[發明專利]光學元件以及聚光型太陽光發電裝置

有效

• 申請號: 201380036860.4
• 申請日: 2013-07-09
• 公開（公告）號: CN104487874A
• 公開（公告）日: 2015-04-01
• 發明（設計）人: 安部浩司;平松慎二;藤田勝洋
• 申請（專利權）人: 株式會社可樂麗
• 主分類號: G02B3/00
• 分類號: G02B3/00;G02B1/111;G02B1/18;G02B3/08;H01L31/052
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 張濤;張懿

技術領域

本發明涉及在表面形成有光學功能圖案的光學元件以及聚光型太陽光發電裝置。

背景技術

近年來，自然能源的利用受到關注，其中之一有通過太陽電池將太陽光的能量轉換為電力的太陽光發電。作為這種太陽光發電已知的有：為了提高發電效率(光電轉換效率)并得到大電力，在配置于同一平面上的多個太陽電池元件的前方側配設有用于使太陽光聚光到各太陽電池元件的聚光透鏡(光學元件)的聚光型太陽光發電裝置(例如參照專利文獻1)。

聚光型太陽光發電裝置通過利用聚光透鏡對太陽光聚光并使太陽電池元件受光的結構，從而能夠減小昂貴的太陽電池元件的大小，因此能夠謀求發電裝置整體的低成本化。因此，聚光型太陽光發電裝置在日照時間長、即便使聚光面大面積化也能夠設置的廣闊地區等作為電力供給用途而正在普及。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：特開2006-343435號公報。

發明內容

發明要解決的課題

在所述專利文獻1的聚光型太陽光發電裝置中，考慮到耐環境性等而在由PMMA樹脂構成的片狀的聚光透鏡的太陽光入射面側的表面接合有透明的玻璃基板。

不過，作為適合于通過聚光型太陽光發電裝置發電的地區(日照時間長、即便使聚光面大面積化也能夠設置的廣闊地區)，雖然可例舉出美國西南部(內華達州等)、歐洲地中海沿岸、中東等，但是在這些地區晝夜溫度差以及冬季和夏季的氣溫差非常大。

因此，在使用如上所述的PMMA樹脂作為形成聚光型太陽光發電裝置的聚光透鏡的樹脂材料的情況下，在如上所述的溫度差(氣溫差)大的地區，由于該溫度差而在聚光透鏡產生熱膨脹收縮。例如，在溫度差為40度左右的環境下，對于由1m²大小的PMMA樹脂構成的聚光透鏡，會產生幾mm左右的熱膨脹收縮。當在聚光透鏡產生幾mm左右的熱膨脹收縮時，由于所粘接的玻璃基板的剛性而在聚光透鏡的緣部側發生翹曲，由此被聚光的光的一部分從太陽電池元件的受光區域偏離，因此發電效率降低。

另外，在使用硅樹脂形成聚光型太陽光發電裝置的聚光透鏡并將玻璃基板接合到該聚光透鏡的結構中，線膨脹系數在玻璃(0.09×10^-5/℃)和硅樹脂(25~30×10^-5/℃)中差異很大。另外，硅樹脂的硬度低。

因此，在使用硅樹脂作為形成聚光型太陽光發電裝置的聚光透鏡的樹脂材料的情況下，由于所接合的玻璃與硅樹脂的線膨脹系數差異很大，且硅樹脂的硬度低，因此在如上所述的溫度差(氣溫差)大的地區，存在由硅樹脂構成的聚光透鏡的微細的凹凸形狀的菲涅爾透鏡部分被施加應力而產生變形的風險。如此，當在聚光透鏡的菲涅爾透鏡部分產生變形時，被聚光的光的一部分從太陽電池元件的受光區域偏離，因此發電效率降低。

因此，本發明的目的在于提供一種即便在溫度差大的環境下也能夠防止翹曲的發生、形成在表面的光學功能圖案(菲涅爾透鏡等)由于應力所致的變形的光學元件以及聚光型太陽光發電裝置。

用于解決問題的方案

為了達成所述目的，權利要求1記載的發明是一種光學元件，具備：透光性基板；以及片狀成形體，其一個面具有光學功能圖案而且另一個面接合在所述透光性基板上，并且由有機性樹脂構成，其中，所述片狀成形體的拉伸彈性模量為1500MPa以下、線膨脹系數為7.0×10^-5/℃以下、厚度400μm時的至少可見光波段的平均透過率為85%以上、霧度值為1.0%以下，在使用金屬鹵化物燈將包含紫外線的光線以1kW/m²的照度照射600小時的情況下，至少在350nm~600nm的波段中的平均光透過率的降低為2%以下。此外，在本發明中，線膨脹系數是按照JIS?K7197在30℃中測定的值，拉伸彈性模量是按照JIS?K7127測定的值。

權利要求2記載的發明是：所述透光性基板由玻璃基材構成。

權利要求3記載的發明是：所述片狀成形體使用包含丙烯酸系嵌段共聚合體(A)和丙烯酸樹脂(B)的熱可塑性聚合體組合物形成，在所述熱可塑性聚合體組合物中，所述丙烯酸系嵌段共聚合體(A)是在分子內至少具有一個在以丙烯酸酯單元為主體的聚合體嵌段(a1)的兩個末端分別結合有以甲基丙烯酸酯單元為主體的聚合體嵌段(a2)而構成的丙烯酸系嵌段共聚合體，其重量平均分子量為10000~100000；