專利名稱：平面聚光板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
平面聚光板
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種聚光板，尤其是涉及一種太陽(yáng)能聚光板，屬 于光學(xué)元器件技術(shù)領(lǐng)域。背景技術(shù)：
太陽(yáng)能照明是一個(gè)光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，專業(yè)領(lǐng)域稱為"硅晶片地面光 伏組件"。工作原理是通過(guò)硅晶片接收太陽(yáng)光線后轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，然?儲(chǔ)存在蓄電池中，再由光感開(kāi)關(guān)進(jìn)行控制，當(dāng)天黑時(shí)能夠自動(dòng)點(diǎn)亮， 天亮?xí)r又自動(dòng)熄滅。
聚焦太陽(yáng)能是太陽(yáng)能照明的關(guān)鍵步驟之一。凸透鏡可以把太陽(yáng)光 聚集到一點(diǎn)，但接收晶片容易局部過(guò)熱、膨脹、開(kāi)裂；凸透鏡也不能 大面積聚集太陽(yáng)光?，F(xiàn)有的太陽(yáng)能設(shè)備中廣泛采用菲涅耳透鏡對(duì)陽(yáng)光 聚焦，傳統(tǒng)菲涅耳透鏡成板狀，由多個(gè)截面形狀近似為三角形的同心 環(huán)組成，每一個(gè)"三角形"的斜邊其實(shí)是一段弧線，各個(gè)同心環(huán)的這 段弧線都不相同，因此傳統(tǒng)菲涅耳透鏡的生產(chǎn)過(guò)程復(fù)雜、造價(jià)比較高。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是為了克服傳統(tǒng)菲涅耳透鏡的生產(chǎn)過(guò)程復(fù)雜、 造價(jià)比較高的不足，而提供的一種簡(jiǎn)單實(shí)用且價(jià)格便宜的透明聚光 板。本實(shí)用新型聚光光線均勻、聚光效果好、聚光強(qiáng)度高。
為了解決上述存在的技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用下列技術(shù)方案-
一種平面聚光板，下表面為光滑平面，其特征在于上表面分成多 個(gè)矩形塊，每個(gè)矩形塊內(nèi)設(shè)置至少一個(gè)斜坡，斜坡的坡頂靠近上表面 的中心，斜坡的坡底遠(yuǎn)離上表面的中心；
如上所述的緊挨上表面中心的四個(gè)矩形塊只有一個(gè)斜坡；其他矩 形塊設(shè)置有兩個(gè)或兩個(gè)以上的斜坡，同一個(gè)矩形塊內(nèi)斜坡的坡頂、坡 底為直線且相互平行，同一個(gè)矩形塊內(nèi)斜坡的坡頂、坡底都與以上表 面中心為圓心、以上述圓心到斜坡的坡頂、坡底的距離為半徑的虛擬 圓相切；
如上所述的每個(gè)矩形塊斜坡的坡頂直線、坡底直線與相鄰矩形塊 斜坡的坡頂直線、坡底直線隔開(kāi)、離散；
如上所述的斜坡為直角斜坡，即斜坡包括斜坡面和與下表面垂直 的豎立面；
如上所述的靠近上表面中心矩形塊的斜坡比遠(yuǎn)離上表面中心矩 形塊的斜坡的坡度??；靠近上表面中心矩形塊的斜坡比遠(yuǎn)離上表面中 心矩形塊的斜坡的數(shù)目少；
如上所述的矩形塊為正方形，每個(gè)矩形塊面積相同。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下的優(yōu)點(diǎn)
1、 光線均勻地照射到晶片上，不會(huì)出現(xiàn)局部過(guò)熱、膨脹、變形 或晶片裂開(kāi)的現(xiàn)象；
2、 聚光效果好，多個(gè)矩形塊的光線聚集到一個(gè)矩形塊上，光強(qiáng) 大大提高，強(qiáng)度高，本實(shí)用新型的實(shí)施例中就提高了 100倍，當(dāng)聚焦 比為1 : 100時(shí)能將全面積的光聚焦在1/100的面積上，因而可以節(jié)
省99/100的晶片而得到全面積同樣得到的光電流；節(jié)省了造價(jià)，減 少了重量；
3、本實(shí)用新型以離散的斜坡代替了傳統(tǒng)菲涅耳透鏡連續(xù)的圓環(huán)，
以斜坡代替了傳統(tǒng)菲涅耳透鏡的弧面階梯，使制作工藝簡(jiǎn)單化，生產(chǎn) 成本下降，生產(chǎn)工序減少，適合大量生產(chǎn)，適宜在各種太陽(yáng)能設(shè)備上
推廣使用。

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圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的正視圖2是圖1的A-A向剖視圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例的光路圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述 一種平面聚光板，下表面l為光滑平面，上表面2分成多個(gè)矩形 塊3，每個(gè)矩形塊3內(nèi)設(shè)置至少一個(gè)斜坡4，斜坡的坡頂41都靠近上 表面的中心O，斜坡的坡底42都遠(yuǎn)離上表面的中心O。這樣，太陽(yáng) 光經(jīng)過(guò)斜坡折射后向上表面的中心的垂直線聚齊，而不會(huì)發(fā)散光線。 緊挨上表面中心O的四個(gè)矩形塊3只有一個(gè)斜坡4。其他矩形塊 3設(shè)置有兩個(gè)或兩個(gè)以上的斜坡4，同一個(gè)矩形塊3內(nèi)斜坡4的坡頂 41、坡底42為直線且相互平行，同一個(gè)矩形塊3內(nèi)斜坡4的坡頂41、 坡底42都與以上表面中心O為圓心、以上述圓心到斜坡4的坡頂41 、 坡底42的距離為半徑的虛擬圓相切，這樣太陽(yáng)光線折射到上表面中 心的正下方的晶塊上；同一個(gè)矩形塊3內(nèi)斜坡4之間的坡度相同，這
樣太陽(yáng)光線經(jīng)過(guò)矩形塊折射后光線平行且均勻地投射到晶塊上，不會(huì) 出現(xiàn)晶塊上一部分光線強(qiáng)一部分弱的情況。
為了聚光效果更好，斜坡4最好為直角斜坡，即斜坡包括斜坡面 43和與下表面垂直的豎立面44;若豎立面不再是豎立面，而是往上 表面中心傾斜，那么太陽(yáng)光有一部分會(huì)折射后向上表面中心的垂直線 向外散開(kāi)出去。
每個(gè)矩形塊3斜坡4的坡頂41直線、坡底42直線與相鄰矩形塊 3斜坡4的坡頂41直線、坡底42直線隔開(kāi)、離散，這樣是為了太陽(yáng) 光線投影成一個(gè)矩形塊光斑；如果上述直線之間連接，就會(huì)投影成圓 塊光斑。
靠近上表面中心O矩形塊3的斜坡4比遠(yuǎn)離上表面中心O矩形 塊3的斜坡4的坡度小；因?yàn)樵竭h(yuǎn)離上表面中心，太陽(yáng)光線折射到上 表面中心正下方的晶塊上時(shí)，角度越大。靠近上表面中心0矩形塊3 的斜坡4比遠(yuǎn)離上表面中心O矩形塊3的斜坡4的數(shù)目少，因?yàn)檫h(yuǎn) 離的矩形塊斜坡角度大，若與靠近的矩形塊斜坡數(shù)目相同，就需要斜 坡設(shè)計(jì)得高，造成越遠(yuǎn)離上表面中心斜坡越高，那么斜坡的坡頂由中 心向外越來(lái)越高，參差不齊。
矩形塊3為正方形，每個(gè)矩形塊面積相同。這樣是為了每個(gè)矩形 塊折射后投影面積相同，如圖中，100個(gè)面積為20X20mm的矩形塊 投射到晶塊上，面積也是20X20mm的方形光斑，且晶塊上任何一點(diǎn) 光強(qiáng)度相同，不會(huì)出現(xiàn)不均勻的現(xiàn)象。平面聚光板也做成正方形。
平面聚光板的制作材料，可以是高透光性塑料、樹脂，也可以是
玻璃或其他透明材料。
參見(jiàn)圖1和圖2，為了方便由多塊透明聚光板組裝成更大面積的 太陽(yáng)能設(shè)備，透明聚光板做成正方形形狀。透明聚光板的下底面為光 滑平面，它的上表面按10X10的規(guī)格劃分成100個(gè)矩形區(qū)域，由T 透明聚光板是正方形的，所以每個(gè)矩形區(qū)域都是正方形。
傳統(tǒng)菲涅耳透鏡分段提取了凸透鏡的表面曲率特征，壓縮了凸透 鏡的厚度和體積。本實(shí)用新型把傳統(tǒng)菲涅耳透鏡分為100個(gè)正方形區(qū) 域，分區(qū)域提取該區(qū)域的平均表面曲率作為斜坡的坡度，以離散的直 線段代替?zhèn)鹘y(tǒng)菲涅耳透鏡連續(xù)的圓環(huán)、以斜坡代替?zhèn)鹘y(tǒng)菲涅耳透鏡的 弧面階梯，大大降低了透明聚光板的塑料模具的制作成本。本實(shí)施例 只需加工出15種具有20mmX20mm模壓面積的、僅具有直線階梯的 小模塊，就可以組裝成邊長(zhǎng)為20cmX20cm的壓鑄模，從而生產(chǎn)出 20.8cmX20.8cm的透明聚光板。
參見(jiàn)圖3，平行太陽(yáng)光從透明聚光板上表面射入，經(jīng)過(guò)聚焦后從 透明聚光板的下底面會(huì)聚成一 20mmX20mm的方形光斑，完全滿足 收集太陽(yáng)能的要求。
權(quán)利要求1、一種平面聚光板，下表面(1)為光滑平面，其特征在于上表面(2)分成多個(gè)矩形塊(3)，每個(gè)矩形塊(3)內(nèi)設(shè)置至少一個(gè)斜坡(4)，斜坡(4)的坡頂(41)靠近上表面(1)的中心(O)，斜坡(4)的坡底(42)遠(yuǎn)離上表面(2)的中心(O)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種平面聚光板，其特征在于所述的 緊挨上表面(2)中心(0)的四個(gè)矩形塊(3)只有一個(gè)斜坡(4); 其他矩形塊(3)設(shè)置有兩個(gè)或兩個(gè)以上的斜坡(4)，同一個(gè)矩形塊(3)內(nèi)斜坡(4)的坡頂(41)、坡底(42)為直線且相互平行，同 一個(gè)矩形塊(3)內(nèi)斜坡(4)的坡頂(41)、坡底(42)都與以上表 面中心(O)為圓心、以上述圓心到斜坡(4)的坡頂(41)、坡底(42) 的距離為半徑的虛擬圓相切。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種平面聚光板，其特征在丁-所述的 每個(gè)矩形塊(3)斜坡(4)的坡頂(41)直線、坡底(42)直線與相 鄰矩形塊(3)斜坡(4)的坡頂(41)直線、坡底(42)直線隔開(kāi)、 離散。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種平面聚光板，其特征在于所 述的斜坡(4)為直角斜坡，即斜坡(4)包括斜坡面(43)和與下表 面(1)垂直的豎立面(44)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種平面聚光板，其特征在于所 述的靠近上表面(2)中心(0)矩形塊(3)的斜坡(4)比遠(yuǎn)離上 表面中心矩形塊(3)的斜坡(4)的坡度?。豢拷媳砻嬷行木匦螇K的斜坡(4)比遠(yuǎn)離上表面中心矩形塊的斜坡(4)的數(shù)目少。
6、根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的一種平面聚光板，其特征在于所 述的矩形塊(3)為正方形，每個(gè)矩形塊面積相同。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種平面聚光板，下表面為光滑平面，它的技術(shù)要點(diǎn)在于上表面分成多個(gè)矩形塊，每個(gè)矩形塊內(nèi)設(shè)置至少一個(gè)斜坡，斜坡的坡頂靠近上表面的中心，斜坡的坡底遠(yuǎn)離上表面的中心；緊挨上表面中心的四個(gè)矩形塊只有一個(gè)斜坡；其他矩形塊設(shè)置有兩個(gè)或兩個(gè)以上的斜坡，同一個(gè)矩形塊內(nèi)斜坡的坡頂、坡底為直線且相互平行，同一個(gè)矩形塊內(nèi)斜坡的坡頂、坡底都與上表面中心為圓心、以上述圓心到斜坡的坡頂、坡底的距離為半徑的虛擬圓相切。本實(shí)用新型的目的是為了克服傳統(tǒng)菲涅耳透鏡的生產(chǎn)過(guò)程復(fù)雜、造價(jià)比較高的不足，而提供的一種簡(jiǎn)單實(shí)用且價(jià)格便宜的透明聚光板。本實(shí)用新型聚光光線均勻、聚光效果好、聚光強(qiáng)度高。
文檔編號(hào)G02B19/00GK201060309SQ20072005362
公開(kāi)日2008年5月14日 申請(qǐng)日期2007年7月4日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月4日
發(fā)明者梁鍵珀, 霍志民 申請(qǐng)人:特殊光電科技(中山)有限公司