[发明专利]一种非跟踪式太阳能聚光电池用光耦合器及其制备方法

权利要求书

1.一种非跟踪式太阳能聚光电池用光耦合器，其特征在于：所述光耦合器的形状为上底面大、下底面小的四棱台，其中上底面为入射面，下底面为聚光面，轴向的中垂面折射率最大，轴向的两个侧面折射率最小，折射率自轴向的中垂面向轴向两侧面呈依次减小的梯度分布。

2.根据权利要求1所述的一种非跟踪式太阳能聚光电池用光耦合器，其特征在于：所述入射面与聚光面的面积比为（10～50）：1。

3.根据权利要求1所述的一种非跟踪式太阳能聚光电池用光耦合器，其特征在于：所述光耦合器的四个侧面覆有银薄膜作为反射面。

4.一种权利要求1、2或3所述的非跟踪式太阳能聚光电池用光耦合器的制备方法，其特征在于，包括以下基本步骤：

（a）选取厚度相同、折射率和密度不同的方形含铅燧石玻璃板，按照密度和折射率由小到大的顺序自上而下依次叠层排列，形成底部玻璃板密度和折射率最大，顶部玻璃板密度和折射率最小；

（b）将上述叠层排列好的玻璃板放在铂金模具中加热至熔融，并保温进行层与层之间的铅离子扩散，扩散完成后自然冷却至室温，在重力及玻璃层不同密度的作用下，形成沿玻璃叠层轴向折射率呈梯度分布的透镜，简称轴向梯度折射率透镜，轴向梯度折射率透镜的顶面折射率最小，底面折射率最大；

（c）将上述轴向梯度折射率透镜沿轴向等分切割成两个尺寸相同的透镜，两个透镜的底面粘接在一起，形成双面轴向梯度折射率透镜，中间粘接面折射率最大，折射率自中间粘接面向轴向两侧呈依次减小的梯度分布；

（d）将上述双面轴向梯度折射率透镜的边缘进行切割与磨平处理，形成顶部入射面大、底部聚光面小的四棱台状光耦合器，通过磁控溅射工艺，在光耦合器四个侧面镀一层银薄膜作为反射面。

5.根据权利要求4所述一种非跟踪式太阳能聚光电池用光耦合器的制备方法，其特征在于，所述方形含铅燧石玻璃板的折射率范围为1.5～1.9，密度范围为2.7～4.9g/cm³，厚度为0.5～3mm，横截面积为30×30～60×60mm²。

6.根据权利要求4所述的一种非跟踪式太阳能聚光电池用光耦合器的制备方法，其特征在于，步骤（b）所述玻璃板加热至熔融的温度为600～720℃，铅离子扩散时间为50～100小时。

7.根据权利要求4所述的一种非跟踪式太阳能聚光电池用光耦合器的制备方法，其特征在于，步骤（c）所述两个轴向梯度折射率透镜底面粘结所用的粘接剂为光学粘接剂，其折射率与底面折射率相差±0.05以内。

8.根据权利要求4所述的一种非跟踪式太阳能聚光电池用光耦合器的制备方法，其特征在于，所述光耦合器四个侧面银薄膜的厚度为0.5～5mm。