聚光系統(tǒng)的聚光效率和能量均勻性直接影響單位模組的發(fā)電效率。本文研究設(shè)計(jì)出高倍聚光模組系統(tǒng),該系統(tǒng)主要包括菲涅耳透鏡和球冠平頂微棱鏡。采用中心波長修正法進(jìn)行菲涅耳透鏡的設(shè)計(jì),并通過Zemax仿真模擬設(shè)計(jì)出球冠平頂微棱鏡。最后通過Zemax模擬,決定選取兩側(cè)面夾角α的角度為117°,平頂?shù)角蛎娴拈g隔g為0.2 mm,球冠平頂微棱鏡的曲率半徑R為10 mm。聚光系統(tǒng)整體的聚光效率達(dá)99.8%,能量均勻度為0.812,并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,得出實(shí)際聚光效率為83.1%。 

【文章來源】：發(fā)光學(xué)報(bào). 2018,39(07)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

球冠平頂微棱鏡結(jié)構(gòu)示意圖Fig．2Schematicdiagramofthesphericalflatmicroprismstructure

，(25)a=Ｒcosα2－b2cotα2，(26)c=Ｒ－Ｒcosα2，(27)e=Ｒsinβ2，(28)f=Ｒcosβ2，(29)d=f－a－b2cotα2=Ｒcosβ2－Ｒcosα2－bcotα2，(30)由公式(25)和(30)可知d≥Ｒcosα－π2－arcsinn1n2－arcsinn1n2sinA()12－Ｒcosα2－bcotα2，(31)由此可見，入射角A'1確定后，即可求出球冠平頂?shù)角蛎胬膺叺木嚯xd。2．2．2球冠平頂微棱鏡模型圖3所示為球冠平頂微棱鏡的三維模型示意圖，下底面邊長為b，平頂?shù)角蛎娴木嚯x為g，球面半徑為Ｒ，球冠兩側(cè)面的夾角為α。圖3球冠平頂微棱鏡三維模型示意圖Fig．3Schematicdiagramofthesphericalflatmicroprism3Dmodel3模擬與實(shí)驗(yàn)3．1576倍模組聚光系統(tǒng)的設(shè)計(jì)模擬我們可以將設(shè)計(jì)好的菲涅耳透鏡和球冠平頂微棱鏡的各項(xiàng)參數(shù)導(dǎo)入Solidworks中，建立菲涅耳透鏡和球冠平頂微棱鏡組成的聚光系統(tǒng)三維模型，結(jié)構(gòu)如圖4所示。圖4聚光系統(tǒng)的三維模型Fig．4Threedimensionalmodelofspotlightsystem576倍模組聚光系統(tǒng)由菲涅耳透鏡和球冠平頂微棱鏡組成［13］。其中，菲涅耳透鏡的初始參數(shù)是厚度為2mm，齒高y≤0．4mm部分，透鏡齒之間的間隔為1mm;齒高y=0．4mm的部分，調(diào)整齒間間隔和齒的角度使得光線匯聚在電池片上。另外，為了便于后期組裝，我們將圓形的菲涅耳透

螅?純汕蟪鑾蜆諂蕉?到球面棱邊的距離d。2．2．2球冠平頂微棱鏡模型圖3所示為球冠平頂微棱鏡的三維模型示意圖，下底面邊長為b，平頂?shù)角蛎娴木嚯x為g，球面半徑為Ｒ，球冠兩側(cè)面的夾角為α。圖3球冠平頂微棱鏡三維模型示意圖Fig．3Schematicdiagramofthesphericalflatmicroprism3Dmodel3模擬與實(shí)驗(yàn)3．1576倍模組聚光系統(tǒng)的設(shè)計(jì)模擬我們可以將設(shè)計(jì)好的菲涅耳透鏡和球冠平頂微棱鏡的各項(xiàng)參數(shù)導(dǎo)入Solidworks中，建立菲涅耳透鏡和球冠平頂微棱鏡組成的聚光系統(tǒng)三維模型，結(jié)構(gòu)如圖4所示。圖4聚光系統(tǒng)的三維模型Fig．4Threedimensionalmodelofspotlightsystem576倍模組聚光系統(tǒng)由菲涅耳透鏡和球冠平頂微棱鏡組成［13］。其中，菲涅耳透鏡的初始參數(shù)是厚度為2mm，齒高y≤0．4mm部分，透鏡齒之間的間隔為1mm;齒高y=0．4mm的部分，調(diào)整齒間間隔和齒的角度使得光線匯聚在電池片上。另外，為了便于后期組裝，我們將圓形的菲涅耳透

【參考文獻(xiàn)】：
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