境下，由该光学元件4聚光的光也由太阳电池元件2的受光区域良好地受光，且还抑制光透过率的降低，因此能够经过长期地稳定地维持良好的发电效率。
另外，也可以构成为在上述片状成形体6和/或玻璃基板5中包含紫外线吸收剂。进一步地，如图3A所示，也可以在玻璃基板5的太阳光入射侧的表面涂布紫外线吸收剂并形成紫外线吸收层7。通过这种结构，入射到光学元件4的太阳光的紫外线被吸收，因此能够抑制由紫外线所致的片状成形体6的着色、物性的变化，经过长期地维持良好的发电效率。
另外，如图3B所示，也可以在玻璃基板5的太阳光入射侧的表面涂布防污涂剂而形成防污涂层8。通过如此实施防污处理而抑制沙尘等向玻璃基板5的太阳光入射侧的表面的附着，来抑制光透过率的降低，由此能够经过长期地维持良好的发电效率。
进一步地，如图3C所示，也可以在玻璃基板5的太阳光入射侧的表面涂布反射防止涂剂而形成反射防止涂层9。通过如此实施反射防止处理来能够进一步提高太阳光的透过率，进一步提高发电效率。
实施例
接着，为了评价所述的本发明的光学元件4的效果，利用以下示出的具有本发明的实施例1~4和比较用的比较例1~4的结构的各光学元件进行评价。
<实施例1>
在实施例1中，为了提高密合性，在对线膨胀系数为6.6×10-5/℃、MD方向(长度方向)的拉伸弹性模量为300MPa、TD方向(宽度方向)的拉伸弹性模量为200MPa的由甲基丙烯酸甲酯(MMA)与丙烯酸丁酯(BA)的嵌段共聚合体和甲基丙烯酸树脂的混合物(相当于上述的热可塑性聚合体组合物)构成的厚度400μm的树脂片(相当于形成有所述菲涅尔透镜图案之前的片状成形体)进行下述等离子体处理之后，制作一边施加175℃的温度一边与厚度2mm的透明的玻璃基板进行压接并贴合而构成的光学元件。
作为所述嵌段共聚合体，使用MMA/BA=50/50的B-1和MMA/BA=30/70的B-2。作为甲基丙烯酸树脂使用了parapet (パラペット)H1000B(株式会社可乐丽(kuraray)制)。而且，作为使B-1为50质量百分比、使B-2为20质量百分比、使甲基丙烯酸树脂为30质量百分比的比例的混合物，得到所述热可塑性树脂组合物。
等离子体处理如下进行。使用春日电机株式会社制的大气压等离子体装置APG-500型，并在供给气流量为190NL/min、额定输出电力为450~500W、照射距离为10mm的条件下进行照射。在大气等离子体所照射的面积大约为3cm2、等离子体在同一场所大约照射1秒钟的条件下移动头部而对树脂片整体进行等离子体的照射。
而且，测定出利用金属卤化物灯(在波段290~450nm(紫外线波段)、1kW/mm2的照度)从该光学元件的玻璃基板侧照射600小时前后的光的透过率的变化。图4A是实施例1中的光的透过率的测定结果，a为照射600小时之后的透过率特性，b为照射开始前(照射时间0)的透过率特性。
从图4A的测定结果可知，上述实施例1的光学元件在利用金属卤化物灯照射600小时前后也大致不变化而具有良好的透过率。此外，照射600小时后的光学元件在波段350~400nm中的透过率有所提高。
<实施例2>
在实施例2中，把在与实施例1相同的条件下制作的光学元件切成边长50cm的正方形，将该光学元件载置于平坦的测定台，并测定出温度变化时的所述树脂片(相当于形成有所述菲涅尔透镜图案之前阶段的片状成形体)的翘曲量。
在该翘曲量测定中，室温时的该树脂片的周边部与中央部中的翘曲量为0mm。而且，在从室温经规定时间将温度上升至65℃的情况下，该树脂片的周边部中的翘曲量为0.5mm的小的翘曲量。此外，中央部中的翘曲量大致为0mm。
<实施例3>
在实施例3中，使用与实施例1相同的树脂片，通过公知的真空层压成形法，制作形成有边长20cm的正方形的菲涅尔透镜图案的聚光透镜与透明的玻璃基板贴合而构成的光学元件。
而且，相对于固定的该光学元件，在菲涅尔透镜图案的焦点位置处配置边长10mm的正方形的受光传感器，将激光器光 (波长532nm、光斑直径5mmφ)从玻璃基板侧入射而扫描菲涅尔透镜图案面的整个面而测定出受光传感器的受光量。而且，在取下该光学元件的状态下同样地入射激光器光(波长532nm、光斑直径5mmφ)而测定出没有菲涅尔透镜图案时的受光传感器的受光量。
而且，对通过所述光学元件的菲涅尔透镜图案面而由受光传感器受光的受光量、以及通过光学元件的菲涅尔透镜图案而由受光传感器受光的受光量对于没有菲涅尔透镜图案时的由受光传感器受光的受光量的比率(透镜聚光效率)进行评价。其结果，由本实施例中的光学元件的菲涅尔透镜图案所致的透镜聚光效率为90.07%。
<实施例4>
在实施例4中，对与实施例3相同结构的光学元件从室温经规定时间将温度上升至50℃的状况下，与实施例3同样地评价透镜聚光效率。其结果，由本实施例中的光学元件的菲涅尔透镜图案所致的透镜聚光效率为89.96%。从该结果得知在室温的25℃和50℃下透镜聚光效率大致不变化。
另外，对从本实施例中的光学元件的玻璃基板侧将激光器光入射到从菲涅尔透镜图案面的中心偏离75mm的位置时的焦点位置上的光斑形状的扩大状态，在温度为15℃和50℃的情况下进行观察。其结果，即便在温度为15℃和50℃的情况下，激光器光的光斑形状的扩大也较小。
<比较例1>
在比较例1中，作为实施例1的光学元件的替代品使用市场上销售的厚度3mm的丙烯酸树脂片(可乐丽社制：商品名称[parapet GH-SN])，与实施例1同样地测定利用金属卤化物灯(在波段290~450nm(紫外线波段)下1kW/mm2的照度)照射600小时前后的光透过率的变化。图4B是比较例1中的光透过率的测定结果，a为照射600小时之后的透过率特性，b为照射开始前(照射时间0)的透过率特性。
从图4B的测定结果可知，上述厚度3mm的丙烯酸树脂片在利用金属卤化物灯照射600小时之后，波段350~600nm上的光透过率大幅降低。特别是在短波长区域侧的降低显著。即，得知在丙烯酸树脂片单独的成形体中耐光性劣化。
<比较例2>
在比较例2中，替代在实施例1中使用于光学元件的树脂片，制作使用拉伸弹性模量为3300MPa、厚度400μm的PMMA片的、其它与实施例1同样的光学元件，在与实施例2相同的条件下，测定出温度变化时的光学元件的翘曲量。
在该翘曲量测定中，室温时的该光学元件的周边部与中央部中的翘曲量为0.0mm。而且，在从室温经规定时间将温度上升至65℃的情况下，该光学元件的周边部中的翘曲量为2.1mm。如此，与实施例2相比成为翘曲量大的结果。
<比较例3>
在比较例3中，替代在实施例1中使用的树脂片使用硅树脂片，与实施例3同样地通过公知的真空层压成形法来制作形成有边长20cm的正方形的菲涅尔透镜图案的聚光透镜与透明的玻璃基板贴合而构成的光学元件。
而且，与实施例3同样地，相对于固定的该光学元件，在菲涅尔透镜图案的焦点位置处配置边长10mm的正方形的受光传感器，将激光器光(波长532nm、光斑直径5mmφ)从玻璃基板侧入射而扫描菲涅尔透镜图案面的整个面而测定出受光传感器的受光量，进一步地在取下该光学元件的状态下同样地入射激光器光(波长532nm、光斑直径5mmφ)而测定出在没有菲涅尔透镜图案时的在受光传感器的受光量。
而且，对通过所述光学元件的菲涅尔透镜图案面而由受光传感器受光的受光量、以及通过光学元件的菲涅尔透镜图案而由受光传感器受光的受光量对于没有菲涅尔透镜图案时的由受光传感器受光的受光量的比率(透镜聚光效率)进行评价。其结果，由比较例3中的光学元件的菲涅尔透镜图案面所致的透镜聚光效率为87.9%，与实施例3的情况相比降低。
<比较例4>
在比较例4中，对与比较例3相同结构的光学元件(形成有菲涅尔透镜图案的硅树脂片与玻璃基板贴合而构成的光学元件)从室温经规定时间将温度上升至50℃的状况下，与实施例3(比较例3)同样地评价透镜聚光效率。其结果，由比较例4中的光学元件的菲涅尔透镜图案面所致的透镜聚光效率为80.8%，与实施例4的情况相比降低。另外，与比较例3相比当在未给予热时相比时，聚光效率大幅降低。
另外，对从比较例4中的光学元件的玻璃基板侧将激光器光入射到从菲涅尔透镜图案面的中心偏离75mm的位置时的焦点位置上的光斑形状的扩大状态，在温度为15℃和50℃的情况下进行观察。其结果，虽然在温度为15℃的情况下激光器光的光斑形状扩大较小，但是在50℃的情况下激光器光的光斑形状的扩大变成较大。
相关申请的相互参照
本申请主张基于2012年7月9日在日本专利局申请的特愿2012-153534号的优先权，并通过参照将其公开的全部内容完全纳入于本说明书中。
附图标记说明
1：聚光型太阳光发电装置；2：太阳电池元件；4：光学元件；5：玻璃基板(透光性基板)；6：片状成形体；6a：菲涅尔透镜图案(光学功能图案)。

Claims (12)

1.一种光学元件，其具备：透光性基板；以及片状成形体，其一个面具有光学功能图案而且另一个面接合在所述透光性基板上，并且由有机性树脂构成，所述光学元件的特征在于：
所述片状成形体的拉伸弹性模量为1500MPa以下、线膨胀系数为7.0×10-5/℃以下、厚度400μm时的至少可见光波段的平均透过率为85%以上、雾度值为1.0%以下，
在使用金属卤化物灯将包含紫外线的光线以1kW/m2的照度照射600小时的情况下，至少在350nm~600nm的波段中的平均光透过率的降低为2%以下。
2.根据权利要求1所述的光学元件，其特征在于，
所述透光性基板由玻璃基材构成。
3.根据权利要求1或者2所述的光学元件，其特征在于，
所述片状成形体使用包含丙烯酸系嵌段共聚合体(A)和丙烯酸树脂(B)的热可塑性聚合体组合物形成，
在所述热可塑性聚合体组合物中，所述丙烯酸系嵌段共聚合体(A)是在分子内至少具有一个在以丙烯酸酯单元为主体的聚合体嵌段(a1)的两个末端分别结合有以甲基丙烯酸酯单元为主体的聚合体嵌段(a2)而构成的丙烯酸系嵌段共聚合体，其重量平均分子量为10000~100000；
所述丙烯酸系嵌段共聚合体(A)包含：聚合体嵌段(a2)的含量为40质量百分比以上且80质量百分比以下的丙烯酸系嵌段共聚合体(A1)，以及聚合体嵌段(a2)的含量为10质量百分比以上且小于40质量百分比的丙烯酸系嵌段共聚合体(A2)；
所述丙烯酸树脂(B)主要由甲基丙烯酸酯单元构成；
丙烯酸系嵌段共聚合体(A)与丙烯酸树脂(B)的质量比[(A)/(B)]为97/3~10/90。
4.根据权利要求1~3中的任一项所述的光学元件，其特征在于，
在所述片状成形体中包含紫外线吸收剂。
5.根据权利要求1~4中的任一项所述的光学元件，其特征在于，
在所述透光性基板中含有紫外线吸收剂。
6.根据权利要求1~5中的任一项所述的光学元件，其特征在于，
在所述透光性基板的与接合有所述片状成形体的面相反侧的面形成有紫外线吸收层。
7.根据权利要求1~6中的任一项所述的光学元件，其特征在于，
在所述透光性基板的与接合有所述片状成形体的面相反侧的面实施有防污处理。
8.根据权利要求1~7中的任一项所述的光学元件，其特征在于，
在所述透光性基板的与接合有所述片状成形体的面相反侧的面实施有反射防止处理。
9.根据权利要求1~8中的任一项所述的光学元件，其特征在于，
对于接合在所述透光性基板上的所述片状成形体的剥离接合强度为25N/25mm以上。
10.根据权利要求1~9中的任一项所述的光学元件，其特征在于，
对所述片状成形体的与所述透光性基板的接合面实施等离子体处理、准分子处理、电晕处理中的任一个处理之后，在该接合面接合所述透光性基板。
11.根据权利要求1~10中的任一项所述的光学元件，其特征在于，
形成于所述片状成形体的所述光学功能图案为菲涅尔透镜图案。
12.一种聚光型太阳光发电装置，其具备：光学元件，其对太阳光进行聚光，以及太阳电池元件，其对由所述光学元件聚光的太阳光受光并进行光电转换，其特征在于，
所述光学元件为权利要求11所记载的光学元件。
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