KR20110007684A - Concentrated lens for concentrate photovoltaic and manufacturing method thereof - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A light collecting lens for solar light and a method for manufacturing the same are provided to improve the efficiency of light collection by focusing solar light in a dot form at the center part of a cell. CONSTITUTION: A mold with aspherical Fresnel lens pattern is prepared. A polycarbonate mold with the aspherical Fresnel lens pattern(200) is injection-molded using the mold with the aspherical Fresnel lens pattern and the mixture of polycarbonate and ethylene glycol. A liquid silicon composition is injected to the upper side of the polycarbonate mold with the aspherical Fresnel lens pattern. Flat tempered glass(20) is stacked on the silicon composition. The silicon composition is hardened to obtain a light collection lens(100). The light collection lens is detached from the polycarbonate mold.

Description

태양광 집광을 위한 집광 렌즈 및 이의 제조방법{CONCENTRATED LENS FOR CONCENTRATE PHOTOVOLTAIC AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}CONCENTRATED LENS FOR CONCENTRATE PHOTOVOLTAIC AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 빛에너지를 전기에너지로 전환할 수 있는 태양광 발전시스템에 적용될 수 있는 비구면 프레넬 렌즈 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 특히 기존 실리콘 태양광(PV: Photovoltaic) 시스템보다 적은 대지면적에 보다 적은 비용으로 보다 많은 에너지를 생산 할 수 있도록 하는 인조화합물로 구성한 소형화된 셀에 태양광을 집광(CPV: Concentrated Photovoltaic)할 수 있는 시스템을 구동 할 수 있는 비구면 프레넬렌즈(ASPHERICS FRESNEL LENS)로 원가 및 비용 절감, 효율 증대를 위한 제조 공정에 관한 것이다.The present invention relates to an aspherical Fresnel lens which can be applied to a photovoltaic power generation system capable of converting light energy into electrical energy and a method of manufacturing the same. In particular, it is possible to concentrate photovoltaic (CPV) in a miniaturized cell made of artificial compounds that can produce more energy at a lower cost than a conventional silicon photovoltaic (PV) system. Aspheric Fresnel Lens (ASPHERICS FRESNEL LENS) that can drive the system relates to the manufacturing process for reducing cost, cost and efficiency.

태양광 산업은 21세기에 들어 가장 빠르게 성장하고 있는 분야로써 태양광은 지구상에서 생명의 원천이며 인류가 존재하는 한 지속가능한 가장 풍부하고 청정한 에너지원으로 개발 및 사용이 활발히 진행되고 있다. 이러한 태양광을 이용한 전력생산은 고갈되어가는 에너지 문제를 해결할 뿐만 아니라 화석연료 연소에 의한 이산화탄소 발생과 같은 지구온난화 문제가 전혀 발생하지 않는 그린에너지로써 경제성이 있는 태양 에너지 수집 장치가 각광을 받고 있다.The photovoltaic industry is the fastest growing field in the 21st century. Photovoltaic is the source of life on earth and is actively developed and used as the most abundant and cleanest energy source as long as humanity exists. Such solar power generation not only solves the depleted energy problem, but also the solar energy collector which is economical as a green energy that does not cause any global warming problems such as carbon dioxide generation by fossil fuel combustion.

태양 에너지를 수집하여 이용하는 분야는 크게 두 가지이다. 가정이나 회사, 관공서 등에 난방이나 온수를 이용하기 위한 태양열 분야이며, 또 다른 하나는 광전효과를 이용한 태양광 발전 분야이다. 현재 미래의 신성장 동력 에너지원으로 각광받게 될 태양 전지 관련 기술이 적용된 태양광 발전 분야에 대한 연구 및 사용화가 활발히 진행되고 있다. There are two main areas where solar energy is collected and used. The solar field is to use heating or hot water in homes, businesses, government offices, etc. Another is the photovoltaic field using photoelectric effects. Currently, research and use of the solar power generation field applying the solar cell-related technology, which will be spotlighted as a new growth engine energy source in the future, is being actively conducted.

CPV에 적용되는 비구면 프레넬 렌즈는 태양광을 집광하는 기능을 가진 렌즈로써 현재까지 발광소자 및 영상용 플라스틱 렌즈로 사용되어지고 있었으며 렌즈의 형태는 볼록렌즈의 모습이거나 두께가 두꺼운 렌즈 형상을 가졌다. Aspherical Fresnel lens applied to CPV has a function of condensing sunlight, and has been used as a light emitting device and an image plastic lens until now, and the shape of the lens has the shape of a convex lens or a thick lens.

또한 실리콘 반도체 등으로 구성된 태양광시스템은 솔라셀(SOLAR CELL)에 태양광이 입사되면 직접 또는 간접적으로 빛을 받아 전기가 발생되는 시스템 이어서 제조 공정이 까다로울 뿐만 아니라 제조비용이 고가이며 효율 또한 높지 않다. 이를 해결하기 위하여 상기 광학설계를 통하여 빛을 셀의 한 점에 100% 집광시켜 주는 얇고 가벼운 렌즈가 필요한 실정이다.In addition, a solar system composed of silicon semiconductors is a system that generates electricity by receiving light directly or indirectly when solar light is incident on a solar cell. Therefore, the manufacturing process is not only difficult, but the manufacturing cost is high and the efficiency is not high. . In order to solve this problem, there is a need for a thin and light lens that condenses 100% of light at one point of the cell through the optical design.

본 발명은 태양광 집광을 위하여 사용되는 비구면 프레넬 패턴이 형성된 집광 렌즈를 제공하고자 한다.An object of the present invention is to provide a condensing lens having an aspherical Fresnel pattern used for solar condensing.

구체적으로 본 발명은 비구면 패턴의 형성이 용이하고, 장기간 사용하여도 금속몰드에 비하여 변형 및 손상이 적으며, 실리콘과의 이형성이 우수하여 미세한 비구면 패턴이 그대로 유지될 수 있는 폴리카보네이트 몰드를 사용하여 비구면 프레넬 렌즈를 제조하는 방법을 제공하고자 한다.Specifically, the present invention uses a polycarbonate mold that is easy to form an aspherical pattern, has less deformation and damage than a metal mold even when used for a long time, and is excellent in releasability with silicon so that a fine aspherical pattern can be maintained as it is. It is intended to provide a method of manufacturing an aspherical Fresnel lens.

본 발명은 집광 렌즈 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 태양광 집광을 위하여 사용되는 비구면 프레넬 렌즈의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a light collecting lens and a method for manufacturing the same, and to a method for manufacturing an aspherical Fresnel lens used for solar light collection.

구체적으로 본 발명은 Specifically, the present invention

a) 합금동, 베릴륨동, 무산소동 또는 스타박스 봉재에 비구면 프레넬 렌즈 패턴을 형성한 금형을 제조하는 단계;a) manufacturing a mold in which an aspherical Fresnel lens pattern is formed on an alloy copper, beryllium copper, anoxic copper, or a star box rod;

b) 상기 금형을 사출기에 넣고, 폴리카보네이트와 에틸렌글리콜을 80 ~ 90 : 20 ~ 10 중량비로 혼합한 혼합물을 노즐을 통해 고압으로 분사하여 비구면 프레넬 렌즈 패턴이 형성된 폴리카보네이트 몰드를 사출하는 단계; b) inserting the mold into an injection machine, and injecting a mixture of polycarbonate and ethylene glycol in a weight ratio of 80 to 90:20 to 10 at a high pressure through a nozzle to inject a polycarbonate mold having an aspherical Fresnel lens pattern;

c) 상기 폴리카보네이트 몰드의 상부에 티타늄 이온을 30 ~ 60nm 두께로 증착하고, 그 위에 0.1 ~ 1㎛ 두께의 이리듐 박막을 증착한 후, 플리카보네이트 몰드와 지그를 조립하고, 상기 폴리카보네이트 몰드에 수소 첨가 비스페놀 HBFA(Hydroxy Butyl Floro-acetate)형 에폭시 수지가 10 ~ 20 중량% 혼합된 액상의 실리콘 조성물을 주입하여 진공 탈포하는 단계;c) depositing titanium ions with a thickness of 30 to 60 nm on top of the polycarbonate mold, depositing an iridium thin film having a thickness of 0.1 to 1 μm thereon, assembling a polycarbonate mold and a jig, and hydrogenating the polycarbonate mold. Vacuum degassing by injecting a liquid silicone composition containing 10 to 20% by weight of an added bisphenol HBFA (Hydroxy Butyl Floro-acetate) type epoxy resin;

d) 상기 기포가 제거된 액상의 실리콘 조성물 위에 판상의 강화유리를 적층하는 단계;d) laminating plate-shaped tempered glass on the liquid silicone composition from which the bubbles are removed;

e) 압력과 열을 가하여 액상의 실리콘 조성물을 경화하여 실리콘 비구면 프레넬 렌즈와 강화유리가 결합된 집광렌즈를 제조하는 단계; 및e) hardening the liquid silicone composition by applying pressure and heat to produce a condenser lens in which a silicon aspherical Fresnel lens and tempered glass are combined; And

f) 상기 이리듐 박막이 증착된 폴리카보네이트 몰드로부터 집광렌즈를 분리하는 단계;f) separating the light collecting lens from the polycarbonate mold on which the iridium thin film is deposited;

를 포함한다.It includes.

본 발명에서 비구면 프레넬 렌즈(ASPHERICS FRESNEL LENS)는 실리콘 재질로 정사면체 중심부에서 원통형의 여러 개의 띠가 계단형태 또는 톱니형태로 성형된 렌즈로, 계단 또는 톱니의 기울기 각도는 서로 상이하며 비구면의 특성을 가진다. In the present invention, the aspherical Fresnel lens (ASPHERICS FRESNEL LENS) is a lens in which a plurality of cylindrical bands are formed in the shape of a staircase or a sawtooth at the center of the tetrahedron, and the inclination angles of the steps or the teeth are different from each other and the characteristics of the aspherical surface are different. Have

이러한 비구면의 형성에 있어 결점이 발생하지 않도록 본 발명자들이 연구한 결과, 수소 첨가 비스페놀 HBFA(Hydroxy Butyl Fluoro-acetate)형 에폭시 수지가 10 ~ 20 중량% 혼합된 경우, 금형의 구석까지 흐름성이 향상되며, 이에 따라 비구면 형상이 완벽하게 형성되는 것을 발견하여 본 발명을 완성하였다. 따라서 본 발명의 비구면 렌즈는 무결점 액상 실리콘 렌즈를 특징으로 하며 태양의 적위변화에 따른 빛을 한 점에 집광함에 있어 0.01㎚이내의 오차만을 허용하는 렌즈의 수차를 가지는 추적형 태양광시스템에 사용 가능하다.The present inventors have studied to avoid defects in the formation of such aspherical surface, and when the hydrogenated bisphenol HBFA (Hydroxy Butyl Fluoro-acetate) type epoxy resin is mixed with 10 to 20% by weight, the flowability is improved to the corner of the mold. As a result, it was found that the aspherical shape is perfectly formed to complete the present invention. Therefore, the aspherical lens of the present invention is characterized by a flawless liquid silicon lens and can be used in a tracking solar system having aberration of a lens that allows only an error of less than 0.01 nm in condensing light due to the change of the sun at one point. Do.

또한, 본 발명에 따른 집광렌즈는 가로×세로가 8×3, 6×4, 5×5개로 나열 되어 일체화되도록 제조하는 것이 집광 시스템에서 안정한 구조를 가지며 성능을 향상시킬 수 있으므로 바람직하다. In addition, it is preferable that the condenser lens according to the present invention be manufactured so as to be integrated with 8 × 3, 6 × 4, and 5 × 5 horizontal x vertical lines so as to have a stable structure and improve performance in the condensing system.

본 발명은 이러한 비구면 특성을 이용하여 태양광 집광에 사용하는 것으로, 보다 구체적으로 설명하면, 상기 비구면 프레넬 렌즈는 강화유리와 접합공정을 통하여 환경의 변화 및 외부 충격에 저항력 및 내변성을 가지게 한다. 강화유리를 통과한 빛이 비구면 프레넬 렌즈를 통과하면서 굴절되어 셀의 중앙부의 한 점에 집중하게 된다. 더욱 프레넬 렌즈의 계단형 또는 톱니형상은 비구면 형상을 가짐으로 광학의 구면수차, 비점 수차, 왜곡 수차 등의 빛의 집광을 방해하는 요인을 제거할 수 있다. According to the present invention, the aspherical characteristics are used for condensing solar light. More specifically, the aspherical Fresnel lens has resistance and deformation resistance to environmental changes and external impacts through a bonding process with tempered glass. . Light passing through the tempered glass is refracted as it passes through the aspherical Fresnel lens, concentrating on a point in the center of the cell. In addition, the stepped or serrated shape of the Fresnel lens has an aspherical shape, which can remove factors that hinder light condensation such as spherical aberration, astigmatism, distortion, and the like.

상기와 같이 강화유리, 비구면 프레넬 렌즈의 결합으로 이루어진 집광렌즈는 위에서 설명한 바와 같이 태양광을 셀의 중앙부에 점 형으로 집중시켜 줌으로써 실리콘 태양광보다 두 배 이상의 효율을 기대할 수 있다.As described above, a condensing lens made of a combination of tempered glass and an aspherical Fresnel lens can be expected to be twice as efficient as silicon solar light by focusing sunlight in the center of the cell as described above.

또한 본 발명에서, 상기 합금동, 베릴륨동, 무산소동 또는 스타박스 재질의 성형체의 표면에 박막코팅 또는 양극산화 표면처리 하는 것이 바람직하다.In the present invention, it is preferable to perform a thin film coating or anodizing surface treatment on the surface of the molded body of the alloy copper, beryllium copper, oxygen-free copper or star box material.

또한, 본 발명에서 상기 타이타늄과 이리듐 이온이 증착된 박막형 폴리카보네이트 몰드는 두께가 0.5 ~ 2mm로 유연한 것이 바람직하다.In addition, in the present invention, the thin film polycarbonate mold in which the titanium and iridium ions are deposited is preferably 0.5 to 2 mm thick.

본 발명은 상기 제조방법으로 제조된 태양광 집광을 위한 집광렌즈도 본 발명의 범위에 포함되며, 상기 집광렌즈는 120mm×120mm의 크기를 가진 렌즈가가 8개×3개, 6개×4개 또는 5개×5개로 어래이 됨에 있어 인공레이저광원을 이용하여 1마이크로의 공차 내에서 결합 즉 어래이 되도록 한다.The present invention also includes a condensing lens for solar condensing produced by the manufacturing method in the scope of the present invention, the condensing lens is 8 × 3, 6 × 4 lenses having a size of 120mm × 120mm Alternatively, in the array of 5 x 5, the artificial laser light source is used to combine, or array, within a tolerance of 1 micro.

구체적으로 도 1을 참고하여 설명하면, 본 발명의 비구면 실리콘 프레넬 렌즈를 제조하는 공정은 비구면 프레넬 렌즈 형상을 가진 금형을 제조하는 단계(S1), 폴리카보네이트 몰드의 제조단계(S2), 접착력 및 광투과율을 향상시키기 위한 수소 첨가 비스페놀 HBFA형 에폭시 수지와 액상실리콘 조성물의 배합 및 기포제거단계(S3), 인공레이저광원을 이용한 강화유리 적층단계(S4), 강화유리와 프레넬 렌즈의 접합단계(S5) 및 프레넬 렌즈와 폴리카보네이트 몰드의 이형단계(S6)로 이루어진다. Specifically, referring to Figure 1, the process for producing the aspherical silicon Fresnel lens of the present invention manufacturing a mold having an aspherical Fresnel lens shape (S1), manufacturing step of the polycarbonate mold (S2), adhesive force And blending and removing bubbles (S3) of hydrogenated bisphenol HBFA type epoxy resin and liquid silicone composition to improve light transmittance, strengthening glass lamination step using artificial laser light source (S4), bonding step of tempered glass and Fresnel lens And a release step S6 of the Fresnel lens and the polycarbonate mold.

구체적으로 설명하면 먼저, 광학설계 소프트웨어를 이용하여 실리콘 비구면 프레넬 렌즈의 형상을 구현하기 위하여 회절패턴 및 굴절패턴을 설계한다. 기존의 집광렌즈는 수차 및 사각 aperture가 발생하여 광선 역추적방식 및 비구면계수를 적용한 설계 및 검증을 통해 수차 및 사각 aperture를 약 70%를 제거 하였다. 설계된 형상의 형태로는 계단형 또는 톱니형으로 비구면 형상을 가지고 있다. 앞서 설계된 형상은 메탈금형을 가공하기 위한 형상보정을 할 수 있는 전용장비를 이용하여 합금동 또는 베릴륨동, 무산소동, 스타박스 봉재를 이용하여 경면가공을 실시한다. 이때 사용 장비로는 가공전용프로그램인 디프시스 프로그램과 연동된 Ø750 pre-form에 기상계측기가 장착된 초정밀비구면가공장비를 이용할 수 있다.Specifically, first, the diffraction pattern and the refraction pattern are designed to realize the shape of the silicon aspherical Fresnel lens using optical design software. Conventional condensing lenses generate aberrations and rectangular apertures, eliminating about 70% of aberrations and square apertures through design and verification using ray tracing and aspheric coefficients. The shape of the designed shape is stepped or serrated and has an aspherical shape. The previously designed shape is mirror-processed using alloy copper or beryllium copper, oxygen-free copper, and star box bar using dedicated equipment for shape correction for processing metal molds. At this time, it is possible to use the ultra-precision aspherical processing equipment equipped with the weather gauge on the Ø750 pre-form linked with the deep processing program.

여기서 봉재는 봉상의 형태를 의미한다. 상기 합금동, 베릴륨동, 무산소동, 스타박스는 폴리카보네이트 몰드를 제작하기 위한 것으로, 가공된 표면 거칠기는 거울면과 유사한 경면을 나타내며, 합금동, 베릴륨동, 무산소동, 스타박스의 경우 가공성이 뛰어나 형상이 복잡하고 난가공 형상을 가지더라도 경면가공이 된다는 장 점과 폴리카보네이트 몰드를 사출한 후 몰드와의 이형성이 좋다는 장점이 있다. Here, the bar means the shape of the bar. The alloy copper, beryllium copper, oxygen-free copper, star box is for producing a polycarbonate mold, the processed surface roughness shows a mirror surface similar to the mirror surface, and in the case of alloy copper, beryllium copper, oxygen-free copper, star box It has the advantage of being superior in shape and complicated shape, even if it has a difficult shape, and the mirror surface processing, and the good releasability with the mold after injection of the polycarbonate mold.

이때 필요에 따라 상기 합금동, 베릴륨동 또는 무산소동, 스타박스 재질의 성형체의 표면에 PVD(Plasma Vapor Deposition)물리적 증착 방법으로 500 ~ 1000nm 두께의 이리듐, 이리듐/레늄, 백금의 이온을 증착한 나노박막코팅 또는 양극산화 표면처리를 하여 금형의 이형성을 보다 향상시키고, 수명을 향상시킬 수도 있다. At this time, nano-deposited ions of iridium, iridium / renium and platinum having a thickness of 500 to 1000 nm by PVD (Plasma Vapor Deposition) physical deposition method on the surface of the molded body of the alloy copper, beryllium copper or oxygen-free copper, star box material, if necessary Thin film coating or anodizing surface treatment may further improve mold release and improve life.

박막코팅은 메탈금형의 가공면에 Ir, Ir/Re, Pt 등을 증착하는 기술이다. 박막코팅은 진공펌프를 이용하여 챔버내부를 고진공으로 유지한 다음 반응가스를 투입 후 증착하고자 하는 물질을 이온화 즉 플라즈라 상태로 표면에 증착할 수 있는 아크이온플레이팅 등의 방법으로 증착이 가능하다. 구체적으로는 증착하고자 하는 물질을 진공챔버 내에서 target에 (-)음의 puls 전류을 인가하고 메탈금형에 바이어스를 인가하여 이온을 증착시킨다. 이때 플라즈마는 메탈금형의 가공면에 0.5 ~ 2㎛ 두께로 Ir, Ir/Re, Pt 등의 타겟을 이용하여 증착한다. 이때, 이온을 증착함에 있어 챔버의 분위기는 1.0×10-3Torr 이하의 분위기에서 챔버의 온도는 200~350℃, 6N 아르곤의 분위기에서 시행하는 것이 바람직하며, 이온충돌은 평균자유행정거리인

Figure 112009043525002-PAT00001
을 기준으로 하여 한 개의 입자가 다른 입자와 충돌 없이 이동 가능한 거리의 평균값 이론을 따르는 것이 바람직하다.Thin film coating is a technique for depositing Ir, Ir / Re, Pt, etc. on the metal mold processing surface. The thin film coating can be deposited by a method such as arc ion plating, which maintains the inside of the chamber at a high vacuum by using a vacuum pump, and then deposits a substance to be deposited on the surface in the state of ionization, that is, a plasma, after adding a reaction gas. . Specifically, ions are deposited by applying a negative puls current to a target in a vacuum chamber and applying a bias to a metal mold in a vacuum chamber. At this time, the plasma is deposited by using a target such as Ir, Ir / Re, Pt to a thickness of 0.5 ~ 2㎛ on the metal mold processing surface. At this time, in the deposition of ions, the chamber atmosphere is preferably 1.0 × 10 −3 Torr or less, and the chamber temperature is preferably 200 ~ 350 ° C. and 6N argon.
Figure 112009043525002-PAT00001
Based on this, it is preferable to follow the theory of the mean value of the distance that one particle can travel without colliding with another particle.

또는 양극산화의 표면처리를 시행하여 금형의 라이프타임을 향상시키는 것도 바람직하다.Alternatively, the surface treatment of anodization may be performed to improve the life time of the mold.

다음으로 합금동, 베릴륨동, 무산소동, 스타박스 재질의 비구면 프레넬 렌즈 패턴이 형성된 금형을 사출기에 넣고, 액상의 폴리카보네이트를 주입하여 폴리카보네이트 몰드를 사출한다. Next, a mold in which an aspherical Fresnel lens pattern of alloy copper, beryllium copper, anoxic copper, and star box material is formed is placed in an injection molding machine, and a polycarbonate mold is injected by injecting a liquid polycarbonate.

이때 폴리카보네이트와 휘발성이 에틸렌글리콜을 80 ~ 90 : 20 ~ 10 중량비로 혼합한 혼합물을 노즐을 통해 고압으로 분사하면 미세분말형태로 분사되어 깊은 골을 가진 형상에 밀도가 높은 사출물을 형성할 수 있다. 이때 에틸렌글리콜에 의해 폴리카보네이트의 점도가 낮아지므로 금형의 깊은 골 부분까지 체워지므로 프레넬렌즈의 비구면 패턴을 형성하기에 용이하다. 에틸렌글리콜은 휘발되어 제거된다.At this time, if a mixture of polycarbonate and volatile ethylene glycol is mixed at a weight ratio of 80 to 90: 20 to 10 by spraying at a high pressure through a nozzle, it may be sprayed in the form of fine powder to form a dense injection-molded product with a deep valley shape. . At this time, since the viscosity of the polycarbonate is lowered by ethylene glycol, it is filled to the deep valley part of the mold, and thus it is easy to form an aspherical pattern of the Fresnel lens. Ethylene glycol is removed by volatilization.

본 발명에서는 몰드의 재질로 폴리카보네이트(PC)를 사용하는 것이 바람직하며, 합금동, 베릴륨동, 무산소동, 스타박스뿐만 아니라 실리콘 비구면 프레넬 렌즈와 이형성이 좋은 특성이 있다. 일반적인 금속몰드는 실리콘과의 이형성이 나빠 이형 시 비구면 프레넬 렌즈 패턴이 손상될 우려가 있으나, 본 발명은 에틸렌글리콜 이 배합된 폴리카보네이트 재질의 몰드를 사용함으로써 이러한 문제점을 해소할 수 있다. 그리고 폴리카보네이트 재질의 몰드는 열변형 온도가 137 ~ 142℃이기 때문에 120℃에서 약 10 ~ 20분 후 실리콘 수지가 경화 되므로 빠른 시간 내에 제조가 가능하다. 따라서 폴라카보네이트 재질의 몰드를 사용하는 것이 바람직하다. 사출된 폴리카보네이트 몰드는 두께가 0.5 ~ 2mm로 제조되는 것이 바람직하며, 상기 두께로 제조함으로써 유연(flexible)하도록 함으로써 이형이 용이하도록 한다. In the present invention, it is preferable to use polycarbonate (PC) as the material of the mold, and there is a good characteristic of release properties of silicon aspherical Fresnel lens as well as alloy copper, beryllium copper, anoxic copper, and star box. In general, the metal mold may have poor releasability with silicon, and thus, the aspherical Fresnel lens pattern may be damaged during mold release. However, the present invention may solve the problem by using a mold made of polycarbonate containing ethylene glycol. In addition, since the polycarbonate mold has a heat deformation temperature of 137 to 142 ° C., the silicone resin is cured after about 10 to 20 minutes at 120 ° C., so that the mold can be manufactured quickly. Therefore, it is preferable to use a mold made of polycarbonate. The injection molded polycarbonate mold is preferably manufactured to a thickness of 0.5 ~ 2mm, it is easy to be released by making a flexible (flexible) by manufacturing in the thickness.

또한, 폴리카보네이트 몰드의 수명 향상 및 최종 렌즈와의 이형성을 향상시키기 위하여, 업스퍼터링인 Unbalanced RF Magnetron Sputter를 이용하여 1×10-2 ~ 1×10-6torr 상태에서 buffer layer로 티타늄 이온을 30 ~ 60nm 두께로 증착하고, top layer로 0.1 ~ 1㎛ 두께의 이리듐 박막을 증착한다.In addition, in order to improve the life of the polycarbonate mold and to improve the releasability with the final lens, using an up-sputtered Unbalanced RF Magnetron Sputter 1 × 10 -2 ~ Titanium ions are deposited to a thickness of 30 to 60 nm with a buffer layer at 1 × 10 -6 torr, and an iridium thin film with a thickness of 0.1 to 1 μm is deposited as a top layer.

상기 폴리카보네이트 몰드는 수개가 조립되어 하나의 몰드를 형성할 수 있다. 즉, 멀티케비티형 폴리카보네이트 몰드로 제작하여 생산성을 향상시킨다. 멀티케비티형 몰드는 120mm×120mm의 크기를 가진 폴리카보네이트가 8개×3개, 6개×4개 또는 5개×5개로 어래이되는 기술이다. 본 발명은 상기와 같이 멀티캐비티형 몰드를 사용하여 어래이 함으로써, 집광효율이 향상된 렌즈의 제조가 가능하다. 또한 필요에 따라 상기 폴리카보네이트 몰드에 이형제를 도포하여 사용하는 것도 가능하다.Several polycarbonate molds may be assembled to form one mold. That is, the productivity is improved by manufacturing a multicavity polycarbonate mold. The multicavity mold is a technology in which 8 × 3, 6 × 4, or 5 × 5 polycarbonates having a size of 120 mm × 120 mm are arrayed. According to the present invention, by using the multi-cavity mold as described above, the lens can be manufactured with improved light condensing efficiency. It is also possible to apply a release agent to the polycarbonate mold as needed.

상기 폴리카보네이트 몰드와 지그를 조립하고, 상기 멀티케비티형 폴리카보네이트 몰드에 액상의 실리콘 조성물을 주입하여 진공 탈포하는데, 이때 상기 지그는 액상의 실리콘 조성물이 외각으로 흘러나오는 것을 방지하기 위하여 사용한다.Assembling the polycarbonate mold and the jig, and vacuum degassing by injecting a liquid silicone composition into the multi-cavity-type polycarbonate mold, wherein the jig is used to prevent the liquid silicone composition from flowing to the outer shell.

본 발명에서 프레넬 렌즈를 제조하기 위하여 사용되는 액상의 실리콘 조성물은 제한되지 않으나, 수소 첨가 비스페놀 HBFA형 에폭시 수지와 실리콘 수지성분인 A형액과 경화제 성분인 B형액을 혼합하여 사용하는 것도 가능하다. 구체적으로 상기 수소 첨가 비스페놀 HBFA형은 강화유리와 접합강도를 향상시킬 뿐 아니라 광의 투과율을 향상시키며, 수지성분인 A형액은 점도가 50,000 ~ 55,000cP인 것을 사용하며, 경화제 성분인 B액은 점도가 20,000 ~ 30,000cP인 것을 사용한다. A형액과 B형액을 완전히 혼합한 후 빛의 굴절률은 1.4 ~ 1.5, 보다 바람직하게는 1.405로 유 지되어야 하며, 교반 시 발생되는 기포를 제거하기 위하여 로타리 펌프 등을 이용하여 진공을 유지한다. 진공은 5×10-1torr이하를 유지하는 것이 바람직하다.The liquid silicone composition used to prepare the Fresnel lens in the present invention is not limited, but it is also possible to use a mixture of hydrogenated bisphenol HBFA type epoxy resin, A type liquid silicone resin component and B type liquid curing agent component. Specifically, the hydrogenated bisphenol HBFA type not only improves the bonding strength with the tempered glass, but also improves the light transmittance, and the A-type liquid as the resin component has a viscosity of 50,000 to 55,000 cP, and the B liquid as the curing agent component has a viscosity. Use 20,000 to 30,000 cP. After thoroughly mixing A and B solutions, the refractive index of the light should be maintained at 1.4 to 1.5, more preferably 1.405. Vacuum is maintained using a rotary pump to remove bubbles generated during stirring. The vacuum is preferably maintained at 5 × 10 −1 torr or less.

액상의 실리콘 조성물이 멀티케비티형 폴리카보네이트 몰드에 주입량은 각각의 폴리카보네이트에 액상 실리콘을 350g씩 일정량을 24~25번 주입한다. 액상의 실리콘 조성물이 주입된 상태에서 잔여 기포를 제거하기 위해 진공챔버에 들어가 로타리펌프에 의해 기포를 제거하는 것이 바람직하다. 기포가 완전히 제거된 액상의 실리콘 조성물 위에 판상의 강화유리를 적층한다. The amount of the liquid silicone composition injected into the multicavity-type polycarbonate mold is injected into the polycarbonate in a predetermined amount 24 to 25 times by 350g of liquid silicone. In order to remove the remaining bubbles in the state in which the liquid silicone composition is injected, it is preferable to enter the vacuum chamber and remove the bubbles by the rotary pump. Laminated plate-shaped tempered glass on the liquid silicone composition is completely removed bubbles.

이때 필요에 따라 강화유리와 실리콘 수지 계면간의 접착력을 향상시키기 위해 프라이머 조성물을 추가로 도포하는 것도 가능하다. 프라이머 조성물은 카르복시기를 가지는 (메타)아크릴 수지, 측쇄에 알콕시실릴기를 가지는 아크릴 수지, 폴리이소시아네이트, 실란 커플링제에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 사용할 수 있다. 또한 필요에 따라 도포가 용이하도록 하기 위하여 에틸렌글라이콜 모노메틸 등의 용매에 용해하여 사용할 수 있다.At this time, it is also possible to further apply a primer composition in order to improve the adhesion between the tempered glass and the silicone resin interface as needed. The primer composition may use any one or two or more selected from a (meth) acrylic resin having a carboxyl group, an acrylic resin having an alkoxysilyl group in the side chain, a polyisocyanate, and a silane coupling agent. Moreover, in order to make application easy, it can melt | dissolve in solvents, such as ethylene glycol monomethyl, and can use.

카르복시기를 가지는 (메타)아크릴 수지는 특히 한정되지 않고, 예를 들면 아크릴산 또는 메타아크릴산의 단독 중합체 또는 이들을 사용한 공중합체를 들 수 있다. 보다 구체적으로는 아크릴산메틸에스테르 등이 사용 가능하다. 카르복시기를 가지는 (메타)아크릴 수지를 함유하면 밀착성이 더욱 우수하다. 이것은 카르복시기를 가지는 (메타)아크릴 수지의 카르복시기가 유리 증착성과 상호 작용하기 때문이다. 그 함량은 실리콘 수지 100 중량부에 대해서 5~50중량부인 것이 바람직하다.(Meth) acrylic resin which has a carboxy group is not specifically limited, For example, the homopolymer of acrylic acid or methacrylic acid, or the copolymer using these is mentioned. More specifically, methyl acrylate and the like can be used. Adhesion is further excellent when the (meth) acrylic resin having a carboxyl group is contained. This is because the carboxyl group of the (meth) acrylic resin having a carboxyl group interacts with the glass evaporation property. It is preferable that the content is 5-50 weight part with respect to 100 weight part of silicone resins.

측쇄에 알콕시실릴기를 가지는 아크릴 수지는 아크릴 수지로 이루어지는 주쇄에 알콕시실릴기를 도입하여 변성시킨 아크릴 수지를 의미한다. 알콕시실릴기를 가지는 아크릴 수지를 강화유리 표면에 도포하였을 때 도포면의 평활성이 양호하게 된다. 그 함량은 실리콘 수지 100 중량부에 대해서 0.01~5 중량부인 것이 바람직하고, 0.02~1질량부인 것이 더 바람직하다.The acrylic resin which has an alkoxy silyl group in a side chain means the acrylic resin which modified | denatured by introducing the alkoxy silyl group into the main chain which consists of acrylic resins. When an acrylic resin having an alkoxysilyl group is applied to the tempered glass surface, smoothness of the coated surface becomes good. It is preferable that it is 0.01-5 weight part with respect to 100 weight part of silicone resins, and, as for that content, it is more preferable that it is 0.02-1 mass part.

폴리이소시아네이트는 NCO의 관능기 수가 3 이상인 것이 바람직하다. 관능기 수가 3이상의 폴리이소시아네이트를 사용함으로써, 강화유리에 도포 경화 후의 가교 밀도가 커져 밀착성이 보다 향상된다. 관능기수가 3 이상의 폴리이소시아네이트는 특히 한정되지 않지만, 예를 들면 애덕트체 및 이소시아누레이트체를 바람직하게 들 수 있다. 일들은 1종 단독으로 사용하여도 2종 이상을 병용하여도 좋다. 그 함량은 실리콘 수지 100 중량부에 대해서 5~500 중량부인 것이 바람직하고, 5~100중량부인 것이 더 바람직하고, 5~50중량부인 것이 가장 바람직하다.It is preferable that polyisocyanate has 3 or more functional groups of NCO. By using polyisocyanate of functional group number 3 or more, the crosslinking density after application | cure hardening to tempered glass becomes large, and adhesiveness improves more. The polyisocyanate having 3 or more functional groups is not particularly limited, but examples thereof include an adduct body and an isocyanurate body. Work may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together. It is preferable that the content is 5-500 weight part with respect to 100 weight part of silicone resins, It is more preferable that it is 5-100 weight part, It is most preferable that it is 5-50 weight part.

실란 커플링제는 특히 한정되지 않고, 그 구체적인 예로서는 아미노실란, 비닐실란, 에폭시실란, 메타크릴실란, 이소시아네이트실란, 케티민실란 또는 이들의 혼합물 또는 이들과 폴리이소시아네이트의 반응에 의해 얻어지는 화합물을 들 수 있다. 강화유리 표면에 실란 커플링제 도포 후에 강화유리와 실리콘 수지간의 밀착성이 양호하게 되기 때문에 바람직하다. 그 함량은 실리콘 수지 100중량부에 대해서 0.1~10 중량부인 것이 바람직하다.The silane coupling agent is not particularly limited, and specific examples thereof include aminosilane, vinyl silane, epoxy silane, methacryl silane, isocyanate silane, ketimine silane or a mixture thereof or a compound obtained by the reaction of these and polyisocyanate. . Since the adhesiveness between tempered glass and a silicone resin becomes favorable after application of a silane coupling agent to the surface of tempered glass, it is preferable. It is preferable that the content is 0.1-10 weight part with respect to 100 weight part of silicone resins.

또한 강화유리의 광투과율을 향상시키기 위하여 전자빔과 보조 이온건을 이용하여 가스분위기에서 이온형성 후 프레넬 렌즈와 접합하는 부분에 나노튜브 성장 형의 DLC(Diamond Like Carbon)박막을 증착시킨다. 이는 광투과율뿐만 아니라 수소 첨가 비스페놀 HBFA형이 배합된 실리콘과 비표면적의 향상에 따른 접착력을 더욱 향상 시킨다. In addition, in order to improve the light transmittance of tempered glass, DLC (Diamond Like Carbon) thin film of nanotube growth type is deposited on the junction of Fresnel lens after ion formation in gas atmosphere by using electron beam and auxiliary ion gun. This not only improves light transmittance, but also improves adhesion due to the improvement of specific surface area with silicone containing hydrogenated bisphenol HBFA type.

강화유리는 에어실린더가 달린 로버트 암을 이용하여 평탄성 및 모든 공차를 ±10㎛내로 최소화하여 균일하게 안착한다. 이때 상기 실리콘 조성물을 가열하여 고체화시킨 후 강화유리를 적층하는 경우 기포가 발생하지 않으므로 더욱 바람직하며, 액상의 실리콘 조성물에 바로 강화유리를 적층하는 경우는 강화유리에 경사를 주어 점차적으로 적층되도록 하는 것이 바람직하다.Tempered glass is uniformly seated using a Robert arm with air cylinder to minimize flatness and all tolerances within ± 10µm. In this case, when the silicon composition is heated to solidify and then laminated with tempered glass, bubbles are not generated. More preferably, when the tempered glass is directly laminated to the liquid silicone composition, the tempered glass is inclined to be gradually laminated. desirable.

이후에 액상의 실리콘 조성물과 강화유리가 적층된 상태에서 실리콘 조성물을 경화한다. 경화공정에서 액상의 실리콘을 고상의 실리콘으로 제조하기 위해 온도를 균일하게 인가하여 중심부와 외각의 실리콘이 동시에 굳는 열처리를 시행한다. 이와 동시에 강화유리는 비구면 프레넬 렌즈의 형상을 가진 반대의 평평한 면에 완전히 접착된다. 경화온도는 120℃에서 10 ~ 30분간 시행한다. 상기 온도범위로 경화를 함으로써 기포발생을 억제할 수 있으며 계면에서 완전 접착이 가능하다. Thereafter, the silicone composition is cured while the liquid silicone composition and the tempered glass are laminated. In the curing process, temperature is uniformly applied to produce liquid silicon into solid silicon, and heat treatment is performed to simultaneously solidify the silicon at the center and the outside. At the same time, the tempered glass is completely bonded to the opposite flat surface in the form of an aspherical Fresnel lens. Curing temperature is performed at 120 ℃ for 10 ~ 30 minutes. By curing in the above temperature range it is possible to suppress the generation of bubbles and can be completely bonded at the interface.

다음으로 강화유리와 실리콘 비구면 프레넬 렌즈가 결합된 상태의 집광렌즈를 유연성이 있는 폴리카보네이트 몰드로부터 떼어내는데, 이때 상기 폴리카보네이트 몰드의 이형성 및 유연성으로 인해 약 60~170도의 기울기를 주는 경우 탈착이 된다. 이때 탈착 지그를 이용하는 것이 보다 바람직하다. 다른 방법으로 폴리카보네이트에 순간열을 인가하여 폴리카보네이트의 열변형에 의한 렌즈와의 계면에서 이형이 이뤄지는 방법이 바람직하다. 다음으로 최종 전수 육안검사 및 솔라 시뮬레 이터(SOLAR SIMULATOR) 공정으로 마무리 하게 된다.Next, the condensing lens in combination with the tempered glass and the silicon aspherical Fresnel lens is detached from the flexible polycarbonate mold, which is detachable when a tilt of about 60 to 170 degrees is given due to the releasability and flexibility of the polycarbonate mold. do. At this time, it is more preferable to use a desorption jig. Alternatively, it is preferable to apply instantaneous heat to the polycarbonate so that the mold is released at the interface with the lens due to thermal deformation of the polycarbonate. This is followed by a final visual inspection and a solar simulator process.

도 2는 본 발명에 따른 폴리카보네이트 몰드(200)로부터 집광렌즈(100)를 탈착하는 과정을 나타낸 단면도이다. 도 1에 도시된 바와 같이 비구면이 형성된 폴리카보네이트 몰드에서 비구면 프레넬 렌즈(10)를 형성할 액상의 실리콘 조성물과 강화유리(20)가 적층된 상태로 실리콘 조성물을 경화함으로써, 상기 실리콘 조성물이 경화된 실리콘층에 비구면 프레넬 패턴이 전사되어 비구면 프레넬 렌즈(10)를 형성하게 된다.2 is a cross-sectional view illustrating a process of detaching the condenser lens 100 from the polycarbonate mold 200 according to the present invention. As shown in FIG. 1, the silicone composition is cured by curing a silicone composition in a state in which a liquid silicone composition and tempered glass 20 are laminated to form an aspherical Fresnel lens 10 in a polycarbonate mold having an aspherical surface. The aspherical Fresnel pattern is transferred to the silicon layer to form the aspherical Fresnel lens 10.

도 3은 본 발명에 따라 제조된 멀티캐비티형 집광렌즈의 일예를 나타낸 것으로 120mm×120mm의 크기를 가진 폴리카보네이트가 6개×4개 어래이된 모습을 나타낸 것이다.Figure 3 shows an example of a multi-cavity condensing lens manufactured according to the present invention shows a state in which 6 × 4 array of polycarbonate having a size of 120mm × 120mm.

본 발명에 따른 제조방법은 간편한 방법으로 집광렌즈를 대량 생산할 수 있으며, 이형이 용이한 특징이 있다.The manufacturing method according to the present invention can mass-produce a condenser lens by a simple method, and it is easy to release.

본 발명에 따른 집광렌즈는 강화유리, 비구면 프레넬 렌즈의 결합으로 이루어진 집광렌즈로 태양광을 상기 셀의 중앙부에 점 형으로 집중시켜 줌으로써 실리콘 태양광보다 두 배 이상의 효율을 기대할 수 있다.The condensing lens according to the present invention is a condensing lens composed of a combination of tempered glass and aspherical Fresnel lens can be expected to more than twice the efficiency than silicon solar by focusing the sunlight in the center of the cell in the form of dots.

이하는 본 발명의 구체적인 설명을 위하여 일예를 들어 설명하는 바, 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the following examples. However, the present invention is not limited to the following examples.

[실시 예 1][Example 1]

광선 역추적방식 및 비구면계수를 적용한 설계 및 검증을 통해 수차 및 사각 aperture를 약 70%를 제거 하였다. 수차계산식은 도 4에 나타내었다. 수차계산식 값은 도 5에 나타내었다. 사각 aperture 제거는 도 6에 나타내었다.Through design and verification using ray tracing and aspheric coefficient, approximately 70% of aberration and square aperture were removed. The aberration formula is shown in FIG. 4. The aberration calculation values are shown in FIG. 5. Rectangular aperture removal is shown in FIG. 6.

도 6에 도시된 바와 같이, 기존 렌즈의 빔 조사(a)에 비하여, 수차 제거에 의해 빛이 한 점에 모이는 것(b)을 확인하였다.As shown in FIG. 6, it was confirmed that the light gathered at one point by aberration removal as compared to the beam irradiation (a) of the existing lens.

[실시 예 2][Example 2]

실리콘 수지로 A형 DLE7645(제조사: 동양실리콘)과 B형DLE7645(제조사: 동양실리콘)의 배합 비율은 7:3으로 배합하였으며, 교반 시 발생되는 기포를 제거하기 위하여 로타리 펌프를 이용하여 5×10-1torr이하의 진공을 유지하였다. 실리콘 수지의 자체 접착력을 향상시키기 위해서 수소 첨가 비스페놀 HBFA형 에폭시 수지(상품명 YX8034: JER)와 용매 (Ethyl Cabitol Acetate)를 2:1 비율로 섞어 이틀간 용해시킨 후 실리콘 수지의 80 중량비에 에폭시 수지 용액을 20 중량비로 첨가하고, 혼합물을 충분히 교반하여 접착제를 함유하는 실리콘 수지 조성물을 제조하였다. The compounding ratio of A-type DLE7645 (manufacturer: Tong Yang Silicon) and B-type DLE7645 (manufacturer: Tong Yang Silicon) was mixed with a silicone resin at a ratio of 7: 3. The vacuum below -1 torr was maintained. In order to improve the self-adhesiveness of the silicone resin, a hydrogenated bisphenol HBFA epoxy resin (trade name YX8034: JER) and a solvent (Ethyl Cabitol Acetate) were mixed in a 2: 1 ratio for two days to dissolve, and then the epoxy resin solution was added to the 80 weight ratio of the silicone resin. 20 weight ratios were added and the mixture was fully stirred to prepare a silicone resin composition containing an adhesive.

멀티케비티형 폴리카보네이트 몰드에 상기 액상의 실리콘 조성물을 350g씩 24번 주입하였다. 이후 강화유리를 올리고, 120℃에서 10분간 경화하여 집광렌즈를 제조하였다. The liquid silicone composition was injected into the multicavity polycarbonate mold 350g 24 times. Then, the tempered glass was raised, and cured at 120 ° C. for 10 minutes to produce a light collecting lens.

제조된 집광렌즈의 접착력을 측정하여 도 7에 나타내었다. 도 7에서 보이는 바와 같이, 실리콘과 강화유리간의 접착력이 우수한 것을 알 수 있었다.The adhesion of the manufactured light collecting lens was measured and shown in FIG. 7. As shown in Figure 7, it was found that the adhesion between the silicon and the tempered glass is excellent.

또한, 투과율을 측정하여 도 12에 나타내었다. 투과율이 우수한 것을 알 수 있었다.In addition, the transmittance was measured and shown in FIG. It was found that the transmittance was excellent.

상기 접착력과 투과율은 하기의 방법으로 측정하였다.The adhesion and transmittance were measured by the following method.

- 접착력 : 180° peel test, Cross-head speed; 10cm/min,-Adhesion: 180 ° peel test, Cross-head speed; 10 cm / min,

수행을 위해 실리콘 시트에 절연테이프를 부착하여 180° peel test 실시(점착물성 시험기(Stable Micro System사))180 ° peel test was carried out by attaching insulating tape to the silicon sheet for performance (adhesive tester (Stable Micro System))

- 투과율 : UV/Vis Spectrophotometer 장비를 사용해서 300~2500nm영역에서투과율 측정.-Transmittance: Measure the transmittance in the 300 ~ 2500nm range using UV / Vis Spectrophotometer.

[실시예 3]Example 3

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하되, 강화유리 접착 시 프라이머 조성물을 도포하였다. 다우코닝사 DY39-067을 에틸렌글라이콜 모노메틸 용매에 10 중량% 함량으로 첨가하여 프라이머 조성물을 제조한 후, 스프레이 형태로 도포하고 오븐에서 5분간 건조 하였다. Prepared in the same manner as in Example 1, the primer composition was applied when the tempered glass adhesion. Dow Corning DY39-067 was added to the ethylene glycol monomethyl solvent in a 10% by weight content to prepare a primer composition, then applied in the form of a spray and dried in an oven for 5 minutes.

제조된 집광렌즈의 접착력을 측정하여 도 8에 나타내었다. 도 8에 보이는 바와 같이, 실시예 1에 비하여 접착력이 1.5배 높아짐을 알 수 있었다.The adhesion of the manufactured light collecting lens was measured and shown in FIG. 8. As shown in FIG. 8, it can be seen that the adhesive force is 1.5 times higher than in Example 1.

또한, 투과율을 측정하여 도 13에 나타내었다. 상기 실시예 1과 비교하여 투과율에 변화가 없음을 확인하였다.In addition, the transmittance was measured and shown in FIG. In comparison with Example 1, it was confirmed that there was no change in transmittance.

[실시예 4]Example 4

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하되, 경화시간을 20분으로 하였다. 제조된 집광렌즈의 접착력을 측정하여 도 9에 나타내었다. 도 9에 보이는 바와 같이, 경화시간이 길어짐에 따라 프라이머 처리 없이도 강화유리와 실리콘 수지 계면간의 첩착력이 향상 되는 것을 확인 하였다. Prepared in the same manner as in Example 1, but the curing time was 20 minutes. The adhesion of the manufactured light collecting lens was measured and shown in FIG. 9. As shown in Figure 9, as the curing time is longer it was confirmed that the adhesion between the tempered glass and the silicone resin interface without the primer treatment.

[실시예 5]Example 5

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하되, 경화시간을 30분으로 하였다. 제조된 집광렌즈의 접착력을 측정하여 도 10에 나타내었다. 도 10에 보이는 바와 같이, 경화시간이 길어짐에 따라 프라이머 처리 없이도 강화유리와 실리콘 수지 계면간의 첩착력이 향상 되는 것을 확인 하였다. Prepared in the same manner as in Example 1, but the curing time was 30 minutes. The adhesion of the manufactured light collecting lens was measured and shown in FIG. 10. As shown in Figure 10, as the curing time is longer it was confirmed that the adhesion between the tempered glass and the silicone resin interface without the primer treatment.

[실시예 6]Example 6

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하되, 강화유리 접착 시 프라이머 조성물을 도포하였다. 아크릴산메틸에스테르를 에틸렌글라이콜 모노메틸 용매에 5 중량% 함량으로 첨가하여 프라이머 조성물을 제조한 후, 스프레이 형태로 도포하고 오븐에서 5분간 건조 하였다. Prepared in the same manner as in Example 1, the primer composition was applied when the tempered glass adhesion. Acrylic acid methyl ester was added to the ethylene glycol monomethyl solvent in a content of 5% by weight to prepare a primer composition, which was then applied in the form of a spray and dried in an oven for 5 minutes.

제조된 집광렌즈의 접착력을 측정하여 도 11에 나타내었다. 도 11에 보이는 바와 같이, 실시예 2에 비하여 접착강도가 더욱 향상되는 것을 알 수 있었다.The adhesion of the manufactured light collecting lens was measured and shown in FIG. 11. As shown in FIG. 11, it was found that the adhesive strength was further improved as compared with Example 2.

도 1은 본 발명의 공정도를 나타낸 것이다.1 shows a process diagram of the present invention.

도 2는 본 발명의 집광렌즈와 폴리카보네이트 몰드의 단면을 나타낸 일예이다.Figure 2 is an example showing a cross section of the light collecting lens and the polycarbonate mold of the present invention.

도 3은 120mm×120mm의 크기를 가진 폴리카보네이트가 6개×4개로 어래이 된 모습을 나타낸 사진이다.3 is a photograph showing a state in which 6 × 4 polycarbonates having a size of 120 mm × 120 mm are arrayed.

도 4는 실시 예 1에 대한 수차계산식을 나타낸 것이다.Figure 4 shows the aberration calculation formula for Example 1.

도 5는 실시 예 1에 대한 수차계산 값을 나타낸 것이다.5 shows aberration calculation values for Example 1. FIG.

도 6는 실시 예 1에 대한 광선역추적방식 기법 및 비구면계수를 적용한 설계 및 검증을 통한 수차 및 사각 aperture를 약 70%제거한 것이다.FIG. 6 removes about 70% of aberration and rectangular aperture through design and verification using the light reverse tracking method and the aspherical coefficient for Example 1. FIG.

도 7은 실시 예 2에 따른 집광렌즈의 접착력을 나타낸 그래프이다.7 is a graph showing the adhesive force of the condenser lens according to the second embodiment.

도 8은 실시 예 3에 따른 집광렌즈의 접착력을 나타낸 그래프이다.8 is a graph showing the adhesive force of the condenser lens according to the third embodiment.

도 9은 실시 예 4에 따른 집광렌즈의 접착력을 나타낸 그래프이다.. 9 is a graph showing the adhesive force of the condenser lens according to the fourth embodiment.

도 10는 실시 예 5에 따른 집광렌즈의 접착력을 나타낸 그래프이다.10 is a graph showing the adhesive force of the condenser lens according to the fifth embodiment.

도 11은 실시 예 6에 따른 집광렌즈의 접착력을 나타낸 그래프이다.11 is a graph showing the adhesive force of the condenser lens according to the sixth embodiment.

도 12은 실시 예 2에 따른 집광렌즈의 투과율을 나타낸 그래프이다.12 is a graph showing the transmittance of a condenser lens according to the second embodiment.

도 13는 실시 예 3에 따른 집광렌즈의 투과율을 나타낸 그래프이다.13 is a graph showing the transmittance of a condenser lens according to the third embodiment.

- 도면의 주요 부분에 대한 설명 -Description of the main parts of the drawing-

10 : 비구면 프레넬 렌즈 10: Aspherical Fresnel Lens

20 : 강화유리20: tempered glass

100 : 집광렌즈100: condenser lens

200 : 폴리카보네이트 몰드200: polycarbonate mold

Claims (6)

a) 합금동, 베릴륨동, 무산소동 또는 스타박스 봉재에 비구면 프레넬 렌즈 패턴을 형성한 금형을 제조하는 단계;a) manufacturing a mold in which an aspherical Fresnel lens pattern is formed on an alloy copper, beryllium copper, anoxic copper, or a star box rod; b) 상기 금형을 사출기에 넣고, 폴리카보네이트와 에틸렌글리콜을 80 ~ 90 : 20 ~ 10 중량비로 혼합한 혼합물을 노즐을 통해 고압으로 분사하여 비구면 프레넬 렌즈 패턴이 형성된 폴리카보네이트 몰드를 사출하는 단계; b) inserting the mold into an injection machine, and injecting a mixture of polycarbonate and ethylene glycol in a weight ratio of 80 to 90:20 to 10 at a high pressure through a nozzle to inject a polycarbonate mold having an aspherical Fresnel lens pattern; c) 상기 폴리카보네이트 몰드의 상부에 티타늄 이온을 30 ~ 60nm 두께로 증착하고, 그 위에 0.1 ~ 1㎛ 두께의 이리듐 박막을 증착한 후, 플리카보네이트 몰드와 지그를 조립하고, 상기 폴리카보네이트 몰드에 수소 첨가 비스페놀 HBFA(Hydroxy Butyl Floro-acetate)형 에폭시 수지가 10 ~ 20 중량% 혼합된 액상의 실리콘 조성물을 주입하여 진공 탈포하는 단계;c) depositing titanium ions with a thickness of 30 to 60 nm on top of the polycarbonate mold, depositing an iridium thin film having a thickness of 0.1 to 1 μm thereon, assembling a polycarbonate mold and a jig, and hydrogenating the polycarbonate mold. Vacuum degassing by injecting a liquid silicone composition containing 10 to 20% by weight of an added bisphenol HBFA (Hydroxy Butyl Floro-acetate) type epoxy resin; d) 상기 기포가 제거된 액상의 실리콘 조성물 위에 판상의 강화유리를 적층하는 단계;d) laminating plate-shaped tempered glass on the liquid silicone composition from which the bubbles are removed; e) 압력과 열을 가하여 액상의 실리콘 조성물을 경화하여 실리콘 비구면 프레넬 렌즈와 강화유리가 결합된 집광렌즈를 제조하는 단계; 및e) hardening the liquid silicone composition by applying pressure and heat to produce a condenser lens in which a silicon aspherical Fresnel lens and tempered glass are combined; And f) 상기 이리듐 박막이 증착된 폴리카보네이트 몰드로부터 집광렌즈를 분리하는 단계;f) separating the light collecting lens from the polycarbonate mold on which the iridium thin film is deposited; 를 포함하는 태양광 집광을 위한 집광렌즈의 제조방법.Method of manufacturing a condensing lens for solar condensing comprising a. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 비구면은 계단형 또는 톱니형인 태양광 집광을 위한 집광렌즈의 제조방법.The aspherical surface is a step of manufacturing a condensing lens for solar condensation of the stepped or serrated. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 합금동, 베릴륨동, 무산소동 또는 스타박스 재질의 성형체의 표면에 박막코팅 또는 양극산화를 통한 산화층의 안정화로 표면처리 한 것을 특징으로 하는 집광렌즈의 제조방법.Method for producing a light collecting lens, characterized in that the surface of the alloy, beryllium copper, oxygen-free copper or star box material formed by the stabilization of the oxide layer through a thin film coating or anodization. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 폴리카보네이트 몰드는 두께가 0.5 ~ 2mm로 유연한 것을 특징으로 하는 집광렌즈의 제조방법.The polycarbonate mold is a manufacturing method of a light collecting lens, characterized in that the flexible thickness of 0.5 ~ 2mm. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 d)단계에서 강화유리 적층 시 PECVD(Plasma-enhanced chemical vapor deposition)법에 의해 광투과율이 향상된 DLC(Diamond Like Carbon) 박막을 형성한 강화유리의 일면에 프라이머 조성물을 도포한 후, 적층하는 것을 특징으로 하는 집광렌즈의 제조방법.When the tempered glass is laminated in the step d), the primer composition is applied to one surface of the tempered glass on which the DLC (Diamond Like Carbon) thin film having the improved light transmittance is formed by a plasma-enhanced chemical vapor deposition (PECVD) method. A manufacturing method of a light collecting lens characterized in that. 제 1항 내지 제 5항에서 선택되는 어느 한 항의 제조방법으로 제조된 태양광 집광을 위한 집광렌즈.A condenser lens for solar condensation produced by the manufacturing method of any one of claims 1 to 5.
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