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力學(xué)所激光充能技術(shù)研究獲進(jìn)展

星之球科技 來(lái)源:力學(xué)研究所2018-05-25 我要評(píng)論(0 )   

激光充能技術(shù)是指利用激光束和光電池實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離、無(wú)線充電的技術(shù),可應(yīng)用于無(wú)人機(jī)續(xù)航和便攜式電器充電等。該技術(shù)關(guān)鍵在于高亮度

 激光充能技術(shù)是指利用激光束和光電池實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離、無(wú)線充電的技術(shù),可應(yīng)用于無(wú)人機(jī)續(xù)航和便攜式電器充電等。該技術(shù)關(guān)鍵在于高亮度激光輻照環(huán)境的光電轉(zhuǎn)換效率和穩(wěn)定性,因?yàn)榧す廨椪展怆姵氐墓怆娹D(zhuǎn)換過(guò)程總是伴隨著熱耗散,熱耗散引起的材料升溫和熱應(yīng)力又會(huì)通過(guò)若干機(jī)制(改變材料帶隙、縮短載流子壽命等)降低光電效率,更多光能耗散成熱能,溫升/熱應(yīng)力進(jìn)一步加劇,這種耦合行為甚至?xí)?dǎo)致光電池暫時(shí)或永久失效。
針對(duì)激光充能系統(tǒng)穩(wěn)定性和能量轉(zhuǎn)換效率問(wèn)題,中國(guó)科學(xué)院力學(xué)研究所科研團(tuán)隊(duì)建立了從激光輸入到電能輸出的耦合模型,發(fā)展了光能吸收分布求解的數(shù)學(xué)格式,闡明了光能向電能/熱能/應(yīng)變能轉(zhuǎn)化的耦合機(jī)制,構(gòu)造了系統(tǒng)最優(yōu)參數(shù)窗口搜索算法,并獲得了試驗(yàn)驗(yàn)證。
研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目和中科院A類(lèi)先導(dǎo)項(xiàng)目的資助,部分結(jié)果公開(kāi)發(fā)表在相關(guān)領(lǐng)域期刊[Journal of Power Sources 2018 (393)211-216, Energy 2017(134)248-255, Applied Thermal Engineering2015(88)410-417]。該研究為激光充能技術(shù)搭建了多效應(yīng)理論框架,為充能系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供了高效率優(yōu)化算法。
力學(xué)所激光充能技術(shù)研究獲進(jìn)展
圖(上) 激光充能技術(shù)概念;(下) 激光輻照光電池的力、熱、電效應(yīng)耦合算例

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激光充能技術(shù)激光技術(shù)
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