專利名稱：聚光透鏡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種聚光透鏡，尤其是一種可應(yīng)用于太陽(yáng)能聚光裝置的聚光透鏡。
背景技術(shù)：
太陽(yáng)能作為一種新型能源，日益受到人們的普遍重視。目前多數(shù)的太陽(yáng)能集光裝 置都采用菲涅爾透鏡作為聚光透鏡，以將太陽(yáng)光會(huì)聚至太陽(yáng)能電池晶片。但由于菲涅爾透 鏡的各環(huán)球形鋸齒對(duì)于太陽(yáng)光的折射程度不同，將導(dǎo)致到達(dá)太陽(yáng)能電池上的太陽(yáng)光照并不 均勻，不利于太陽(yáng)能電池板的充分利用。參見圖1，本處發(fā)明人於2009年8月19日提出的申請(qǐng)?zhí)枮?00910305795. 6的發(fā) 明專利申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N非成像聚光透鏡，該種透鏡可明顯改善太陽(yáng)能電池板上太陽(yáng)光照不 均勻的情形。圖2所示為上述發(fā)明專利申請(qǐng)所揭露之非成像聚光透鏡的光照強(qiáng)度分布模擬 曲線圖，當(dāng)半徑為300毫米(mm)的該種非成像聚光透鏡聚光于9mm*9mm的太陽(yáng)能電池板 上、聚光透鏡與太陽(yáng)能電池板間的距離為300mm時(shí)，太陽(yáng)能電池板上的光照分布非常均勻。 然而，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)當(dāng)太陽(yáng)能電池板縮小為4mm*4mm、而非成像聚光透鏡大小及其與太陽(yáng)能 電池板間的距離不變的情況下，在太陽(yáng)能電池板的中央位置產(chǎn)生較強(qiáng)的光能量分布，如圖3 所示。經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)，此乃太陽(yáng)光經(jīng)過(guò)非成像聚光透鏡時(shí)小部分光線反射而形成的散射光所 致，且此種情況在小尺寸的該種非成像聚光透鏡上尤其明顯。有鑒于此，有必要提供一種在太陽(yáng)能電池板尺寸較小的情況下仍能使太陽(yáng)光線強(qiáng) 度分布具有較佳均勻度的聚光透鏡。

發(fā)明內(nèi)容
下面將以具體實(shí)施例說(shuō)明一種在太陽(yáng)能電池板尺寸較小的情況下仍能使太陽(yáng)光 線強(qiáng)度分布具有較佳均勻度的聚光透鏡。一種聚光透鏡，其包括一個(gè)平板狀透光體，一第一菲涅爾透鏡結(jié)構(gòu)以及一第二菲 涅爾透鏡結(jié)構(gòu)，該平板狀透光體包括相對(duì)設(shè)置的第一表面及第二表面；該第一菲涅爾透鏡 結(jié)構(gòu)包括設(shè)置在平板狀透光體第一表面上的多個(gè)以同心圓分布的第一球面鋸齒；該第二菲 涅爾透鏡結(jié)構(gòu)包括設(shè)置在平板狀透光體第一表面上的多個(gè)以同心圓分布的第二球面鋸齒， 該第二球面鋸齒環(huán)繞第一球面鋸齒設(shè)置，且該第二球面鋸齒的曲率半徑與第一球面鋸齒的 曲率半徑不同。與背景技術(shù)所提及的非成像聚光透鏡相比，本發(fā)明所提供的聚光透鏡具有兩種曲 率半徑互不相同的球面鋸齒菲涅爾透鏡結(jié)構(gòu)，其利用具有第二球面鋸齒的菲涅爾透鏡結(jié)構(gòu) 會(huì)聚太陽(yáng)光，并利用具有不同曲率半徑的第一球面鋸齒的菲涅爾透鏡結(jié)構(gòu)相應(yīng)地調(diào)節(jié)光能 量分布偏高的情形，從而可明顯改善光能量分布不均的情況。


圖1是第200910305795. 6號(hào)專利申請(qǐng)所揭露非成像聚光透鏡的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是圖1所示非成像聚光透鏡的第一光照強(qiáng)度分布模擬曲線圖。圖3是圖1所示非成像聚光透鏡的第二光照強(qiáng)度分布模擬曲線圖。圖4是本發(fā)明實(shí)施例所提供聚光透鏡的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是本發(fā)明實(shí)施例所提供聚光透鏡的光照強(qiáng)度分布模擬曲線圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。參見圖4，本發(fā)明實(shí)施例提供的聚光透鏡10，其包括一個(gè)透光體11，第一菲涅爾透 鏡結(jié)構(gòu)12以及第二菲涅爾透鏡結(jié)構(gòu)13。該透光體11為圓形透光體，其為平板狀。該透光體11包括第一表面110和第二 表面112。該第二表面112與第一表面110相對(duì)設(shè)置，且該第二表面112用于接收太陽(yáng)光的 照射。該第一表面110、第二表面112均為平坦表面。該透光體11的材質(zhì)可為有機(jī)塑料或
玻璃等。該第一菲涅爾透鏡結(jié)構(gòu)12設(shè)置在透光體11的第一表面110上。該第一菲涅爾 透鏡結(jié)構(gòu)12包括多個(gè)設(shè)置在第一表面110上的第一球面鋸齒120，且該多個(gè)第一球面鋸齒 120呈環(huán)狀。本實(shí)施例中，該多個(gè)第一球面鋸齒120以第一表面110的幾何中心114為圓心 呈同心圓分布。該第二菲涅爾透鏡結(jié)構(gòu)13設(shè)置在透光體11的第一表面110上。該第二菲涅爾 透鏡結(jié)構(gòu)13包括多個(gè)設(shè)置在第一表面110上的第二球面鋸齒130，且該多個(gè)第二球面鋸齒 130呈環(huán)狀。該多個(gè)第二球面鋸齒130以第一表面110的幾何中心114為圓心呈同心圓分 布。該多個(gè)第二球面鋸齒130環(huán)繞第一球面鋸齒120分布，并且該第一球面鋸齒120曲率 半徑大于第二球面鋸齒130的曲率半徑。圖5所示為該種聚光透鏡10的光學(xué)模擬示意圖，該圖是在太陽(yáng)能電池板大小為 4mm*4mm、聚光透鏡10半徑為300mm且聚光透鏡10與太陽(yáng)能電池板(圖未示)間的距離為 300mm的情況下進(jìn)行模擬的。從圖5可以看出，太陽(yáng)能電池板上光能量的分布較圖3有了很 大改善，背景技術(shù)中前發(fā)明所存在的“太陽(yáng)能電池板中央位置的光能量分布偏強(qiáng)”現(xiàn)象得以 避免。由此可見，該種聚光透鏡10能避免背景技術(shù)中前發(fā)明所述“太陽(yáng)光經(jīng)過(guò)非成像聚光 透鏡時(shí)小部分光線反射而形成的散射光”導(dǎo)致的光能量分布不均的情況。需要說(shuō)明的是，針對(duì)于結(jié)構(gòu)與被背景技術(shù)中前發(fā)明所揭露聚光透鏡不同的其他種 類聚光透鏡所產(chǎn)生的局部光能量分布偏高的情況，也可以通過(guò)將所述第一菲涅爾透鏡結(jié)構(gòu) 12設(shè)置在聚光透鏡上所對(duì)應(yīng)的能量分布偏高的位置，并將聚光透鏡的其他位置上設(shè)置第二 菲涅爾透鏡結(jié)構(gòu)13，便可調(diào)整光能量分布不均的情況。第一球面鋸齒120并不局限于以第一表面110的幾何中心114為圓心以同心圓分 布，該第一球面鋸齒120所環(huán)繞的圓心可以不同于第一表面110的幾何中心114，從而第一 球面鋸齒120在聚光透鏡上的設(shè)置位置可以隨聚光透鏡能量分布的具體位置作適當(dāng)調(diào)整。此外，所述第一球面鋸齒120的曲率半徑也可以小于所述第二球面鋸齒130的曲 率半徑，從而可將曲率半徑相對(duì)較大的第一球面鋸齒120設(shè)置在聚光透鏡上所對(duì)應(yīng)的能量 分布偏低的位置，而將曲率半徑相對(duì)較小的第二球面鋸齒130設(shè)置在聚光透鏡上其他位 置，同樣能夠調(diào)整光能量分布不均的情況。第一菲涅爾透鏡結(jié)構(gòu)12與該第二菲涅爾透鏡結(jié)構(gòu)13的焦距、螺距可以相同或不同，從而可根據(jù)適當(dāng)?shù)墓饽芰糠植记樾芜M(jìn)行調(diào)整。
另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可以在本發(fā)明精神內(nèi)做其它變化，當(dāng)然，這些依據(jù)本發(fā)明 精神所做的變化，都應(yīng)包含在本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種聚光透鏡，其包括一個(gè)平板狀透光體，該平板狀透光體包括相對(duì)設(shè)置的第一表面及第二表面；一第一菲涅爾透鏡結(jié)構(gòu)，其包括設(shè)置在平板狀透光體第一表面上的多個(gè)以同心圓分布 的第一球面鋸齒；一第二菲涅爾透鏡結(jié)構(gòu)，其包括設(shè)置在平板狀透光體第一表面上的多個(gè)以同心圓分布 的第二球面鋸齒，該多個(gè)第二球面鋸齒整體位于該多個(gè)第一球面鋸齒外圍且環(huán)繞第一球面 鋸齒設(shè)置，且該第二球面鋸齒的曲率半徑與第一球面鋸齒的曲率半徑不同。
2.如權(quán)利要求1所述的聚光透鏡，其特征在于，所述多個(gè)第一球面鋸齒、多個(gè)第二球面 鋸齒均以平板狀透光體的幾何中心為圓心呈同心圓分布。
3.如權(quán)利要求1所述的聚光透鏡，其特征在于，所述多個(gè)第一球面鋸齒均以不同于平 板狀透光體幾何中心的點(diǎn)為圓心呈同心圓分布，所述多個(gè)第二球面鋸齒以平板狀透光體的 幾何中心為圓心呈同心圓分布。
4.如權(quán)利要求1所述的聚光透鏡，其特征在于，所述第一球面鋸齒的曲率半徑大于所 述第二球面鋸齒的曲率半徑。
5.如權(quán)利要求1所述的聚光透鏡，其特征在于，所述第一菲涅爾透鏡結(jié)構(gòu)的焦距與所 述第二菲涅爾透鏡結(jié)構(gòu)的焦距相等。
6.如權(quán)利要求1所述的聚光透鏡，其特征在于，所述第一菲涅爾透鏡結(jié)構(gòu)的螺距與所 述第二菲涅爾透鏡結(jié)構(gòu)的螺距相等。
全文摘要
本發(fā)明提供一種適用于太陽(yáng)能聚光裝置的聚光透鏡，包括平板狀透光體、第一菲涅爾透鏡結(jié)構(gòu)及第二菲涅爾透鏡結(jié)構(gòu)。該平板狀透光體包括相對(duì)設(shè)置的第一表面及第二表面，該第一菲涅爾透鏡結(jié)構(gòu)，包括設(shè)置在平板狀透光體第一表面上的多個(gè)以同心圓分布的第一球面鋸齒。該第二菲涅爾透鏡結(jié)構(gòu)包括設(shè)置在平板狀透光體第一表面上的多個(gè)以同心圓分布的第二球面鋸齒。該第二球面鋸齒環(huán)繞第一球面鋸齒設(shè)置，且該第二球面鋸齒的曲率半徑與第一球面鋸齒的曲率半徑不同。該種聚光透鏡在配合小尺寸太陽(yáng)能電池板使用時(shí)，仍能保證會(huì)聚后的光線在太陽(yáng)能電池板上具有均勻的光線強(qiáng)度分布。
文檔編號(hào)F24J2/46GK102109622SQ20091031237
公開日2011年6月29日 申請(qǐng)日期2009年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月28日
發(fā)明者曹治中, 林姍儒, 陳昱樹, 韋安琪 申請(qǐng)人:富士邁半導(dǎo)體精密工業(yè)(上海)有限公司, 沛鑫能源科技股份有限公司