[发明专利]玻璃基硅胶复眼聚光器生产工艺及其专用模具

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能聚光光伏发电技术领域中用于将太阳光汇聚并投射到光伏电池上的聚光器的生产工艺；本发明还涉及一种用于所述生产工艺中的模具。

背景技术

聚光光伏发电技术是公认的可降低光伏发电成本的有效途径。目前，一个完整的聚光光伏发电系统主要包括聚光太阳电池组件、太阳跟踪器、电能存储或逆变设备等几部分。复眼式聚光太阳电池组件作为光电转换部件，主要由复眼式透镜聚光器和安装有光伏电池晶片的电路板所组成。

其中，复眼式透镜聚光器包括多块平面阵列的聚光透镜。使用时通过太阳跟踪器使聚光透镜基本正对阳光照射方向，然后通过这些聚光透镜分别将太阳光汇聚并投射到电路板上与各个聚光透镜相对应的光伏电池晶片的接收面上，从而使各个光伏电池晶片中产生电流，这些电流通过电路板上的线路输出。

现有的复眼式透镜聚光器生产工艺有以下两种：

一种是光学玻璃透镜模压成型技术。该技术是一种高精度光学元件加工技术，它是把软化的玻璃（玻璃软化温度高达900℃）放入高精度的模具中，在加温加压和无氧的条件下，一次性直接模压成型出达到使用要求的光学零件。这项技术现在已成为国际上最先进的光学零件制造技术方法之一，给光电仪器的光学系统设计带来了新的变化和发展，不仅使光学仪器缩小了体积、减少了重量、节省了材料、减少了光学零件镀膜和工件装配的工作量、降低了成本，而且还改善了光学仪器的性能，提高了光学成像的质量。这种生产技术具有的缺点是：高温（900℃以上）对模具要求较高，模具损坏较严重。另外由于玻璃的翘曲度大，若用此加工幅面过大的复眼式透镜聚光器，其精度会明显下降，从而影响聚光器的发电效率。

另一种生产工艺是光学塑料成型技术。光学塑料成型技术是当前制造塑料非球面光学零件的先进技术，包括注射成型、铸造成型和压制成型等技术。光学塑料注射成型技术主要用来大量生产直径100mm以下的非球面光学零件，也可制造微型透镜阵列。而铸造和压制成型主要用于制造直径为100mm以上的非球面透镜光学零件。塑料非球面光学零件具有重量轻、成本低；光学零件和安装部件可以注塑成为一个整体，节省装配工作量；耐冲击性能好等优点。因此，在军事、摄影、医学、工业等领域有着非常好的应用前景。这种生产工艺的缺点是：光学塑料受紫外线长时间照射后会老化，导致透过率降低，直接影响聚光器的发电效率，因而无法满足太阳能聚光光伏发电系统户外使用25年时限的要求。

发明内容

本发明的目的是这个对现有的复眼式透镜聚光器生产工艺不足提供一种基于成本低、生产效率高的玻璃基硅胶复眼聚光器生产工艺及其专用模具。

本发明中的玻璃基硅胶复眼聚光器生产工艺采用的技术方案是这样的：包括以下步骤：

步骤101：设计聚光器的单体结构及整体形状；

步骤102：根据聚光器的单体结构及整体形状制作模具；

步骤103：把模具置于注塑机中，定位准确；

步骤104：把玻璃基板植入模具中，定位，模具合模；

步骤105：把硅凝胶注入模具腔体内；

步骤106：待硅凝胶初步成型固化后，从模具中取出附着上硅凝胶的玻璃基板，将所述玻璃基板置于烘箱之内，使玻璃基板上的硅凝胶完全固化成型。

玻璃基硅胶复眼聚光器生产工艺的附加技术特征是：

优选地，所述步骤105中，保持温度在18～25℃，以3.5~5Mpa的压强将硅凝胶注入模具腔体内。

优选地，所述步骤106中，硅凝胶初步成型固化的温度为100~150℃，压强保持为所述步骤105注塑硅胶时的压强值。

优选地，所述步骤106中，玻璃基板置于烘箱之内，使玻璃基板上的硅凝胶完全固化成型的时间为1~2小时，且所述烘箱内温度为60~80℃。

本发明中的玻璃基硅胶复眼聚光器生产工艺专用模具采用的技术方案是这样的：包括上模、模芯与下模，所述模芯位于上模与下模之间，所述模芯具有模具型腔，所述上模上设置有至少1个注料口，所述注料口与模具型腔连通；下模中具有用于安放玻璃基板的矩形腔室，腔室的a边的内侧设置有底边对位台，与a边相邻的b边内侧设置一个定位装置a，所述定位装置a与玻璃基板为点接触；腔室的其余两条边上分别设置有至少一个定位装置。

玻璃基硅胶复眼聚光器生产工艺专用模具的附加技术特征是：

优选地，所述定位装置a为球体。

优选地，所述定位装置a位于腔室b边的中点。

优选地，所述模具为矩形，上模各边的内侧分别设置有2个注料口，所述各个注料口与模具型腔连通。