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力学所激光充能技术研究获进展

2018-06-07

导读: 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。

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。

针对激光充能系统稳定性和能量转换效率问题,中国科学院力学研究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期刊[Journal of Power Sources 2018 (393)211-216, Energy 2017(134)248-255, Applied Thermal Engineering2015(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。

图(上) 激光充能技术概念;(下) 激光辐照光电池的力、热、电效应耦合算例

(来源:OFweek激光网




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