中科院力學(xué)所 遠(yuǎn)距離無線充電技術(shù)研究獲進(jìn)展

記者日前從中科院力學(xué)所獲悉，該所科研人員在激光充能技術(shù)研究方面取得重要進(jìn)展。相關(guān)成果先后發(fā)表于《電源雜志》《能源》等期刊。

激光充能技術(shù)指利用激光束和光電池實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離、無線充電，主要應(yīng)用于無人機(jī)續(xù)航和便攜式電器充電等方面。該技術(shù)的關(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。激光輻照光電池的光電轉(zhuǎn)換過程總是伴隨著熱耗散，而熱耗散引起的材料升溫和熱應(yīng)力又會(huì)通過若干機(jī)制(改變材料帶隙、縮短載流子壽命等)降低光電效率，導(dǎo)致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。

針對激光充能系統(tǒng)穩(wěn)定性和能量轉(zhuǎn)換效率問題，中科院力學(xué)所團(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。

相關(guān)專家表示，該研究為激光充能技術(shù)搭建了多效應(yīng)理論框架，并為充能系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供了高效率優(yōu)化算法。