激光充能技术研究进展

作者:吴臣武 2018-05-23 11:36 来源:
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  激光充能技术是指利用激光束和光电池实现远距离、无线充电的技术,可应用于无人机续航和便携式电器充电等。该技术关键在于高亮度激光辐照环境的光电转换效率和稳定性,因为激光辐照光电池的光电转换过程总是伴随着热耗散,热耗散引起的材料升温和热应力又会通过若干机制(改变材料带隙、缩短载流子寿命等)降低光电效率,更多光能耗散成热能、温升/热应力进一步加剧,这种耦合行为甚至会导致光电池暂时或永久失效。 

 

 

 

 

    图() 激光充能技术概念() 激光辐照光电池的力、热、电效应耦合算例 

  针对激光充能系统稳定性和能量转换效率问题,中科院力学所科研团队建立了从激光输入到电能输出的耦合模型,发展了光能吸收分布求解的数学格式,阐明了光能向电能/热能/应变能转化的耦合机制,构造了系统最优参数窗口搜索算法,并获得了试验验证。 

  研究得到了国家自然科学基金项目和中科院A类先导项目的资助,部分结果公开发表在相关领域经典期刊[Journal of Power Sources 2018 (393)211-216, Energy 2017(134)248-255, Applied Thermal Engineering 2015(88)410-417]。该研究为激光充能技术搭建了多效应理论框架、为充能系统设计提供了高效率优化算法。 

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