专利名称：平面聚光板的制作方法
技术领域：
平面聚光板
技术领域：
本实用新型涉及一种聚光板，尤其是涉及一种太阳能聚光板，属 于光学元器件技术领域。背景技术：
太阳能照明是一个光电转换系统，专业领域称为"硅晶片地面光 伏组件"。工作原理是通过硅晶片接收太阳光线后转变为电能，然后 储存在蓄电池中，再由光感开关进行控制，当天黑时能够自动点亮， 天亮时又自动熄灭。
聚焦太阳能是太阳能照明的关键步骤之一。凸透镜可以把太阳光 聚集到一点，但接收晶片容易局部过热、膨胀、开裂；凸透镜也不能 大面积聚集太阳光。现有的太阳能设备中广泛采用菲涅耳透镜对阳光 聚焦，传统菲涅耳透镜成板状，由多个截面形状近似为三角形的同心 环组成，每一个"三角形"的斜边其实是一段弧线，各个同心环的这 段弧线都不相同，因此传统菲涅耳透镜的生产过程复杂、造价比较高。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了克服传统菲涅耳透镜的生产过程复杂、 造价比较高的不足，而提供的一种简单实用且价格便宜的透明聚光 板。本实用新型聚光光线均匀、聚光效果好、聚光强度高。
为了解决上述存在的技术问题，本实用新型采用下列技术方案-
一种平面聚光板，下表面为光滑平面，其特征在于上表面分成多 个矩形块，每个矩形块内设置至少一个斜坡，斜坡的坡顶靠近上表面 的中心，斜坡的坡底远离上表面的中心；
如上所述的紧挨上表面中心的四个矩形块只有一个斜坡；其他矩 形块设置有两个或两个以上的斜坡，同一个矩形块内斜坡的坡顶、坡 底为直线且相互平行，同一个矩形块内斜坡的坡顶、坡底都与以上表 面中心为圆心、以上述圆心到斜坡的坡顶、坡底的距离为半径的虚拟 圆相切；
如上所述的每个矩形块斜坡的坡顶直线、坡底直线与相邻矩形块 斜坡的坡顶直线、坡底直线隔开、离散；
如上所述的斜坡为直角斜坡，即斜坡包括斜坡面和与下表面垂直 的竖立面；
如上所述的靠近上表面中心矩形块的斜坡比远离上表面中心矩 形块的斜坡的坡度小；靠近上表面中心矩形块的斜坡比远离上表面中 心矩形块的斜坡的数目少；
如上所述的矩形块为正方形，每个矩形块面积相同。
本实用新型与现有技术相比具有如下的优点
1、 光线均匀地照射到晶片上，不会出现局部过热、膨胀、变形 或晶片裂开的现象；
2、 聚光效果好，多个矩形块的光线聚集到一个矩形块上，光强 大大提高，强度高，本实用新型的实施例中就提高了 100倍，当聚焦 比为1 : 100时能将全面积的光聚焦在1/100的面积上，因而可以节
省99/100的晶片而得到全面积同样得到的光电流；节省了造价，减 少了重量；
3、本实用新型以离散的斜坡代替了传统菲涅耳透镜连续的圆环，
以斜坡代替了传统菲涅耳透镜的弧面阶梯，使制作工艺简单化，生产 成本下降，生产工序减少，适合大量生产，适宜在各种太阳能设备上
推广使用。
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图1是本实用新型实施例的正视图2是图1的A-A向剖视图3是本实用新型实施例的光路图。
具体实施方式
以下结合附图与具体实施方式
对本实用新型作进一步详细描述 一种平面聚光板，下表面l为光滑平面，上表面2分成多个矩形 块3，每个矩形块3内设置至少一个斜坡4，斜坡的坡顶41都靠近上 表面的中心O，斜坡的坡底42都远离上表面的中心O。这样，太阳 光经过斜坡折射后向上表面的中心的垂直线聚齐，而不会发散光线。 紧挨上表面中心O的四个矩形块3只有一个斜坡4。其他矩形块 3设置有两个或两个以上的斜坡4，同一个矩形块3内斜坡4的坡顶 41、坡底42为直线且相互平行，同一个矩形块3内斜坡4的坡顶41、 坡底42都与以上表面中心O为圆心、以上述圆心到斜坡4的坡顶41 、 坡底42的距离为半径的虚拟圆相切，这样太阳光线折射到上表面中 心的正下方的晶块上；同一个矩形块3内斜坡4之间的坡度相同，这
样太阳光线经过矩形块折射后光线平行且均匀地投射到晶块上，不会 出现晶块上一部分光线强一部分弱的情况。
为了聚光效果更好，斜坡4最好为直角斜坡，即斜坡包括斜坡面 43和与下表面垂直的竖立面44;若竖立面不再是竖立面，而是往上 表面中心倾斜，那么太阳光有一部分会折射后向上表面中心的垂直线 向外散开出去。
每个矩形块3斜坡4的坡顶41直线、坡底42直线与相邻矩形块 3斜坡4的坡顶41直线、坡底42直线隔开、离散，这样是为了太阳 光线投影成一个矩形块光斑；如果上述直线之间连接，就会投影成圆 块光斑。
靠近上表面中心O矩形块3的斜坡4比远离上表面中心O矩形 块3的斜坡4的坡度小；因为越远离上表面中心，太阳光线折射到上 表面中心正下方的晶块上时，角度越大。靠近上表面中心0矩形块3 的斜坡4比远离上表面中心O矩形块3的斜坡4的数目少，因为远 离的矩形块斜坡角度大，若与靠近的矩形块斜坡数目相同，就需要斜 坡设计得高，造成越远离上表面中心斜坡越高，那么斜坡的坡顶由中 心向外越来越高，参差不齐。
矩形块3为正方形，每个矩形块面积相同。这样是为了每个矩形 块折射后投影面积相同，如图中，100个面积为20X20mm的矩形块 投射到晶块上，面积也是20X20mm的方形光斑，且晶块上任何一点 光强度相同，不会出现不均匀的现象。平面聚光板也做成正方形。
平面聚光板的制作材料，可以是高透光性塑料、树脂，也可以是
玻璃或其他透明材料。
参见图1和图2，为了方便由多块透明聚光板组装成更大面积的 太阳能设备，透明聚光板做成正方形形状。透明聚光板的下底面为光 滑平面，它的上表面按10X10的规格划分成100个矩形区域，由T 透明聚光板是正方形的，所以每个矩形区域都是正方形。
传统菲涅耳透镜分段提取了凸透镜的表面曲率特征，压縮了凸透 镜的厚度和体积。本实用新型把传统菲涅耳透镜分为100个正方形区 域，分区域提取该区域的平均表面曲率作为斜坡的坡度，以离散的直 线段代替传统菲涅耳透镜连续的圆环、以斜坡代替传统菲涅耳透镜的 弧面阶梯，大大降低了透明聚光板的塑料模具的制作成本。本实施例 只需加工出15种具有20mmX20mm模压面积的、仅具有直线阶梯的 小模块，就可以组装成边长为20cmX20cm的压铸模，从而生产出 20.8cmX20.8cm的透明聚光板。
参见图3，平行太阳光从透明聚光板上表面射入，经过聚焦后从 透明聚光板的下底面会聚成一 20mmX20mm的方形光斑，完全满足 收集太阳能的要求。
权利要求1、一种平面聚光板，下表面(1)为光滑平面，其特征在于上表面(2)分成多个矩形块(3)，每个矩形块(3)内设置至少一个斜坡(4)，斜坡(4)的坡顶(41)靠近上表面(1)的中心(O)，斜坡(4)的坡底(42)远离上表面(2)的中心(O)。
2、 根据权利要求1所述的一种平面聚光板，其特征在于所述的 紧挨上表面(2)中心(0)的四个矩形块(3)只有一个斜坡(4); 其他矩形块(3)设置有两个或两个以上的斜坡(4)，同一个矩形块(3)内斜坡(4)的坡顶(41)、坡底(42)为直线且相互平行，同 一个矩形块(3)内斜坡(4)的坡顶(41)、坡底(42)都与以上表 面中心(O)为圆心、以上述圆心到斜坡(4)的坡顶(41)、坡底(42) 的距离为半径的虚拟圆相切。
3、 根据权利要求2所述的一种平面聚光板，其特征在丁-所述的 每个矩形块(3)斜坡(4)的坡顶(41)直线、坡底(42)直线与相 邻矩形块(3)斜坡(4)的坡顶(41)直线、坡底(42)直线隔开、 离散。
4、 根据权利要求2或3所述的一种平面聚光板，其特征在于所 述的斜坡(4)为直角斜坡，即斜坡(4)包括斜坡面(43)和与下表 面(1)垂直的竖立面(44)。
5、 根据权利要求2或3所述的一种平面聚光板，其特征在于所 述的靠近上表面(2)中心(0)矩形块(3)的斜坡(4)比远离上 表面中心矩形块(3)的斜坡(4)的坡度小；靠近上表面中心矩形块的斜坡(4)比远离上表面中心矩形块的斜坡(4)的数目少。
6、根据权利要求1或3所述的一种平面聚光板，其特征在于所 述的矩形块(3)为正方形，每个矩形块面积相同。
专利摘要本实用新型公开了一种平面聚光板，下表面为光滑平面，它的技术要点在于上表面分成多个矩形块，每个矩形块内设置至少一个斜坡，斜坡的坡顶靠近上表面的中心，斜坡的坡底远离上表面的中心；紧挨上表面中心的四个矩形块只有一个斜坡；其他矩形块设置有两个或两个以上的斜坡，同一个矩形块内斜坡的坡顶、坡底为直线且相互平行，同一个矩形块内斜坡的坡顶、坡底都与上表面中心为圆心、以上述圆心到斜坡的坡顶、坡底的距离为半径的虚拟圆相切。本实用新型的目的是为了克服传统菲涅耳透镜的生产过程复杂、造价比较高的不足，而提供的一种简单实用且价格便宜的透明聚光板。本实用新型聚光光线均匀、聚光效果好、聚光强度高。
文档编号G02B19/00GK201060309SQ20072005362
公开日2008年5月14日 申请日期2007年7月4日 优先权日2007年7月4日
发明者梁键珀, 霍志民 申请人:特殊光电科技(中山)有限公司