激光無線電力傳輸效率的研究.pdf

1、本課題旨在為解決微型飛行器、微小衛(wèi)星等器件攜帶能量受限、續(xù)航能力差等問題進(jìn)行的空間激光遠(yuǎn)程充電研究。通過對(duì)現(xiàn)有多種光電池的性能進(jìn)行研究，探討了高強(qiáng)度單色激光照射光電池時(shí)其光電轉(zhuǎn)換效率的機(jī)理，并采用不同波長、不同功率的激光器，對(duì)常用光電池的光電轉(zhuǎn)換效率進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測量，得出了光電池在高強(qiáng)度激光輻照下轉(zhuǎn)換效率隨激光參數(shù)的變化規(guī)律。
　　首先，闡述了本課題研究內(nèi)容的目的和意義，通過總結(jié)、分析幾種常用的無線電力傳輸技術(shù)的特點(diǎn)，結(jié)合課題需求，

2、重點(diǎn)介紹了激光遠(yuǎn)程充電技術(shù)的特點(diǎn)、關(guān)鍵部件以及國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀。通過分析激光在大氣中傳輸受到的影響和光電池的轉(zhuǎn)換效率，全面的總結(jié)了影響激光遠(yuǎn)程電力傳輸?shù)母鞣N因素，以此作為合理選取激光器、提高激光能量傳輸效率的理論依據(jù)，選取了三種不同波長的激光器，并對(duì)其工作原理、基本結(jié)構(gòu)以及輸出特性作了介紹。
　　其次，在介紹了光電池的基本結(jié)構(gòu)、工作原理以及光電轉(zhuǎn)換效率的定義的基礎(chǔ)上，依據(jù)熱力學(xué)細(xì)致平衡理論，對(duì)理想電池的轉(zhuǎn)換效率進(jìn)行分析計(jì)算，從中得

3、出光電池材料的能隙寬度、溫度等因素對(duì)轉(zhuǎn)換效率的影響程度，通過對(duì)單晶硅電池、三結(jié)點(diǎn)砷化鎵電池在不同波長激光照射下轉(zhuǎn)換效率的定量計(jì)算，得出了實(shí)現(xiàn)其最佳轉(zhuǎn)換效率的工作條件，為實(shí)驗(yàn)上提高轉(zhuǎn)換效率提供了努力方向。以此為基本依據(jù)，選擇不同的波長激光、照射功率密度等參數(shù)，對(duì)不同光電池的轉(zhuǎn)換效率進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測量，并將實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了分析。
　　此外，本課題創(chuàng)新性地采用波長、強(qiáng)度與光電池能隙寬度匹配的多種激光照射光電池的方法，使三結(jié)點(diǎn)砷化