本文關(guān)鍵詞：提高激光電池效率的理論及實驗研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：激光電池在高效電能供給、快速充電及激光無線能量傳輸?shù)阮I(lǐng)域有著重要的應用。利用激光無線能量傳輸技術(shù),可實現(xiàn)目標間能量供給、驅(qū)動小型飛機及車輛、為偏遠地區(qū)或受災地區(qū)輸送應急電能及物資,也可用于模塊航天器間能源的交互,提高航天器的性能與壽命。1、研究激光電池的能帶理論。從能帶角度,探求電池工作溫度、激光照射條件等因素對激光電池光電轉(zhuǎn)換性能的影響。建立激光電池的單指數(shù)等效模型,根據(jù)模型,推導激光電池的伏安特性函數(shù),實現(xiàn)對電池工作狀態(tài)的定量分析。2、深入研究激光電池輸出電流的組成及影響因素。推導激光電池產(chǎn)生電流、復合電流及擴散電流的表達公式,與單指數(shù)等效模型結(jié)合,將激光電池的p-n結(jié)參數(shù)與輸出參數(shù)聯(lián)系起來。3、為降低激光電池與激光光斑間的匹配損耗,對圓對稱激光電池進行建模仿真,計算出圓對稱GaAs激光電池在基模激光照射下光電轉(zhuǎn)換效率的理論極限。4、搭建激光電池實驗實驗平臺。實驗研究了入射激光波長、激光功率、激光光斑大小及激光電池工作溫度對電池光電轉(zhuǎn)換效率及輸出參數(shù)的影響。實驗表明,GaAs激光電池在2.48W的793nm激光照射下,獲得了最高50.33%的高效光電轉(zhuǎn)換效率。激光電池,是指專門用于將激光能量轉(zhuǎn)換為電能的一類光伏電池。激光電池與普通太陽光伏電池既有相同之處,又有不同之處。普通太陽光伏電池可以接收寬光譜太陽光中的特定波段,激光電池接收的是特定波長的近單色激光;如果選擇入射激光光子能量與制備激光電池的半導體禁帶寬度匹配,激光電池的光電轉(zhuǎn)換效率可大幅度提高。激光電池的光電轉(zhuǎn)換效率是激光無線能量傳輸系統(tǒng)中最關(guān)鍵的參數(shù)之一,影響系統(tǒng)整體的能源利用效率。為實現(xiàn)激光電池的高效能量轉(zhuǎn)換,本文對提高激光電池的光電轉(zhuǎn)換效率進行了理論與實驗研究。主要工作包括:
【關(guān)鍵詞】：激光無線能量傳輸 光電轉(zhuǎn)換效率 單指數(shù)模型 光生電流 暗電流 圓對稱激光電池
【學位授予單位】：北京理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM912;TM724
【目錄】：

• 摘要5-6
• abstract6-11
• 第1章 緒論11-18
• 1.1 激光電池的研究背景和意義11-12
• 1.2 激光電池國內(nèi)外研究進展12-17
• 1.2.1 空間激光無線能量傳輸及能量轉(zhuǎn)換12-13
• 1.2.2 地面激光無線能量傳輸13-16
• 1.2.3 激光電池性能研究進展16-17
• 1.3 本論文主要研究內(nèi)容17-18
• 第2章 激光電池的理論模型18-33
• 2.1 能帶理論18-22
• 2.1.1 受激吸收18-19
• 2.1.2 直接帶隙與間接帶隙19-20
• 2.1.3 半導體結(jié)20-22
• 2.2 激光電池的工作溫度對能帶隙的影響22-23
• 2.3 激光電池單指數(shù)模型23-27
• 2.3.1 理想激光電池23-26
• 2.3.2 實際工作狀態(tài)的激光電池26-27
• 2.4 基于激光電池測試數(shù)據(jù)的參數(shù)提取27-30
• 2.5 激光電池輸出電壓的提高方法30-31
• 2.6 本章小結(jié)31-33
• 第3章 激光電池光生電流機理分析33-50
• 3.1 激光電池產(chǎn)生-復合電流34-40
• 3.1.1 空間電荷區(qū)耗盡寬度34-36
• 3.1.2 光生電流36-37
• 3.1.3 復合電流37-38
• 3.1.4 暗電流38-40
• 3.1.5 電流-電壓的伏安特性40
• 3.2 光學優(yōu)化40-49
• 3.2.1 減反膜41-43
• 3.2.2 聚光激光電池43-46
• 3.2.3 陷光結(jié)構(gòu)46-49
• 3.3 本章小結(jié)49-50
• 第4章 激光電池的建模仿真50-58
• 4.1 激光電池材料與激光波長的選擇50-51
• 4.2 激光電池光電轉(zhuǎn)換效率的仿真計算51-57
• 4.3 本章小結(jié)57-58
• 第5章 激光電池效率測試實驗及結(jié)果分析58-71
• 5.1 測試系統(tǒng)的設(shè)計與搭建58-61
• 5.1.1 測試平臺機械結(jié)構(gòu)58-59
• 5.1.2 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)59-61
• 5.2 試驗結(jié)果與分析61-68
• 5.2.1 激光電池對不同波長激光的響應61-64
• 5.2.2 入射激光功率對激光電池光電轉(zhuǎn)換效率的影響64-65
• 5.2.3 激光電池工作溫度激光電池性能的影響65-67
• 5.2.4 激光光斑尺寸對激光電池性能的影響67-68
• 5.3 單塊串聯(lián)激光電池68-70
• 5.4 本章小結(jié)70-71
• 結(jié)論71-73
• 參考文獻73-79
• 攻讀學位期間發(fā)表論文與研究成果清單79-80
• 致謝80

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 ;太陽能的特點及當前太陽能利用研究中的主要課題[J];哈鐵科技通訊;1979年07期

2 高富強;張小嬌;周日峰;須民健;張亞瓊;;低能X射線工業(yè)CT探測器光電轉(zhuǎn)換效率的研究[J];核電子學與探測技術(shù);2010年10期

3 蘇婷;王金梅;臺流臣;;改進電導增量法在提高光電轉(zhuǎn)換效率中的研究[J];自動化儀表;2012年12期

4 叢偉;巴德純;李江;韓恩相;;基于正交試驗法TiO_2納米薄膜的制備及光電性能的研究[J];真空科學與技術(shù)學報;2013年06期

5 毛寶良;硅太陽能電池提高光電轉(zhuǎn)換效率[J];電工技術(shù)雜志;1992年03期

6 董偉;日本太陽能電池光電轉(zhuǎn)換效率達20%[J];能源研究與信息;2004年01期

7 梁茂;王旭達;袁穎;孫U

本文編號：318870