本實用新型專利技術公開一種非跟蹤聚光光伏發電用梯度折射率透鏡，包括一個載玻片，其特征在于，所述載玻片表面由內向外層疊二層以上折射率由大到小依次漸變的薄膜，所述薄膜形成梯度漸變折射率，所述薄膜為SiO2-TiO2復合薄膜，折射率在1.5~2.2范圍內漸變調節；本實用新型專利技術通過在載玻片表面由內向外依次排列折射率由大到小漸變的薄膜，形成梯度漸變折射率透鏡，外界光線沿不同方向入射時都能按照由折射率小的區域向折射率大的區域偏轉，進而實現對各個方向入射的太陽光都能較好地會聚到太陽能電池表面，達到理想的非跟蹤聚光效果。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）
【技術實現步驟摘要】
本技術涉及聚光光伏發電
，特別是ー種薄膜梯度折射率透鏡，可用于替代CPV技術中造價高昂的對日跟蹤系統，井能實現把各個入射方向的光線會聚在面積較小的III-V族化合物半導體太陽能電池上，達到非跟蹤聚光井能高效發電的目的。
技術介紹
聚光光伏發電是通過采用廉價的聚光系統將太陽光會聚到面積很小的高性能III-V族化合物半導體太陽能電池上，從而大幅度地降低成本及昂貴的太陽電池材料用量。這種高效的太陽能電池，需要透鏡或鏡面將接收到的太陽能放大成百上千倍，然后將放大的能量聚焦于其上。聚光倍數越高，所需太陽電池面積越小，從而有效減少系統占地面積和降低電池成本，減少生產所需能耗；也可與太陽能的熱利用系統結合使用，大大提高了對 太陽能的利用效率。但CPV技術的缺點也很突出，需要人們預先對當地的光照參數進行測定，同時由于聚光電池片面積小，為了更加充分地利用太陽光，聚光光伏發電系統必須輔以精確的對日跟蹤裝置。傳統對日跟蹤系統有ー維跟蹤和ニ維跟蹤，都需要復雜的機電控制系統，這就増加了系統重量，不易安裝且設計維護成本較高，跟蹤設備和以后的維護費用在CPV系統中占據將近70%的成本。為達到高聚光比，跟蹤精度通常要求在±1。，這極大地限制了光伏發電效果，并成為束縛聚光光伏發展的主要瓶頸。為了解決這ー難題，我們需要探索ー種非跟蹤聚光技術，在降低成本的同時能夠實現高效聚光發電的目的。
技術實現思路
本技術的目的在于提供一種非跟蹤聚光光伏發電用梯度折射率透鏡，通過外界光線由折射率小的膜層向折射率大的膜層偏轉，實現各個方向入射的太陽光都能較好地會聚到太陽電池表面，達到理想的非跟蹤聚光效果。為了實現上述目的，本技術采用了如下的技術方案。一種非跟蹤聚光光伏發電用梯度折射率透鏡，包括ー個載玻片，其特征在于，所述載玻片表面由內向外層疊ニ層以上折射率由大到小依次漸變的薄膜，所述薄膜形成梯度漸變折射率。所述薄膜為SiO2-TiO2復合薄膜，折射率在I. 5^2. 2范圍內漸變調節。所述薄膜的每層厚度為50(Tl000nm。所述SiO2-TiO2復合薄膜中TiO2含量由內層向外層逐漸降低，形成漸變折射率分布。本技術通過在載玻片表面由內向外依次排列折射率由大到小漸變的薄膜，形成梯度漸變折射率透鏡，外界光線沿不同方向入射時都能按照由折射率小的區域向折射率大的區域偏轉，進而實現對各個方向入射的太陽光都能較好地會聚到太陽能電池表面，達到理想的非跟蹤聚光效果。附圖說明圖I是本技術實施例中梯度折射率透鏡結構示意圖；圖2是梯度折射率透鏡應用于聚光光伏發電的聚光效果圖。具體實施方式如圖I所示，本技術所提供的一種非跟蹤聚光光伏發電用梯度折射率透鏡，包括載玻片I、以及載玻片I表面由內向外依次堆積的SiO2-TiO2復合薄膜2、3、4、5、6，所述SiO2-TiO2復合薄膜2飛中TiO2含量依次減小，復合薄膜2飛的折射率亦依次減小，其折射率在I. 5 2. 2范圍內漸變調節，復合薄膜2飛的每層厚度為50(Tl000nm。所述的SiO2-TiO2復合薄膜，其制備方法為溶膠-凝膠法，包括以下步驟I、將一個厚3mm，尺寸為I英寸’3英寸的載玻片I先用去離子水沖洗干凈，再用丙酮超聲清洗10分鐘，接著用無水乙醇超聲清洗10分鐘，并在干燥箱中烘干，放置在潔凈 室備用。2、調配SiO2-TiO2溶膠，將正硅酸乙酯、無水乙醇、鹽酸、去離子水按摩爾比為I '2 I :50的比例混合，室溫下攪拌I小時，得到SiO2溶液；將鈦酸丁酯、無水乙醇、醋酸按摩爾比I2 30的比例混合，室溫下攪拌I小時，得到TiO2溶液，然后將TiO2溶液緩慢滴加到SiO2溶液并充分攪拌20分鐘，形成制備第I層復合薄膜2所用的溶膠，陳化10天以備用。3、按上述方法依次調配TiO2含量減小的溶液，其中鈦酸丁酯、無水乙醇、醋酸按摩爾比分別為I :4 :50,1 8 100,1 12 200,1 16 :300，并與上述配比相同的SiO2溶液混合，分別形成用于制備第2至第5層復合薄膜3飛所用的溶膠，陳化10天以備用。4、采用提拉法，將清洗好備用的載玻片I浸入步驟2所制備的溶膠中，停留2分鐘，使基片表面與溶膠充分接觸，然后以提拉速度為5cm/min的速度均勻提拉載玻片1，在潔凈的空氣中常溫干燥20分鐘，形成凝膠膜，然后在馬弗爐中進行熱處理，溫度為450°C，時間為2小時,形成第一層SiO2-TiO2復合薄膜2。5、采用如上所述相同的工藝，依次形成第二至第五層SiO2-TiO2復合薄膜3飛，其中TiO2的含量依次遞減。上述實施例僅是本技術的較佳實施方式，詳細說明了本技術的技術構思和實施要點，并非是對本技術的保護范圍進行限制，凡根據本技術精神實質所作的任何簡單修改及等效結構變換或修飾，均應涵蓋在本技術的保護范圍之內。本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種非跟蹤聚光光伏發電用梯度折射率透鏡，包括一個載玻片，其特征在于，所述載玻片表面由內向外層疊二層以上折射率由大到小依次漸變的薄膜，所述薄膜形成梯度漸變折射率。
【技術特征摘要】
1.一種非跟蹤聚光光伏發電用梯度折射率透鏡，包括一個載玻片，其特征在于，所述載玻片表面由內向外層疊二層以上折射率由大到小依次漸變的薄膜，所述薄膜形成梯度漸變折射率。2.根據權利要求I所述的一種非跟蹤聚光光伏發電用梯度折射率透鏡，其特征在于，所述薄膜為SiO2-TiO2復合薄膜，折射率在I. 5^2....
【專利技術屬性】
技術研發人員：馬立云，王蕓，崔介東，石麗芬，沈洪雪，
申請(專利權)人：蚌埠玻璃工業設計研究院，中國建材國際工程集團有限公司，
類型：實用新型
國別省市：
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