激光无线能量传输效率的实验研究

乔良; 杨雁南

doi:10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2014.05.003

高级检索

ISSN 1001-3806CN 51-1125/TN 网站地图

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

激光无线能量传输效率的实验研究

乔良 , 杨雁南

文章导航 > 激光技术 > 2014 > 38(5): 590-594

引用本文:

Citation:

激光无线能量传输效率的实验研究

乔良,
杨雁南^,

1.
南京航空航天大学应用物理系, 南京 211106

作者简介: 乔良（1990-），男，硕士研究生，现从事激光应用方面的研究。.

通讯作者: 杨雁南, yangyn@nuaa.edu.cn

基金项目:
国家自然科学基金资助项目（51377080）
中图分类号: TN249

Experimental research of laser wireless power transmission efficiency

QIAO Liang,
YANG Yannan^,

1.
Department of Physics, Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, Nanjing 211106, China

Corresponding author: YANG Yannan, yangyn@nuaa.edu.cn

CLC number: TN249

摘要: 为了提高激光无线能量传输系统的转换效率，基于单结GaAs光电池的工作原理，用调节照射光电池的激光参量的方法，从理论上对激光无线能量传输系统的有关部分进行了优化设计，并通过实验研究了激光波长、激光强度等因素对光电池能量转换效率的影响。结果表明，单结GaAs光电池对单色激光的光电转换效率远高于传统的单晶硅电池，最高转化效率可达61.2%。该结果对于激光无线能量传输技术的应用具有一定参考价值。
- 激光技术 /
- 激光无线能量传输 /
- 单结GaAs光电池 /
- 转换效率
Abstract: In order to improve the conversion efficiency of the laser wireless power transmission system, based on the working principle of single junction GaAs photovoltaic cell, by the method of adjusting the parameter of laser which irradiated the photovoltaic cell, an optimization scheme was designed to each part of the laser wireless power transmission system theoretically. The relation between the conversion efficiency with laser wavelength and incident intensity was measured experimentally and discussed theoretically. The results show that the conversion efficiency of GaAs photovoltaic cell is improved obviously compared with monocrystalline silicon photovoltaic cell for monochromatic laser. The maximum conversion efficiency reaches 61.2%. The conclusions have a certain reference value for the application of laser wireless power transmission.
- laser technique /
- laser wireless power transmission /
- single junction GaAs photovoltaic cell /
- conversion efficiency

[1]	GREEN A W, BOYS J T. 10kHz inductively coupled power transfer-concept and control // The Fifth International Conference on Power Electronics and Variable-speed Drives.New York,USA:IEEE,1994:694-699.
[2]	LU Y. Development of a contactless power converter // IEEE International Conference on Industrial Technology.New York,USA:IEEE,2002:786-791.
[3]	ZHANG M Ch, WANG J H, SHI Y W. Review of the wireless power transmission technology[J].Journal of Chongqing Technology and Business University(Natural Science Edition),2009, 26 (5): 485-488(in Chinese).
[4]	BLACKWELL T.Recent demonstration of laser power beaming at DFRC and MSFC //AIP Conference Proceeding Beamed Energy Propulsion. New York,USA: American Institate of Physics, 2005: 73-85.
[5]	GEORGE T, TOBIAS K, BEN S. High power semiconductor laser cheer the united state light beam transmission competitions[J]. Laser & Optoelectronics Progress,2008(10):64-66(in Chinese).
[6]	HOFFMAN J M.How to get fuel to future interplanetary vehicles: beam it up to them with lasers[J]. Machine Design,2007,79(5):78-88.
[7]	HOWELL J T, O’NEILL M J, FORK R L. Advanced receiver/converter experiments for laser wireless power transmission // Solar Power From Space (SPS04) and 5th Wireless Power Transmission (WPT5) Conference.Washington DC,USA:NASA,2004:1-8.
[8]	DICKISON R M. Wireless power transmission technology state of the art the first Bill Brown lecture[J]. Acta Astronautica, 2003, 53(4/10):561-570.
[9]	YANG W, LIU Ch J, WU X, et al. Preliminary research on low-power laser wireless energy transmission[J].Modern Physics,2013,3(1):49-53(in Chinese).
[10]	CAO Y H, LIU Y Q, QIN W B, et al. Kilowatt diode laser with beam quality better than all solid state laser[J]. Chinese Journal of Lasers,2009,36(9):2282-2285(in Chinese).
[11]	LI J X. Collimated laser beam expander design and simulation [J]. Equipment Manufactring Technology,2009(3):29-31(in Chinese).
[12]	XIONG Sh Zh, ZHU M F. Basic and applied of solar cells[M].Beijing:Science Press,2009:569-577(in Chinese).
[13]	GREEN M. Solar cells:operating principles, technology and system applications.Englewood Cliffs: Prentice Hall, 1982:85-102.
[14]	YANG P, YANG Y N. The research of monocrystalline silicon solar cells efficiency under laser[J].Laser Technology,2012,36(5):696-699(in Chinese).

[1]	杨鹏 , 杨雁南 . 激光辐照单晶硅电池转换效率的研究. 激光技术, 2012, 36(5): 696-699. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2012.05.031
[2]	郭陆灯 , 赵长明 , 王云石 . 高效率激光无线能量传输系统闭环控制研究. 激光技术, 2021, 45(5): 576-584. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2021.05.007
[3]	李秋实 , 罗洪 , 胡永明 , 倪明 . 三角波形激光脉冲在液体中致声的特性分析. 激光技术, 2010, 34(3): 409-412. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.03.035
[4]	张新陆 , 王月珠 , 姚宝权 , 于占东 . 2μm波长Tm, Ho：YLF微片激光器的实验研究. 激光技术, 2002, 26(6): 407-408.
[5]	张文平 , 刘丰年 , 果鑫 , 徐勇 , 张笛 , 唐伟 . 双程激光脉冲放大系统的建模及仿真研究. 激光技术, 2013, 37(6): 838-842. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2013.06.030
[6]	黄妙良 , 沈鸿元 . 聚焦对二次谐波转换效率的影响. 激光技术, 1994, 18(2): 95-98.
[7]	江达飞 , 方晓敏 , 廖东进 . 双光栅结构薄膜太阳能电池的优化. 激光技术, 2019, 43(6): 850-854. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2019.06.022
[8]	孔艳 , 张秀梅 , 高淑梅 . 基于铌酸锂晶体电光效应的差频转换效率调制. 激光技术, 2012, 36(6): 836-839. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2012.06.031
[9]	黄继强 , 胡传炘 , 刘颖 , 沈忱 . 纳秒脉冲激光处理后硅电池光电转换效率研究. 激光技术, 2013, 37(3): 317-320. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2013.03.011
[10]	韩伟 , 钟伟 , 李富全 , 向勇 , 王礼全 , 李恪宇 , 贾怀庭 , 冯斌 . 脉冲形状对3次谐波转换的影响分析. 激光技术, 2008, 32(5): 471-473,557.
[11]	赵长明 , 王云石 , 郭陆灯 , 张海洋 , 张子龙 , 张立伟 , 郑征 , 李建 . 激光无线能量传输技术的发展. 激光技术, 2020, 44(5): 538-545. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2020.05.003
[12]	李慧 , 王志敏 , 张丰丰 , 王明强 , 李家佳 , 崔大复 , 彭钦军 , 许祖彦 . 全固态单频激光技术. 激光技术, 2016, 40(1): 141-147. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2016.01.031
[13]	李贝贝 , 李小将 . 激光输能光电池温度场数值模拟. 激光技术, 2017, 41(4): 537-544. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2017.04.016
[14]	杨欢 , 陆健 , 周大勇 , 贾魏 , 李广济 , 周广龙 , 张宏超 . 1070nm连续激光辐照三结GaAs太阳电池的实验研究. 激光技术, 2017, 41(3): 318-321. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2017.03.003
[15]	孙浩 , 徐建明 , 张宏超 , 杨欢 , 陆健 . 连续激光辐照三结GaAs太阳电池温度场仿真. 激光技术, 2018, 42(2): 239-244. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2018.02.019
[16]	谭宇 , 陆健 . 连续激光辐照三结GaAs太阳电池热应力场研究. 激光技术, 2020, 44(2): 250-254. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2020.02.020
[17]	马泳 , 林宏 , 冀航 , 董天临 . 基于边缘探测技术的激光单稳频指标分析. 激光技术, 2007, 31(5): 469-472.
[18]	时振磊 , 孟文文 , 申景诗 , 吴世臣 , 王健隆 , 曲源冰 , 石德乐 . 无人机激光无线能量传输APT系统跟踪设计. 激光技术, 2019, 43(6): 809-814. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2019.06.015
[19]	赵兴海 , 高杨 , 程永生 . 激光点火技术综述. 激光技术, 2007, 31(3): 306-310,313.
[20]	胡增荣 , 童国权 , 陈长军 , 郭华锋 , 周亮 , 徐家乐 . 激光纳米表面工程技术. 激光技术, 2014, 38(6): 764-770. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2014.06.009

点击查看大图

计量

文章访问数: 3289
HTML全文浏览量: 715
PDF下载量: 706
被引次数: 0

激光无线能量传输效率的实验研究

乔良
杨雁南^,

通讯作者: 杨雁南, yangyn@nuaa.edu.cn

作者简介: 乔良（1990-），男，硕士研究生，现从事激光应用方面的研究。

1. 南京航空航天大学应用物理系, 南京 211106

收稿日期: 2013-09-25
录用日期: 2013-11-19
网络出版日期: 2014-09-25

基金项目: 国家自然科学基金资助项目（51377080）

关键词:

摘要: 为了提高激光无线能量传输系统的转换效率，基于单结GaAs光电池的工作原理，用调节照射光电池的激光参量的方法，从理论上对激光无线能量传输系统的有关部分进行了优化设计，并通过实验研究了激光波长、激光强度等因素对光电池能量转换效率的影响。结果表明，单结GaAs光电池对单色激光的光电转换效率远高于传统的单晶硅电池，最高转化效率可达61.2%。该结果对于激光无线能量传输技术的应用具有一定参考价值。