(57)【要約】  本発明は、下側面が１つ以上のフレネルレンズの形で構造化されている表面を有する、太陽照射を集光するための集光器、及び特殊な押出プロセスによってポリマー材料からのそれらの製造に関する。本発明の集光器は、光起電力加熱又は太陽光加熱に利用可能なプラントで使用されてよく、また、厳しい気候帯において要求される耐久性と性能を有する。本発明の集光器は、それらの形状とは無関係に、特に経済的な生産及び太陽電池又は吸収体ユニットなどの対照物への太陽照射の効率的な集光を可能にする。本発明の集光器は、高寿命を有し、また、極端で且つ厳しい気候帯で使用される時に高い光学的特性と組み合わされる。これは、例えば、集光型太陽光発電で使用される高性能の太陽電池の分野に関し、同様に、例えば、放物線トラフ技術との関連で、集光型太陽熱集光器での使用を見出す集熱管にも関する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽発電用の集光器の製造方法であって、
高透明性ポリマー層を、前記集光器の後の下側面に、ペレット配合物から、押出機内で溶融し、スロットダイを介して引抜き、且つロール表面上に少なくとも６０℃の温度勾配を有するグラビアを有する冷却されたロール又はドラムを用いてフィルム表面を構造化することによって製造し、その際、
構造化後のポリマー層は、前記集光器の下側面に光学表面構造を有し、前記光学表面構造は１つ以上のフレネルレンズを形成し、且つ
前記集光器は少なくとも１種のＵＶ吸収剤及び少なくとも１種のＵＶ安定剤を備えていることを特徴とする、前記製造方法。
【請求項２】
第２の押出機を、第１のポリマー層の上側面で第２のペレット配合物から構造化する前に、第２のポリマー層を同時押出によって適用するために使用することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
第２又は第３の押出機を、構造化の前に第３のポリマー層を同時押出によって第１のポリマー層の下側面に適用するために使用することを特徴とする、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
第２及び／又は任意の第３のポリマー層が多層同時押出物であることを特徴とする、請求項２又は３に記載の方法。
【請求項５】
第２及び任意の第３のポリマー層又は第２及び任意の第３のポリマー層のうち少なくとも１つの構成要素の層がＵＶ安定剤及びＵＶ吸収剤を備えていることを特徴とする、請求項１から４までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
少なくとも１種のＵＶ吸収剤がトリアジンであることを特徴とする、請求項１から５までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
ＵＶ吸収剤が少なくとも１種のベンゾトリアゾール及び少なくとも１種のトリアジンであり、且つＵＶ安定剤が少なくとも１種のＨＡＬＳ化合物であることを特徴とする、請求項１から６までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
集光器の表面を、構造化の前に耐スクラッチ性及び／又は防汚コーティング及び／又は反射防止コーティングで被覆することを特徴とする、請求項１から７までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
最上層の屈折率が、５％の正確さで、その下にある層の屈折率の平方根を形成することを特徴とする、請求項１から８までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
第１のポリマー層が、透明な材料、例えば、ＳＡＮ、ポリカーボネート、ポリウレタン、ポリシクロオレフィン、ポリスチレン、スチレンコポリマー、ポリエステル、好ましくはＰＥＴ又はＰＥＴＧ、ポリ（メタ）アクリレート、又は列挙されたポリマーの混合物であることを特徴とする、請求項１から９までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
第２のポリマー層及び任意の第３のポリマー層がそれぞれポリ（メタ）アクリレート、フルオロポリマー又はポリ（メタ）アクリレートとフルオロポリマーとの混合物、好ましくはＰＭＭＡとＰＶＤＦとの混合物又はＰＭＭＡ及びＰＶＤＦから構成される多層系であることを特徴とする、請求項２から１０までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
集光器が、光源から見て、少なくとも以下の層：
ＵＶ安定剤及びＵＶ吸収剤を含み且つ５〜５００μｍの間、好ましくは１０〜２５０μｍの間の厚さを有する第２のポリマー層、
０．１〜２５ｍｍの間、好ましくは０．５〜１５ｍｍの間の厚さを有する第１のポリマー層
からなり、その際、
前記集光器の下側面が１つ以上のフレネルレンズの形で表面構造化されていることを特徴とする、前記集光器。
【請求項１３】
集光器が、光源から見て、以下の層：
防汚、反射防止及び耐スクラッチ性改善特性を有する表面仕上げ、
ＵＶ安定剤及びＵＶ吸収剤を含み且つ５〜５００μｍの間、好ましくは１０〜２５０μｍの間の厚さを有する第２のポリマー層、
０．１〜２５ｍｍの間、好ましくは０．５〜１５ｍｍの間の厚さを有する第１のポリマー層
５〜５００μｍの間、好ましくは１０〜２５０μｍの間の厚さを有する第３のポリマー層
からなり、その際、
前記集光器の下側面が１つ以上のフレネルレンズの形で表面構造化されていることを特徴とする、請求項１２に記載の集光器。
【請求項１４】
個々のフレネルレンズが角状、同心円状の又は線形の構造であることを特徴とする、請求項１２又は１３に記載の集光器。
【請求項１５】
フレネルレンズが格子又は直線の形で配置されているか、又は互いに対して不規則に配置されていることを特徴とする、請求項１４に記載の集光器。
【請求項１６】
光起電力セル及び太陽熱集光器の熱吸収器のスターリングモーターの二次元の形状の上に太陽放射を点焦点集光するための、角状又は同心円状のフレネルレンズを有する、請求項１２から１５までのいずれか１項に記載の集光器の使用。
【請求項１７】
光起電力セルの線形配置の上に又は太陽熱集光器の集熱管の上に太陽放射を直線的に焦点集光するための、線形フレネルレンズを有する、請求項１２から１５までのいずれか１項に記載の集光器の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の分野
本発明は、下側面が１つ以上のフレネルレンズの形で構造化されている表面を有する、太陽放射を集光するための集光器に関し、また、特殊な押出方法によるポリマー材料からのそれらの製造に関する。本発明の集光器は、光起電力加熱又は太陽光加熱の目的に利用可能なプラントで使用され得る。
【０００２】
本発明の集光器は、特に、それらの形状に関係なく、経済的な生産及び太陽電池又は吸収体ユニットなどの対象物への太陽放射の効率的な集光を可能にする。
【０００３】
本発明の集光器は、長寿命を有し且つ極端で且つ厳しい気候帯で使用される時にこの高い光学的特性と組み合わされる。
【０００４】
これは、例えば、集光型光起電力で使用される高性能太陽電池の分野に関し、更に、例えば、放物線トラフ技術の関連で、集光型太陽熱集熱器での使用を見出す集熱管（absorber tube）にも関する。
【０００５】
従来技術
フレネルレンズは、１８世紀の初期から開発されており、プロジェクションモニタ、オーバーヘッドプロジェクタ、投光照明、例えば、自動車のヘッドライト、燈台及び類似の使用分野で使用されている。近年、フレネルレンズは、集光し、その後、太陽エネルギーを電気に変換するための太陽エネルギー（特に光起電力）の集光器としての使用も見出されている。
【０００６】
太陽放射の集光の正確さ、さらにはかかる上記の太陽光用途のフレネルレンズなどの光学部材を有するかかるプレート又はフィルムの強さ、寸法安定性及び易設置性に関する性能を保証するために、これらの構造化されたフィルムを、支持フィルム又はプレートの上に積層又は結合させることが先行技術によって必要とされている。しかしながら、かかるプロセスのレジームは高いコストを伴う。更に、品質及び寿命は、潜在的な弱点及び使用される接着剤系との潜在的な有害な相互作用のために制限されているか又は不安定である。
【０００７】
あるいは、いわゆる「熱ラミネート」が使用されてよく、これは任意に直線状に構成され得る。しかしながら、想定される用途で必須の太陽放射の集光の正確さを維持できない結果、この目的に要求される高温及び高圧は、光学構造体の破壊又は損傷につながる。
【０００８】
インラインラミネーションは、１０〜１００μｍ又は３５〜１５０μｍの厚さを有する薄いキャリアフィルムについて米国特許第５，９４５，０４２号及び米国特許第６，３７５，７７６号に開示されている。かかる薄いフィルムは、光電装置又は太陽熱集光器で利用されるため、寸法安定性には適さない。
【０００９】
アクリレート基材からの線形フレネルレンズの製造は、三本ロール練り機を用いて、高粘度及び低粘度の溶融物の同時押出物として、線形フレネルレンズを製造することが米国特許第５，６５６，２０９号に記載されている。この方法の欠点は、得られる光学的構造体が、シャープではないか又はエンボスツールによって正確に複製されず、従って、太陽放射の正確な集光の場合に想定される用途には適していないことである。更に、得られる製品は、更に特に厳しい気候条件下で、高いＵＶ安定性を有していない。
【００１０】
ＷＯ２００９／１２１７０８号は、同様に、構造体を損傷させずにポリマーシート上に光学的構造体を有するフィルムの熱ラミネートの方法を開示している。しかしながら、ラミネーションプロセスは、しばしば、追加の接着剤層及びそれによるプレート内の相境界面の数の増加が、光学的特性の低下、従って、エネルギー収量の損失につながるという欠点を有する。
【００１１】
更に、このプロセスのコストは高く、要求される品質は、あったとしても、非常に限定された程度までしか製造できない。
【００１２】
更には、かかる従来技術のシステムは、積極的に洗浄されなければならない。かかるプラントは、例えば、ＷＯ２００９０２８０００号に記載されている。
【００１３】
ＷＯ２００９／０９９３３１号に開示される類似のシステムは、フレネルレンズの上方に平坦な下端を有する追加のマトリックス、及び液体フィルタを有しているという欠点を有する。しかしながら、この追加の材料は、透過性を低下させる。更に、このシステムは、非常にコストがかかり且つ不便な方法でしか製造できない。
【００１４】
殆どの従来技術の方法は、通常、積層プロセスによるフレネル構造体の製造を目的としているが、上記の通り、これは特異な品質及びコスト上の欠点を伴うものである。
【００１５】
これらの開示はいずれも、１．寿命、寸法安定性、２．太陽放射の集光の正確さ、３．ＵＶ及び耐候安定性及び４．これらのフィルム又はプレートの耐摩擦性からなる一般に要求される仕様がどのように達成されるのかは教示していない。従って、層間剥離、曇り、気泡形成、スクラッチ又は黄変が、しばしば、ほんの短時間の動作後に生じる。
【００１６】
課題
本発明の課題は、想定される寿命内で特に高い効率を有し、同時に、高い品質と安価な製造を可能にする、太陽放射を集光させるための新規な集光器を提供することである。本発明の集光器は、光起電力加熱又は太陽光加熱のために利用可能なプラントで使用され得る。
【００１７】
同時に、集光器は、当然ながら、厳しい気候帯において少なくとも２０年の寿命を有し、太陽放射の集光の高い正確さを保証し、且つ環境への影響及び洗浄操作に関して、従来技術と比較して改善された耐性又は少なくとも同等の耐性を有していなければならない。
【００１８】
更に詳細には、本発明の課題は、特に従来技術に関して、長寿命の寸法安定性を有する特にシャープな表面エンボス加工が単一層のポリマーシートでも得られる方法を提供することである。
【００１９】
更に、この方法から得られる集光器は、自己支持性を有するべきである。
【００２０】
この文献では、「自己支持」との用語は、曲げ加工又は成形工程後の加工品が、少なくとも５０℃、好ましくは少なくとも６５℃までの使用温度、及び周囲環境条件、例えば、風速でこの形態を保持することを意味すると理解されている。太陽放射の集光器に関して、これは、例えば、一旦成形された形状は、輸送、設置及びプラントの運転の過程で維持されることを意味する。
【００２１】
更に明確に記載されていない課題は、以下の詳細な説明、特許請求の範囲及び実施例の全ての内容から明らかである。
【００２２】
解決策
この課題は、表面構造化した、自己支持型集光器の新規な製造方法、及び太陽光発電のプラント用のかかる自己支持型集光器の提供によって解決される。
【００２３】
この課題は、更に特に、太陽光発電のプラント用の自己支持型集光器の新規な製造方法の提供によって、及び本発明による方法によって製造されるこの集光器によって解決される。
【００２４】
本発明による方法は、少なくとも以下の工程からなる：
高い透過性のポリマー層を、押出機内での溶融及びスロットダイによる引抜きによってペレット配合物から形成して、溶融フィルム又はシートを得る。この溶融物は、集光器の後の下側面でロール表面上に少なくとも６０℃の温度勾配を有するグラビアを有する冷却されたロール又はドラムによって構造化されており、この構造化が維持され続けるように冷却される。この構造化は、集光器の下側面にある光学表面構造であり、前記光学表面構造は１つ以上のフレネルレンズを形成する。本発明によれば更に非常に重要なことは、集光器が少なくとも１種のＵＶ吸収剤及び少なくとも１種のＵＶ安定剤を備えていることである。
【００２５】
好ましくは、第２の押出機を使用して、第２のポリマー層を、第２のペレット配合物から構造化する前に同時押出によって第１のポリマー層の上側面に適用する。更に好ましくは、この第２のポリマー層は、ＵＶ安定剤及びＵＶ吸収剤を備えている。任意に、この第２の押出機又は更なる第３の押出機が使用されてよく、第１のポリマー層の下側面と同様に、第２のペレット配合物を同時押出によって適用する。この第３の層は、好ましくは第２の層と同一の添加剤を有する。
【００２６】
更に好ましくは、少なくとも１種のＵＶ吸収剤は、トリアジンであり、非常に特に好ましいＵＶ吸収剤は、少なくとも１種のベンゾトリアゾール及び少なくとも１種のトリアジンであり、非常に特に好ましいＵＶ安定剤は少なくとも１種のＨＡＬＳ化合物である。
【００２７】
驚くことに、かかる方法で製造される多層システムは、従来技術の多くの欠点を有していないことが判明した。例えば、層間剥離のリスクが全くない。この方法は、太陽放射の集光の効率化のために、かかる方法で製造されるプリズムシートの品質の高さ及び精密さが顕著である。シートの上側面、任意に同様に下側面も、強いＵＶ照射、従って黄変から保護されている。好適な材料の選択のおかげで、この方法を用いて集光器の曇り又は熱変色を回避することも可能である。更に、以下に記載された適切な表面仕上げのおかげで、スクラッチ又は汚れのリスクを最小限にすることが可能である。これは寿命の延長にもつながる。更に、反射防止コーティングによって、エネルギー収量は原則的に増加し得る。
【００２８】
更に、集光器の上側面は、構造化の前後に、耐スクラッチ及び／又は防汚コーティング及び／又は反射防止コーティングで被覆されてよい。
【００２９】
一般に、第１のポリマー層は、剛さを決定するので、成形にとって非常に重要である。しかしながら、別の実施態様では、第１のポリマー層と第２又は第３のポリマー層との間の層厚さの差が小さく、全ての層又は２つの層が成形に寄与することも可能である。
【００３０】
本発明の集光器は、０．１ｍｍ〜２５ｍｍの間、好ましくは０．５ｍｍ〜１５ｍｍの間、更に好ましくは１ｍｍ〜１０ｍｍの間の全厚さを有し得る。
【００３１】
本発明の方法の更なる態様は、ラミネートが、自己支持性であり、同時にラミネートが熱の作用下で寸法安定性を保持し、同時にフレネルレンズの構造を保持しながら変形できるような剛さを有することである。この性質は、剛さ、厚さ及び他の材料特性に関して互いに適合する個別のポリマー層のおかげで本発明に従って得られる。
【００３２】
本発明による方法に加えて、この方法によって製造され得る集光器も、本発明の一部を構成する。
【００３３】
更に詳細には、これらは集光器であって、光源から見て、少なくとも以下の層：
１．ＵＶ安定剤及びＵＶ吸収剤を含み且つ５〜５００μｍの間、好ましくは１０〜２５０μｍの間、更に好ましくは２０〜１５０μｍの間の厚さを有する第２のポリマー層、
２．０．１〜２５ｍｍの間、好ましくは０．５〜１５ｍｍの間、更に好ましくは１〜１０ｍｍの間の厚さを有する第１のポリマー層
からなることを特徴とする、集光器である。
【００３４】
更に、集光器の下側面は、１つ以上のフレネルレンズの形で表面構造化されている。
【００３５】
第２のポリマー層は、複数の副層から構成される層であってもよい。例えば、第２の層は、２層又は３層の同時押出物であってよい。この場合、それぞれの個々の層は、第２の層について記載された厚さを満たし得る。しかしながら、好ましくは、全ての同時押出物は、５〜５００μｍの間、好ましくは１０〜２５０μｍの間、更に好ましくは２０〜１５０μｍの間の第２のポリマー層について記載された値に相当する厚さを有する。
【００３６】
好ましくは、集光器の全製造プロセスに従う製造は、例えば、"Plastic Extrusion Technology" (F. Hensen, Hanser Publishers, Munich, 第2版, 1997年)に詳述される、公知の同時押出技術によって実施されている。
【００３７】
本発明の集光器は、好ましくは、光源から見て、以下の層：
１．防汚、反射防止及び耐スクラッチ性改善特性を有する表面仕上げ、
２．ＵＶ安定剤及びＵＶ吸収剤を含み且つ５〜５００μｍの間、好ましくは１０〜２５０μｍの間、更に好ましくは２０〜１５０μｍの間の厚さを有する第２のポリマー層、
３．０．１〜２５ｍｍの間、好ましくは０．５〜１５ｍｍの間、更に好ましくは１〜１０ｍｍの間の厚さを有する第１のポリマー層、
４．任意に且つ好ましくは、ＵＶ安定剤及びＵＶ吸収剤を含み且つ５〜５００μｍの間、好ましくは１０〜２５０μｍの間、更に好ましくは２０〜１５０μｍの間の厚さを有する第３のポリマー層
からなる集光器である。
【００３８】
第３のポリマー層の場合、任意の多層構造に関しても、第２のポリマー層について既に記載されたことと同様である。
【００３９】
更に集光器の下側面は、１つ以上のフレネルレンズの形で表面構造化されている。
【００４０】
個々のフレネルレンズは、角状、同心円状の又は線形構造であってよい。これらは、格子又は直線の形で配置されるか、又は互いに対して不規則に配置されてよく、好ましいのは、平行に移動する線形構造の配置である。
【００４１】
これらの本発明の新規な集光器は、特に光学特性に関して、先行技術よりも有利なものとして組み合わされて、以下の特性を有する：本発明の集光器の材料は、ＵＶ、気候及び湿気の影響下で、特に中立色（color-neutral）で且つ曇らない。集光器は、優れた耐候安定性を示し、任意に表面仕上げを備える場合、全ての市販の洗浄組成物に対して、非常に良好な耐薬品性を有する。これらの態様も、長期間にわたる太陽光集光の保持に寄与する。洗浄を容易にするために、表面は防汚性を有する。更に、表面は任意に耐摩耗性、反射防止及び／又は耐スクラッチ性である。
【００４２】
発明の詳細な説明
ポリマー層の材料
第１のポリマー層は、透明なポリマー材料の層、例えば、ＳＡＮ（スチレン−アクリロニトリルターポリマー）、ポリカーボネート、ポリウレタン、ポリシクロオレフィン、ポリスチレン、スチレンコポリマー、ポリエステル、好ましくはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）又はＰＥＴＧの層、又はポリ（メタ）アクリレートの層である。
【００４３】
第２に、任意の又は同様の任意の第３のポリマー層は、ポリ（メタ）アクリレート、フルオロポリマー又はポリ（メタ）アクリレートとフルオロポリマーとの混合物の層、好ましくはＰＭＭＡとＰＶＤＦとの混合物又はＰＭＭＡとＰＶＤＦから構成される多層系の層である。
【００４４】
２層（２層系の場合）又は全部で３層のポリマー組成物は任意に同一であってもよい。
【００４５】
一般的に、集光型太陽光発電（ＰＶ）の関連波長範囲は、結晶シリコンＰＶ電池の使用の場合に、約３００〜１８００ｎｍ、又は約３００〜１２００ｎｍである。
【００４６】
選択されたポリマーは、特に関連波長範囲において最大透過度を有するべきである。
【００４７】
表面構造化
高透過性ポリマー層の表面は、特殊な機器を用いるインラインエンボス加工によるフレネルレンズ構造でエンボス加工されている。これは、引取ロールとグラビアロール又はドラムとの間のロールニップに押出機のスロットダイから溶融物を直接供給することを含む。溶融物は、フレネルレンズの形状を製造するグラビアロール又はドラムによって輸送される。このロール又はドラムは、ロールニップの接触面で融解熱の又は最大値より２０℃低い制御温度である。引取ロールと共にニップを出た後、溶融物フィルムを、グラビアロール又はドラム及び冷却水浴から形成されたニップに供給する。この時点で、ロール又はドラムを、溶融物フィルムが凝固温度まで冷却される程度まで冷却した。このために、ドラム又はロールは空洞であり且つ冷却媒体で充填されてよい。充填レベルは、冷却浴の反対領域のみが冷却されるように選択されるべきである。このプロセスのおかげで、溶融物フィルムは、グラビア操作で更にゆっくりと冷却されて、より良く且つ鋭い構造のプロフィールが得られる。
【００４８】
このプロセスのおかげで、溶融物フィルムは、ロール回転の半分で、１５０℃〜２５０℃の間、一般的に１８０℃〜２２０℃の間の温度から、１００℃未満、好ましくは９０℃未満、更に好ましくは８０℃未満の温度まで冷却される。
【００４９】
このために、グラビアロール又はドラムの表面は、回転の半分で冷却されて、少なくとも６０℃、好ましくは少なくとも８０℃、更に好ましくは少なくとも１００℃によって、溶融物がスロットダイから供給されるロールニップから進行する。
【００５０】
一定の冷却を保証するために、ドラム又はロール内の及び冷却水浴中の冷却媒体、例えば、水は、規則的に、好ましくは永続的に、入口及び出口を介して、再生される。
【００５１】
更に、グラビアロール又はドラムは、好ましくは、グラビアスリーブがシリンダの上に固定された点で顕著である。
【００５２】
本発明によって利用され得る表面構造化のプロセスは、ＷＯ２００９／０７２９２９号及びＷＯ０１／１９６００号で詳細に読むことができる。
【００５３】
安定剤パッケージ（光安定剤）
理想的に使用される高透明度のポリマー層は、ＵＶ保護を備えていた。適切なＵＶ保護配合物は、例えば、ＷＯ２００７／０７３９５２号（Ｅｖｏｎｉｋ  Ｒｏｅｈｍ）又はＤＥ１０２００７０２９２６３Ａ１号に見出され得る。
【００５４】
本発明によって使用されるＵＶ保護層の特定の成分は、集光器の長寿命及び気候安定性に寄与するＵＶ添加剤パッケージである。
【００５５】
理想的には、本発明に従って使用されるＵＶ保護層で使用される安定剤パッケージは、以下の成分からなる：
・  Ａ：ベンゾトリアゾール型のＵＶ吸収剤、
・  Ｂ：トリアジン型のＵＶ吸収剤、
・  Ｃ：ＵＶ安定剤、好ましくはＨＡＬＳ化合物。
【００５６】
成分Ａ及びＢは、個々の物質として又は混合物中で使用され得る。少なくとも１種のＵＶ吸収剤成分は、最上のポリマー層に存在しなければならない。成分Ｃは、本発明に従って使用される最上のポリマー層に必然的に存在する。
【００５７】
更に特に、本発明に従って製造される集光器は、その従来技術と比較して顕著に改善されたＵＶ安定性及び関連する長寿命で知られている。従って、本発明の材料は、特に多くの日照時間及び特に強い太陽放射の場所で、例えば、南西ＵＳＡ又はサハラ砂漠で、少なくとも１５年、好ましくは更に少なくとも２０年、更に好ましくは少なくとも２５年の非常に長期にわたり太陽集光器でも使用され得る。
【００５８】
「太陽熱」に適した太陽放射の波長スペクトルは、約３００ｎｍ〜２５００ｎｍの範囲である。しかしながら、４００ｎｍ未満、特に３７５ｎｍ未満の範囲は、３７５ｎｍ又は４００ｎｍから２５００ｎｍまでの「有効波長範囲」が保持されるように、集光器の寿命を延ばすようにカットされるべきである。本発明に従って使用されるＵＶ吸収剤とＵＶ安定剤との混合物は、広い波長スペクトル（約３００ｎｍ〜約４００ｎｍ）にわたり安定で長寿命のＵＶ保護を示す。
【００５９】
表面コーティング
本発明の文脈において「表面コーティング」との用語は、表面スクラッチの低減のために及び／又は耐摩擦性の改善のために及び／又は防汚コーティングとして及び／又は反射の低減のために適用されるコーティングの総称として理解されている。
【００６０】
耐スクラッチ性コーティング
耐スクラッチ性又は耐摩擦性を改善するために、ポリシロキサン、例えばＣＲＹＳＴＡＬＣＯＡＴ（商標）ＭＰ−１００（SDC Technologies Inc.製）、ＡＳ４００−ＳＨＰ４０１又はＵＶＨＣ３０００Ｋ（両方ともMomentive Performance Materials製）を使用してよい。これらのコーティング配合物は、例えば、集光器の高透明ポリマー層の表面へのロール塗布、ナイフ塗布又は流し塗りによって塗布される。更に有用なコーティング技術の例としては、ＰＶＤ（物理的蒸着）及びＣＶＤプラズマ（化学的蒸着）が挙げられる。
【００６１】
防汚コーティング
防汚機能は、しばしば、耐スクラッチ性コーティングの配合物に含まれる。それらは耐スクラッチ性コーティングの代わりに適用されるか又は−別個の処理工程で−耐スクラッチ性コーティングの上に塗布されてもよい。防汚コーティングは、例えば、フルオロポリマー、シリコーンポリマー、いわゆるハイブリッド材料、二酸化チタン粒子、又は組み合わせによって、製造され得るが、これらに限定されない。
【００６２】
無反射コーティング
単一層及び多層の無反射コーティングが存在する。単一層のコーティングは、一般的に、その下にある材料の屈折率の平方根から計算される屈折率を有する。多層コーティングは、異なる、段階的な屈折率を有する。適切な無反射コーティングは、その下にある材料の光学的特性、特にその屈折率、及びその下にある層の付着特性及び集光されるべき好ましい波長から選択され、該波長はあったとしてもコーティングによって最小限の程度だけ吸収され得る。このため、吸収の原理に基づく無反射コーティングは、本発明の集光器には不適切である。
【００６３】
市販の無反射コーティングは当業者に公知である。適したコーティングの選択も、集光器の他のパラメータの知見を有する当業者にとって容易である。更に、かかる集光器の無反射コーティングは、ＵＳ２００９００３２１０２号で読むことができる。
【００６４】
更なる実施態様では、集光器の２つの最上層、例えば、第１及び第２のポリマー層、又は耐スクラッチ性及び／又は防汚コーティング及び第２のポリマー層、又は耐スクラッチ性及び／又は防汚コーティング及び第１のポリマー層、又は全ての層を、特定の屈折率に対して、反射が反射防止まで最小化するように選択するので、反射を低減することができる。
【００６５】
非常に特定の実施態様では、単純な無反射コーティングは、原則として、最上層の反射率のお陰でコーティングが得られ、該反射率は、５％の正確さで、その下にある層の反射率の平方根を形成する。
【００６６】
集光器の使用
本発明に従って製造される集光器は、好ましくは、光起電力プラント又は太陽熱プラント内の集光器としての使用を見出す。違いは、２つの異なる実施態様の間から引き出されるべきである。
【００６７】
第１の実施態様では、集光器の下側面は、角状又は同心円状のフレネルレンズを有する。これらは、光起電力セルの二次元の形状の上に及びスターリングモーター又は太陽熱集光器の熱吸収器の上に太陽放射の焦点集光をもたらす。
【００６８】
第２の実施態様では、集光器の下側面は線形フレネルレンズを有する。これらは、線形配置の光起電力セルの上への、又は太陽熱集光器の集熱管の上への太陽放射の線形集光反射に使用してよい。
【００６９】
両方の実施態様の場合、平坦パネル又は曲線形のいずれかを製造し、それらを光起電力プラント又は太陽熱集光器内に設置することが可能である。曲げ加工は、集光器の製造、及びその後の、例えば、冷間曲げ加工又は熱成形によるサイズへの切り出し後に行われ、好ましいのは冷間曲げ加工である。
【国際調査報告】
2014509379.tif 000002
2014509379.tif 000003
2014509379.tif 000004