[发明专利]聚光型太阳光发电装置用光学元件、其制造方法及聚光型太阳光发电装置

说明书

技术领域

本发明涉及用于聚光型太阳光发电装置的光学元件、其制造方法及聚光型太阳光发电装置。

背景技术

目前，在聚光型太阳光发电装置中，在聚光透镜和太阳能电池单体之间设有玻璃制光学元件。玻璃制光学元件具有例如角锥台（平头角锥体）形状，发挥使由聚光透镜聚集的光在内表面全反射而传递到太阳能电池单体的作用。

聚光型太阳光发电装置主要在户外使用。因此，光学元件要求良好的耐候性。例如，专利文献1公开了在光学元件的侧面设置氟树脂制薄膜。在专利文献1中，提出了通过设置氟树脂制薄膜，来防止光学元件的表面由于水滴附着等使玻璃成分析出（溶出）而产生白浊并从此处漏出一部分光。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：（日本）特开2006－278581号公报

发明内容

发明所要解决的问题

用于聚光型太阳光发电装置的光学元件除了耐候性以外，还要求耐热冲击性及耐裂性。但是，现有光学元件的这些特性不够高是当前现状。

鉴于上述情况，本发明的目的在于，提供一种具有良好的耐候性，而且耐热冲击性及耐裂性也良好的聚光型太阳光发电装置用光学元件、其制造方法及具备该光学元件的聚光型太阳光发电装置。

用于解决问题的技术方案

本发明涉及聚光型太阳光发电装置用光学元件，其特征在于，由在表面具有压缩应力的玻璃材料构成。

构成光学元件的玻璃材料的表面具有压缩应力，从而能够使光学元件的机械强度及化学耐久性良好。其结果是，能够得到耐候性、耐热冲击性及耐裂性良好的光学元件。

第二，本发明的光学元件优选压缩应力为1～1000MPa。

第三，本发明的光学元件优选表面粗糙度以算术平均粗糙度（轮廓算术平均偏差）（Ra）计为200nm以下。

根据该结构，能够提高光学元件表面的光反射率，能够提高对太阳能电池聚光的效率。其结果是，能够提高太阳光发电装置的发电效率。

第四，本发明的光学元件优选玻璃材料在30～300℃下的平均线性热膨胀系数为120×10^－7/℃以下。

根据该结构，容易得到耐热冲击性良好的光学元件。

第五，本发明的光学元件优选玻璃材料的维氏硬度Hv（100）为500以上。

玻璃材料的维氏硬度是表示机械强度，特别是表示伤痕、裂纹或碎片等的产生难度的指标的特性。若维氏硬度满足上述范围，则可以说光学元件的机械强度良好。

第六，本发明的光学元件优选在实施退火处理的情况下，退火前的密度C₁和退火后的密度C₂满足（C₁/C₂）×100≤99.9的关系。

本发明的光学元件在表面具有压缩应力。这表示在表面具有变形。因此，本发明的光学元件特别是在表面附近具有稀疏的构造，所以与表面没有压缩应力（即，没有变形）的光学元件相比，存在密度小的趋势。因此，退火前光学元件的密度C₁和退火后没有变形的（除去变形后的）光学元件的密度C₂的比C₁/C₂能够作为光学元件表面形成的压缩应力的程度的指标。具体而言，存在光学元件表面形成的压缩应力越大，C₁/C₂的值越小的趋势。

第七，本发明的光学元件优选玻璃材料由硅酸盐类玻璃构成。

根据该结构，能够容易得到具有所述的期望特性的光学元件。

第八，本发明涉及光学元件的制造方法，用于制造上述任一光学元件，其特征在于，对规定形状的玻璃材料的表面实施风冷强化处理或化学强化处理来赋予压缩应力。

根据该结构，能够容易制作本发明的光学元件。

第九，本发明涉及聚光型太阳光发电装置，其特征在于，具备太阳能电池和对太阳能电池聚光的聚光光学系统，聚光光学系统具备上述任一光学元件。

发明效果

根据本发明，能够提供具有良好的耐候性，而且耐热冲击性及耐裂性也良好的聚光型太阳光发电装置用光学元件。

附图说明

图1是本发明的一实施方式的聚光型太阳光发电装置的概念示意图。

图2是本发明的一实施方式的光学元件的立体示意图。

具体实施方式

下面，说明实施本发明的优选方式。需要说明的是，下述实施方式只是例示。本发明不限于任何下述实施方式。