[發(fā)明專利]用于太陽能聚光器的玻璃基板上的硅菲涅爾透鏡和制造方法

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• 申請日: 2019-12-11
• 公開（公告）號: CN113167935A
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發(fā)明（設計）人: 亨里克·普拉諾夫;瑪麗亞·馬楚克
• 申請（專利權）人: 海利亞克有限公司
• 主分類號: G02B3/00
• 分類號: G02B3/00
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司 11243
• 代理人: 丁文蘊;李平

一種制造用于聚集電磁輻射的光學元件的方法，包括以下步驟：(a)提供第一透光玻璃基板(20)，其具有在使用中使電磁輻射入射的前表面以及與前表面相對的后表面；(b)向玻璃基板的后表面和/或前表面施加液態(tài)有機硅樹脂(30)；(c)使液態(tài)有機硅樹脂與模具接觸，使得液態(tài)有機硅樹脂采取模具的形狀并且形成在玻璃基板的施加有液態(tài)有機硅樹脂的表面上延伸的微結構；(d)使液態(tài)有機硅樹脂固化，以形成具有微結構的透光有機硅覆層，其中玻璃表面在施加有機硅之前已被粗糙化。

技術領域

本發(fā)明涉及用于玻璃、特別是用于諸如在太陽能聚光器中使用的光學元件的覆層，并且涉及這些覆層對玻璃的粘附。特別地，覆層是具有光學效果的結構化覆層。本發(fā)明還涉及制造鍍膜玻璃的方法、包括該鍍膜玻璃作為光學元件的太陽能聚光器、太陽能聚光器的制造方法以及適用于生產具有光學效果的結構化覆層的模具的制造方法。

背景技術

在許多應用中，使用聚光器或透鏡來聚集光。許多類型的透鏡已得到了驗證，例如傳統(tǒng)的折射透鏡、凹面反射透鏡和菲涅耳透鏡。在太陽能收集領域，已經描述了菲涅耳透鏡和類似的透鏡。這些透鏡可用于通過反射(可選地還通過折射)來將光聚集于透鏡的前(光入射)側處的焦點、焦線或聚焦區(qū)，或者將穿過透鏡的光折射到透鏡的后表面處的焦點、焦線或聚焦區(qū)。這樣的透鏡的構造可以大致分為兩組：一組是在不必透光的基板的前(光入射)側上設置透鏡結構和反射層，從而形成反射透鏡；另一組的基板必須是透光的，并且透鏡結構可以設置在透光基板的前表面和/或后表面上。在透鏡的后表面上設置反射層的情況下，形成反射透鏡；在不設置反射層的情況下，形成折射透鏡。本發(fā)明涉及需要透光基板的透鏡。

US4315671描述了一種用于聚集電磁輻射的透鏡，其結合了反射特性和折射特性。在一個實施方式中，該透鏡具有基本上平面的前(光入射)表面，并且在后表面上具有包括鏡面覆層的傾斜部分。這允許通過透鏡的反射性傾斜后表面所施加的反射角以及反射光穿過透鏡的主體所產生的折射來引導反射光。其聲稱能夠通過避免在透鏡的前表面上使用鏡面涂覆的傾斜表面而更容易地清潔透鏡。

WO2015/081961描述了一種用于線性太陽能聚光器的光學元件，該元件包括透光聚合物箔，其在后表面上具有菲涅耳透鏡鏡面結構，并且可選地在前表面上具有抗反射層，該元件使垂直于聚合物箔的前表面的平面入射的光能夠被反射并隨后被折射，以使其橫切于該元件的平面被引導，從而可以使用扁平元件代替拋物線形元件。該光學元件可以使用卷對卷工藝來制造。該光學元件在使用中用于被安裝至太陽能聚光器的基板形成部分的前表面(即，光入射側)。

US4385430描述了一種用于聚集太陽能的系統(tǒng)，其中菲涅耳反射器元件是通過塑料材料經由澆鑄、成型、擠出或壓花工藝并隨后通過諸如真空沉積的方法對帶槽表面進行金屬化而形成的。特別地提到了丙烯酸菲涅爾條帶。為了防止對形成菲涅耳反射器元件的塑料材料造成環(huán)境損害，建議將玻璃層通過粘合劑粘接到菲涅耳反射器的前(光入射)側。菲涅耳反射器的后表面被粘附到諸如鋁片的基板上，以降低組裝成本并同時保持所需的剛性。

WO2017/149095描述了用于聚集太陽輻射的光學元件、用于光學元件的聚集用聚合物箔、該箔和元件的制造方法以及修復光學元件的方法。其中描述的光學元件解決了在使用一段時間后、在由于UV損害和/或風中灰塵或元件的清洗對元件的刮擦而使效率變差之后恢復光學元件的效率的需求。提供了一種包括可切換的粘合層的聚集用聚合物箔，其在初始箔的性能由于暴露于環(huán)境而降低時可從基板上移除并用新的聚集用聚合物箔替換。描述了透鏡的布置，其中在透光基板的后表面上設置有透鏡結構并且可選地還設置有反射層。