[發明專利]聚光型太陽光發電裝置用光學元件、其制造方法及聚光型太陽光發電裝置

無效

• 申請號: 201280043334.6
• 申請日: 2012-10-22
• 公開（公告）號: CN103765610A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發明（設計）人: 俁野高宏;佐藤史雄
• 申請（專利權）人: 日本電氣硝子株式會社
• 主分類號: H01L31/055
• 分類號: H01L31/055;G02B1/00;G02B5/08
• 代理公司: 北京尚誠知識產權代理有限公司 11322
• 代理人: 龍淳

技術領域

本發明涉及用于聚光型太陽光發電裝置的光學元件、其制造方法及聚光型太陽光發電裝置。

背景技術

目前，在聚光型太陽光發電裝置中，在聚光透鏡和太陽能電池單體之間設有玻璃制光學元件。玻璃制光學元件具有例如角錐臺（平頭角錐體）形狀，發揮使由聚光透鏡聚集的光在內表面全反射而傳遞到太陽能電池單體的作用。

聚光型太陽光發電裝置主要在戶外使用。因此，光學元件要求良好的耐候性。例如，專利文獻1公開了在光學元件的側面設置氟樹脂制薄膜。在專利文獻1中，提出了通過設置氟樹脂制薄膜，來防止光學元件的表面由于水滴附著等使玻璃成分析出（溶出）而產生白濁并從此處漏出一部分光。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：（日本）特開2006－278581號公報

發明內容

發明所要解決的問題

用于聚光型太陽光發電裝置的光學元件除了耐候性以外，還要求耐熱沖擊性及耐裂性。但是，現有光學元件的這些特性不夠高是當前現狀。

鑒于上述情況，本發明的目的在于，提供一種具有良好的耐候性，而且耐熱沖擊性及耐裂性也良好的聚光型太陽光發電裝置用光學元件、其制造方法及具備該光學元件的聚光型太陽光發電裝置。

用于解決問題的技術方案

本發明涉及聚光型太陽光發電裝置用光學元件，其特征在于，由在表面具有壓縮應力的玻璃材料構成。

構成光學元件的玻璃材料的表面具有壓縮應力，從而能夠使光學元件的機械強度及化學耐久性良好。其結果是，能夠得到耐候性、耐熱沖擊性及耐裂性良好的光學元件。

第二，本發明的光學元件優選壓縮應力為1～1000MPa。

第三，本發明的光學元件優選表面粗糙度以算術平均粗糙度（輪廓算術平均偏差）（Ra）計為200nm以下。

根據該結構，能夠提高光學元件表面的光反射率，能夠提高對太陽能電池聚光的效率。其結果是，能夠提高太陽光發電裝置的發電效率。

第四，本發明的光學元件優選玻璃材料在30～300℃下的平均線性熱膨脹系數為120×10^－7/℃以下。

根據該結構，容易得到耐熱沖擊性良好的光學元件。

第五，本發明的光學元件優選玻璃材料的維氏硬度Hv（100）為500以上。

玻璃材料的維氏硬度是表示機械強度，特別是表示傷痕、裂紋或碎片等的產生難度的指標的特性。若維氏硬度滿足上述范圍，則可以說光學元件的機械強度良好。

第六，本發明的光學元件優選在實施退火處理的情況下，退火前的密度C₁和退火后的密度C₂滿足（C₁/C₂）×100≤99.9的關系。

本發明的光學元件在表面具有壓縮應力。這表示在表面具有變形。因此，本發明的光學元件特別是在表面附近具有稀疏的構造，所以與表面沒有壓縮應力（即，沒有變形）的光學元件相比，存在密度小的趨勢。因此，退火前光學元件的密度C₁和退火后沒有變形的（除去變形后的）光學元件的密度C₂的比C₁/C₂能夠作為光學元件表面形成的壓縮應力的程度的指標。具體而言，存在光學元件表面形成的壓縮應力越大，C₁/C₂的值越小的趨勢。

第七，本發明的光學元件優選玻璃材料由硅酸鹽類玻璃構成。

根據該結構，能夠容易得到具有所述的期望特性的光學元件。

第八，本發明涉及光學元件的制造方法，用于制造上述任一光學元件，其特征在于，對規定形狀的玻璃材料的表面實施風冷強化處理或化學強化處理來賦予壓縮應力。

根據該結構，能夠容易制作本發明的光學元件。

第九，本發明涉及聚光型太陽光發電裝置，其特征在于，具備太陽能電池和對太陽能電池聚光的聚光光學系統，聚光光學系統具備上述任一光學元件。

發明效果

根據本發明，能夠提供具有良好的耐候性，而且耐熱沖擊性及耐裂性也良好的聚光型太陽光發電裝置用光學元件。

附圖說明

圖1是本發明的一實施方式的聚光型太陽光發電裝置的概念示意圖。

圖2是本發明的一實施方式的光學元件的立體示意圖。

具體實施方式

下面，說明實施本發明的優選方式。需要說明的是，下述實施方式只是例示。本發明不限于任何下述實施方式。