半导体激光无线传能中光伏电池转换效率

• 作者: 刘国栋 吴凌远 张大勇 张家雷 李巍 王伟平
• 来源期刊: 强激光与粒子束
• 学科: 物理学
• 关键词: 激光无线能量传输 光伏电池 输出特性 能量转换效率 半导体激光器
• 年，卷（期）: 2018,（11）
• 所属期刊栏目: 激光与粒子束技术应用
• 页码范围: 164-170
• 页数: 7页
• 分类号: O439
• 字数: 4633字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11884/HPLPB201830.180097

摘要

为选择合适的激光参量与光伏电池参量,以提高激光无线能量传输(LWPT)系统的能量转换效率,通过实验研究了LWPT系统中能量接收单元,也即光伏电池在半导体激光照射下的输出特性.通过波长为808 nm和915 nm的激光辐照GaAs和Si光伏电池,研究了不同激光功率密度、光伏电池温度、电池类型以及激光入射角度对光伏电池输出特性与能量转换效率的影响.实验中,在波长为808 nm的激光功率密度从0.06 W/cm2上升至0.37 W/cm2的过程中,Si电池的最大输出功率从0.12 W上升至0.32 W,能量转换效率从50.9％下降至21.2％;GaAs电池的最大输出功率从0.40 W上升到1.07 W,能量转换效率从57.9％下降至23.8％.随着激光功率密度的增加,光伏电池的输出功率先增加而后趋于饱和,但是高功率密度激光引起的电池温升会导致其光电转换效率的下降,所以激光功率密度的选择与光伏电池温度的控制是提高LWPT系统能量转换效率的关键因素.