[01922542]高效多结激光光伏电池

适宜转化地区/区域：全国

成果简介：

激光供能系统是将激光能量通过光纤或无线的方式输送到远端并由激光电池将光能转换为电能的系统。激光供能具有较强的抗电磁干扰能力及良好的电学绝缘特性，在生物医学、无线通讯、移动设备无线充电、电网和工业传感、航空航天等方面都具有重要的应用。由于激光可达到较高的能量密度和具有很好的准直性，因而激光无线传能具有传输距离远、传输效率高和功率密度高的优势。激光光伏电池是利用光生伏特效应将激光能量转换为电能的半导体器件，其性能直接影响着激光供能系统的链路效率和传输功率。为了实现高效和大功率激光传能，迫切需要研制输出电压高、转换效率高和可接收激光功率密度高的激光电池。针对于此，本项目采用多结电池结构，提高了输出电压，并提出多结电池子电池电流认定方法，提高了电池能量转化效率。研制了晶格匹配及晶格失配等多款应用于激光供能系统的高压激光电池，覆盖激光波长800-1550nm，满足多种场合的应用需求。项目具有如下特点：(1)在导电衬底上制备多结叠层光伏电池，各个子电池通过隧道结串联，该结构在一定程度上解决了单结电池工作电流大、输出电压低以及单结阵列结构电池串联电阻大等问题；(2)多结电池中各子电池呈垂直排列，降低了对入射激光光斑质量及对准问题，使得该电池更具实用性；(3)多结激光电池各子电池采用相同材料，根据所处位置不同各子电池厚度不同以实现各子电池电流匹配，而实际电池经常电流失配，且子电池状态难以确定。项目提出多结子电池电流确定方法，进而对电池结构进行优化，提高电池能量转换效率。项目研制的一系列电池有力的推动了激光传能技术的发展。